중국이 독자적으로 개발한 뇌-컴퓨터 인터페이스가 심부 뇌종양의 정밀 경계 위치 지정 임상 시험을 성공적으로 완료

배경

교모세포종과 같은 뇌종양은 높은 발생률, 사망률 및 재발률이 특징입니다. 이러한 종양의 침습적 성장은 종양 조직과 정상 뇌 조직 사이의 경계를 불분명하게 만드는 경우가 많습니다. 일반적으로 사용되는 수술 전 영상은 기능 영역을 피하는 데 도움이 되는 종양 위치를 대략적으로 제공할 수 있지만, 뇌 이동과 같은 수술 중 동적 변화를 반영하지 못하며, 보고된 오차 범위는 5~20밀리미터에 이릅니다. 초음파, 형광 유도, 뇌피질전기검사 등을 포함한 수술 중 보조 도구도 종양과 건강한 기능 조직 사이를 실시간 단일 세포 수준으로 구분하는 데에는 한계가 있습니다.

성과

2025년 8월, 중국과학원 항공우주정보연구소의 변환기술 국가주요실험실은 하얼빈의과대학 부속 제1병원 신경외과와 협력하여 독자적으로 개발한 이식형 마이크로전극 배열 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용한 심부 뇌종양 정확한 경계 위치 확인 임상시험을 완료했다. 이는 여러 중국 국영 언론에서 심부 뇌종양 수술 중 경계 식별을 위한 BCI 기술의 세계 최초 임상 적용 사례로 보도되었다.

이번 임상 시험에는 종양 압박으로 인해 빈번한 간질 발작과 언어 혼란을 겪었던 교모세포종 환자가 참여했다. 병원 신경외과장 시화장에 따르면, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)가 실시간으로 포착한 단일 세포 신경 신호와 영상 데이터를 결합하여 종양 경계를 정확하게 확인할 수 있었다. 이를 통해 기능적 뇌 영역을 최대한 보존하면서 종양을 완전히 절제할 수 있었다. 수술 후 환자는 간질 발작이 없었고, 언어가 명확하고 유창해졌으며, 삶의 질이 향상되었고 새로운 신경학적 결손도 나타나지 않았다.

작동 원리

핵심 장치는 NeuroDepth로, 마이크로전자기계시스템(MEMS) 기술과 나노재료로 제작된 임상용 BCI 마이크로전극 배열입니다. 이 프로브는 최대 9.5센티미터 길이에 도달할 수 있고, 두께는 최대 0.2밀리미터(대략 사람 머리카락 지름)이며, 폭은 맞춤형으로 조정 가능하고, 공간 해상도는 15마이크로미터입니다. 이 장치는 높은 내구성, 생체 안전성, 대뇌 피질 표면에서 깊은 뇌 구조까지 단일 세포 수준의 신경 전기 활동을 실시간으로 기록할 수 있는 능력으로 설계되었으며, 신경전달물질 신호를 모니터링할 수도 있습니다.

이 원시 신호들은 페어링된 AIRCAS-128 다중 수준 규제 및 고속 신경 신호 동기 검출기에 의해 처리되며, 이 장치는 데이터를 실시간으로 분석하여 뚜렷한 신경 활동 패턴을 기반으로 종양과 건강한 조직을 구분합니다. 이를 통해 수술 팀을 위한 즉각적인 '병변 탐색'이 제공됩니다. 외과 의사들은 BCI 피드백을 표준 수술 전 영상과 통합하여 수술 중 동적인 조건에서도 절제를 보다 정확하게 안내하며, 세포 수준의 정밀도나 실시간 적응성이 부족할 수 있는 기존 방법의 한계를 해결합니다.

국제 환자에게 의미하는 바

이번 임상 시험은 중국의 주요 병원에서 신경외과 수술을 위한 국내 개발 이식형 BCI 기술의 임상 사용에서 진전을 보여줍니다. 하얼빈의과대학 부속 제1병원은 국제 학술 교류에 참여하고 외국 손님들에게 의료 서비스를 제공했습니다. 하얼빈은 일부 국경을 넘는 의료 여행과 함께 북부 관문 역할을 합니다.

재판에 대한 보고서는 이 특정 BCI 기술의 현재 시판 가능 여부나 이 병원의 전용 국제 환자 서비스에 대한 세부 정보를 제공하지 않았습니다. 뇌종양 신경외과 치료에 관심이 있는 국제 환자는 자격 요건, 관련 기술 또는 절차의 상태, 언어 지원 가능 여부 및 개별 사례 적합성을 확인하기 위해 병원에 직접 연락해야 합니다. 모든 치료 결정은 의료진의 직접 평가가 필요합니다.

병원 안내

하얼빈의과대학 부속 제1병원은 중국 동북부 헤이룽장성 하얼빈에 위치한 3A급 종합 공립 3차 병원입니다. 하얼빈 의과대학에 소속되어 있으며 1949년에 설립되었고, 두 개의 캠퍼스(남강과 군리)에서 운영되며 임상 진료, 교육, 연구 및 예방을 통합한 성 내 최대 의료 센터 중 하나로 기능합니다. 국가 종합 공립 3차 병원 성과 평가에서 A+ 등급을 받았습니다.

신경외과는 1958년에 설립되어 베이징, 톈진, 상하이를 제외한 중국의 초기 전문 신경외과 부서 중 하나입니다. 헤이룽장성에서 가장 큰 신경외과 센터이며, 성 신경외과 질 관리 센터로서 기능하며, 국가 임상 주요 특성 건설 단위로 지정되어 있습니다. 이 부서는 동북 지역 신경외과에서 1위를 차지했으며, 푸단대학 병원 경영 순위 등 일부 평가에서 전국 상위 10위 안에 들기도 했습니다. 또한, 두개내 종양, 뇌혈관 질환, 기능성 신경 장애 관련 고위험 사례를 많이 다루고 있으며 많은 의사들이 국제적인 연수 경험을 갖추고 있습니다.