中国脑起搏器的研究与临床应用(2)

　　2 中国脑起搏器的研究与临床应用

　　我国脑深部电刺激的临床起步并不晚，1998年在北京天坛医院开展了第一例手术[12,13],之后在全国各大医院陆续开展，由于脑深部电刺激器（也称脑起搏器）长期被美国一家企业垄断，高昂的价格让众多患者望而却步。我国有超过200万帕金森病患者，据2013年的统计数据，仅仅有6000多患者植入了脑起搏器。

　　在我国，研制价格可接受的脑起搏器就成为广大患者的迫切需求。2000年，我国神经外科的奠基人之一、北京天坛医院名誉院长王忠诚院士（后来在2008年获得国家最高科学技术奖）提出希望清华大学的团队能够开展脑起搏器的研发工作，并期望脑起搏器应用于各种新的临床适应症研究。

　　把一个电极插进大脑深部，刺激大脑，持续时间超过10年，从工程技术角度看上去是在挑战人类技术的极限。脑起搏器从工程研究到临床应用要克服很多困难，其中最主要的挑战是我们没有相应的工业基础，一切要从零开始。

　　清华大学的研究团队在安全性、可靠性上扎扎实实地做了10多年的工作，很多基础数据没有，靠自己摸；设计边界不清晰，靠多次试验反复迭代；跌跌撞撞、摸爬滚打，在掌握“know how”的基础上，研制出了自己的产品。另一个值得总结的是强调医工结合，在王忠诚院士的关心支持下，一切从临床出发，一切为临床服务。

　　2012年，国家发改委批复由清华大学牵头、北京品驰医疗设备有限公司和北京天坛医院作为共建单位进行神经调控技术国家工程实验室的建设，到目前为止，这是国内唯一一支实现植入式神经调控器械自主研发、产业化和临床应用的单位，已经获得多个型号脑起搏器产品的注册证，是我国神经调控技术医学转化的重要基地。

　　经过10多年的努力，清华大学研发的国产脑起搏器经过大量的技术攻关、动物试验研制和临床试验，已于2013年获得了产品注册证，随后使用寿命更长的可充电脑起搏器也于2014年获得了产品注册证，实现了王院士的夙愿。到2014年12月31日，超过1200侧的清华脑起搏器植入了患者体内，标志着我国已经具有了深受临床欢迎的植入式神经调控医疗装备。

　　脑起搏器的研究成果获得了2012年“中国高校十大科技进展”[14],并入选为2012年《科技日报》 “科技这十年”栏目第六项科技成果[15].脑起搏器的研制成功使我国成为继美国之后，全球第二个能够生产制造脑起搏器并将其应用于临床的国家，将惠及众多患者，推动该医疗领域的进步、发展。这也意味着我国成为第二个能够建立神经调控产业的国家。

　　3 脑起搏器与神经调控

　　联合国人口发展基金会的统计数据显示[16],2012年，全世界60岁以上的人口已达到8.1亿，占全世界总人口的11%;预计到2050年，60岁以上的人口将达到20.3亿，占全世界总人口的22%.不同发展水平的地区和国家都面临人口老龄化问题。

　　我国2013年60岁及以上人口达到20234万人，占总人口的14.9%,这一比例要高于全球平均水平。按照联合国的传统标准，我国已经进入老龄化社会，老龄化程度超前于经济社会发展。

　　流行病学调查发现，在65岁以上老年人群中，老年性神经变性疾病已成为继心脑血管病、肿瘤、糖尿病之后最常见的罹患病种之一，并且相比其他三大类疾病日益有效防治措施的出现，老年性神经变性疾病以其防治措施的相对薄弱“后来居上”成为21世纪导致人类死亡的最主要病种之一。

　　到目前为止，对许多老年性神经变性疾病，几无特效药物可治。因为对于神经退行性疾病的特殊疗效，以脑深部电刺激为代表的神经调控技术成为研究和临床应用的热点。神经调控是神经介入技术在神经科学领域的高端应用，是利用植入性或非植入性技术，采用电刺激或药物手段改变中枢神经、外周神经或自主神经系统活性从而改善患病人群的症状，提高生命质量的生物医学工程技术，是转化医学的典型代表。

　　对于大脑中枢的调控，以脑起搏器为代表，这也是今年“拉斯克”奖颁给脑起搏器的大的社会背景；对于脊髓的调控，则以治疗疼痛的脊髓刺激器为代表；对于外周神经的调控，则以治疗癫痫和抑郁的迷走神经刺激器为代表；药物调控则以药物泵为典型代表，临床上已经有用于疼痛治疗的吗啡泵。

　　4 神经调控技术的发展趋势

　　神经调控技术的发展已经进入到一个新时代，未来神经调控技术的发展将有如下趋势：

　　1）更多、更好的神经调控产品。需要研制各种类型的、满足临床需求的神经调控产品，如用于疼痛的新的脊髓刺激器、针对高血压的刺激器。同时现有的植入式神经调控产品体积、重量等都还不尽如人意，未来需要体积更小、重量更轻、寿命更长的神经调控产品，并希望具有高场强MRI相容等特性，以满足相关检查需求。

　　2）临床适应症的拓展。脑起搏器、迷走神经刺激器、脊髓刺激器等现有神经调控产品，将更多地被应用于寻求新的适应症，如脑起搏器用于阿尔兹海默症治疗、迷走神经刺激器用于心衰治疗、脊髓刺激器用于糖尿病足坏疽治疗等。

　　3）闭环刺激。现有神经调控产品还主要是开环刺激，随着Neuropace公司的RNS[17]、美敦力公司的PC+S[18]等产品的出现，会有越来越多的闭环神经调控产品，这些产品可以感知患者病情发作的信号，对信号进行分析，进而产生相应的刺激，以达到按需治疗的效果。

　　4）原创性的神经调控方法。在已有的神经调控设备平台上，探索更有效的刺激参数模式，一方面提高对现有适用疾病治疗的疗效，减少副作用，另一方面探索对其他疾病治疗的疗效。

　　作为第二个系统掌握了脑起搏器技术的国家，在脑科学的热潮下，我国脑调控相关的研究、临床将具有优质的研究工具，进而推动神经科学和脑科学的发展。人类已经进入脑调控的时代，相信在这个时代，一定会有中国科学家的声音。