颅内电极需要开颅手术才能直接进入大脑，手术风险高且损伤大

行业领域

生物与新医药技术,医疗仪器技术、设备与医学专用软件

需求背景

采集皮层单细胞信号的颅内电极是脑科学研究与神经疾病诊疗的关键工具，但传统技术需通过开颅手术植入，存在两大致命局限：一是手术风险高，易引发出血、感染等并发症（临床数据显示风险发生率超 5%）；二是脑组织损伤大，术后患者恢复周期长（通常≥2 周），且可能遗留神经功能障碍，严重限制其临床推广。

尽管现有研究已探索血管介入路径（如绵羊模型从颈部血管入路至颅内视觉皮层），开发无支架超柔性电极实现免开颅植入，但仍面临核心瓶颈：介入路径导航精度不足（定位误差约 1mm），易导致电极偏离目标皮层区域；同时植入装置操作复杂，难以适配临床手术流程。在此背景下，研发采集皮层单细胞信号的介入神经电极微创植入技术，替代传统开颅手术，对降低患者风险、推动脑机接口临床化具有迫切需求与重大价值。

需解决的主要技术难题

本项目围绕 “介入神经电极免开颅微创植入” 核心目标，需解决以下关键技术难题：

1. 介入路径精准导航难题：突破传统影像导航精度不足的局限，融合 MRI 三维重建与实时血管造影技术，开发多模态影像融合导航系统，实现从颈部血管至颅内目标皮层（如视觉皮层 V1 区）的路径可视化与毫米级定位，解决电极植入偏差问题。

2. 超柔性电极推送适配难题：针对血管曲度复杂、易损伤血管壁的问题，研发专用柔性推送装置，优化电极与推送装置的力学匹配性（如弹性模量、表面润滑性），确保电极在血管内顺畅推进，降低介入创伤。

3. 微创植入标准化难题：建立大动物（如绵羊）微创植入测试体系，明确手术操作流程（如入路选择、推送速度）、术后安全性评估指标（如血管通畅率、脑组织炎症反应），形成可推广的标准化技术方案。

期望实现的主要技术目标

a. 导航精度指标：多模态影像融合导航系统对颅内目标皮层的定位误差≤0.5mm，介入路径可视化准确率≥98%；

b. 植入安全性指标：大动物模型中免开颅植入成功率≥95%，术后 1 周内血管通畅率≥99%，脑组织炎症反应面积≤0.02mm²，无出血、感染等并发症；

c. 电极与装置性能指标：超柔性电极弯曲半径≤0.8mm（适配血管最小曲度），推送装置操作力≤5N，电极在推送过程中功能完好率≥98%；

d. 临床适配指标：微创植入手术时长≤90 分钟，较传统开颅手术缩短≥50%；术后大动物恢复周期≤7 天，较传统手术缩短≥50%；

e. 工艺指标：形成“导航系统 - 柔性电极 - 推送装置” 一体化生产工艺，批次生产良率≥85%，单个植入系统制造成本控制在预期范围内

科创中国

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