2026年10月19日,西门子医疗(Siemens Healthineers)与美国植入式脑机接口企业Paradromics宣布开展战略合作,共同开发用于脑机接口植入的多模态医学影像平台。双方计划整合结构磁共振(MRI)、功能磁共振(fMRI)、CT及血管影像,建立覆盖患者筛选、神经靶点定位、手术规划、术中导航、术后植入位置确认和疗效评估的影像工作流程,希望形成一套可在不同医疗中心部署的标准化方案,减少脑机接口手术对单个研究团队经验和定制化设备的依赖。目前,合作金额、具体商业模式及平台上市时间尚未公布。
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# MRI、CT如何用于脑机接口植入?
脑机接口通过采集大脑神经活动,将信号转换为文字、语音或设备控制指令。对于需要将微电极植入大脑皮层的产品,植入位置会直接影响能够记录到的神经信号及后续解码效果。
此次合作首先关注语言和运动功能相关的皮层区域。由于不同患者的大脑解剖结构和功能分布存在差异,临床团队需要在手术前确定个体化植入靶点,并评估周围血管和重要脑组织的位置。
双方拟建立的影像流程包括以下环节:
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其中,功能MRI是此次合作的重要技术环节。
fMRI通常利用血氧水平依赖(BOLD)信号间接反映局部神经活动。患者执行语言、想象发声或运动相关任务时,研究人员可以观察不同脑区的功能反应。
这些信息能够为皮层电极的植入靶点提供参考。最终靶点仍需结合临床评估、影像配准结果及手术条件确定。
# 从影像扫描到手术导航
Paradromics已经在临床研究中使用西门子医疗MRI系统开展术前影像检查。此次合作计划将已有流程进一步标准化,形成覆盖影像采集、图像配准、数据处理、导航数据输出和自动分析的完整方案。
具体而言,不同模态采集到的图像需要统一到同一解剖坐标空间,再将功能影像所识别的目标区域与血管、骨性结构等信息整合,供神经外科医生规划手术路径。西门子医疗表示,未来方案还将引入自动化分析和临床决策支持能力,以提高不同医疗中心之间的操作一致性。
参与研发的临床研究人员包括美国Mass General Brigham神经科学研究所的Daniel B. Rubin等。
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# 植入电极还能反过来验证MRI
此次合作另一个值得关注的方向,是将植入后获得的真实神经电活动与术前功能影像进行比较。fMRI主要通过血流动力学变化间接定位功能区域,而Paradromics的Connexus系统能够通过植入皮层的微电极采集局部神经元电信号。
两类数据具有不同的时空分辨率及生理学含义。在患者完成脑机接口植入后,研究人员可以分析电极记录到的神经活动,比较术前功能影像预测的脑区与实际记录到的语言、运动相关信号之间的一致性。
这些数据未来可用于优化功能定位方法、改进图像处理算法,并为后续患者的靶点选择提供参考。这种研究也存在技术挑战,包括术前、术后影像与电极坐标的准确配准,以及血流动力学反应与神经电活动之间的差异。双方尚未公布相关算法的性能数据。
# 西门子医疗现有3T MRI或成为技术基础
西门子医疗在官方公告中提及,MAGNETOM Cima.X等先进3T MRI系统具有支持植入式脑机接口临床应用的潜力。
MAGNETOM Cima.X是一款高性能3T磁共振系统,采用Gemini梯度技术,梯度幅度可达200 mT/m、切换率可达200 T/m/s,并支持功能脑成像等神经影像研究。高性能梯度系统有助于复杂MRI序列的实施,但脑机接口手术定位效果还取决于成像协议、线圈、患者运动控制、图像处理及功能定位算法。
目前,双方没有宣布开发脑机接口专用MRI硬件,也没有披露最终平台所需的具体设备配置。Paradromics首席临床官William J. Marks表示,希望Connexus能够融入医院现有医疗体系,尽可能利用成熟设备与临床工作流程,避免医疗机构为脑机接口额外采购和培训使用大量专用资本设备。这意味着,未来脑机接口产业的发展,也可能为已经安装在医院中的MRI、CT、影像后处理和神经外科导航系统带来新的临床应用需求。
# 脑机接口对医学影像提出哪些新需求?
植入式脑机接口的不同技术路线,对影像设备的需求有所不同。直接植入大脑皮层的微电极,需要精确识别目标脑区,并综合考虑皮层解剖、血管分布及神经外科手术路径。以Synchron为代表的血管内脑机接口,则通过血管路径将记录电极送入脑部血管,术中更依赖血管成像和介入导航。对于更广泛的植入式神经技术,影像应用还涉及深部靶点定位、术后器械位置确认、解剖变化随访等环节。
随着植入式脑机接口进入更多医疗中心,相关影像技术可能形成新的应用方向,包括个体化功能脑图谱、自动化多模态配准、导航数据标准化,以及结合植入记录的长期功能评估。
这些需求也将涉及影像设备厂商、医学影像软件企业、神经外科导航企业和脑机接口开发企业之间的协作。此次西门子医疗与Paradromics的合作,正是将已有影像基础设施引入这一新兴临床应用领域的一次尝试。
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