脑机启侦 | 功能超声+机器人导航：“超声脑机”技术体系进入临床验证阶段（10.6）

中南大学湘雅三医院神经外科杨靓团队联合中南大学肖嘉莹团队，已构建起覆盖“床旁评估—术中监测—机器人导航—双向神经调控”的超声脑机接口技术体系，并进入临床规模化验证阶段。截至9月28日，团队完成10余例患者床旁重复功能超声采集，并在脑出血、脑肿瘤、癫痫手术中落地术中三维功能超声成像，形成结构化血管与脑功能数据集。

图自：中南大学湘雅三医院

在神经外科手术场景中，传统CT仅提供术前静态解剖信息，开颅后血肿腔及周围组织空间关系发生偏移。团队将多参数3D功能超声集成至手术流程，开颅后实时获取血肿边界与微血管信号，辅助术者完成路径规划与功能保护。该方案解决了深部脑出血手术中“实时解剖对齐”的行业共性难题，为小颅窗条件下的术中导航提供了可复制的技术范式。

针对床旁长期监测场景，团队基于患者CT数据生成个体化头架，耦合可控旋转扫描机构，实现探头沿预设轨迹的多截面三维采集。同步完成超声图像与CT空间配准、体动伪影校正及跨时点信号归一化算法，使脑血流功能信号具备纵向可比性。该套方案将床旁神经功能检测从“单次定性观察”推进至“定量可复现监测”，为神经重症评估建立标准化数据底座。

在系统层，肖嘉莹团队已完成六轴机器人与超声成像平台的标定集成，建立超声图像空间与实际操作空间的映射关系，实现三维超声结构与微血管网络融合显示。团队在活体兔脑血肿模型中完成“标定—导航—路径规划—机器人引导穿刺”全流程验证，补齐了机器人辅助神经导航在软组织形变场景下的技术闭环，为后续人体临床试验提供工程化依据。

技术体系进一步向双向脑机接口延伸。团队设计脑脊髓端联合刺激超声脑机系统，完成闭环反馈架构搭建，并推进聚焦超声精准调控与脊髓电刺激联合方案的患者基线成像。相关成果已形成多项授权国家发明专利。

从行业视角看，该体系首次将功能超声、个体化机械装置、机器人导航与双向神经调控纳入同一技术栈，打破了当前神经功能评估依赖电生理与静态影像的单一路径。其价值在于为神经重症监护、术中神经保护、卒中后康复评估及个体化神经调控，提供了一套可量化、可复现、可工程化落地的通用技术框架，对推动脑机接口从实验室原型走向临床标准工具有明确示范意义。下一阶段，团队将重点验证功能信号与临床量表的关联模型，并启动机器人超声系统的人体临床试验。