本期訪談嘉賓：張建國

北京學(xué)者、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院功能神經(jīng)外科主任。主要研究方向?yàn)槟X功能性疾病的臨床診療、醫(yī)工交叉及基礎(chǔ)研究。率先應(yīng)用腦起搏器治療帕金森病，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將北京天壇醫(yī)院打造為全球最大的腦起搏器治療與研究中心；與清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)國產(chǎn)腦起搏器設(shè)備，牽頭完成全產(chǎn)品鏈國產(chǎn)腦起搏器設(shè)備的臨床試驗(yàn)，并多次完成臨床優(yōu)化。研發(fā)的國產(chǎn)腦起搏器通過認(rèn)證并上市，使我國成為第二個(gè)系統(tǒng)掌握神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的國家。

健康報(bào)：

腦深部電刺激技術(shù)是神經(jīng)調(diào)控領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，它的工作原理是什么？相比其他神經(jīng)調(diào)控手段，它具有哪些優(yōu)勢(shì)？

張建國：神經(jīng)調(diào)控，即利用植入性或非植入性技術(shù)，通過電、化學(xué)、光、磁、超聲等作用方式，興奮、抑制或調(diào)節(jié)特定神經(jīng)元及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而幫助患者改善生活質(zhì)量或提高機(jī)體功能。腦深部電刺激，借助一個(gè)由植入腦深部特定核團(tuán)的電極、延長導(dǎo)線以及脈沖發(fā)生器組成的裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置就是俗稱的腦起搏器。以帕金森病為例，電極植入底丘腦核，脈沖發(fā)生器植于胸前皮下，延長導(dǎo)線在皮下連接電極和脈沖發(fā)生器；電極觸點(diǎn)作用于腦內(nèi)靶點(diǎn)核團(tuán)，通過抑制因多巴胺能神經(jīng)元減少而過度興奮的神經(jīng)元的電沖動(dòng)，來緩解震顫、僵直和運(yùn)動(dòng)遲緩等癥狀。

相比其他神經(jīng)調(diào)控手段，如經(jīng)顱直流電刺激、經(jīng)顱磁刺激和低頻超聲等，腦深部電刺激的優(yōu)勢(shì)尤為顯著。其靶點(diǎn)定位更加精準(zhǔn)，植入過程設(shè)計(jì)得更加安全，刺激參數(shù)高度可控，治療反應(yīng)具備良好的可逆性，且治療效果持久穩(wěn)定。更為先進(jìn)的是，腦深部電刺激采用微創(chuàng)技術(shù)，確保了整個(gè)治療過程的安全性與可靠性。

健康報(bào)：

既然腦深部電刺激技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用前景如何？有望幫助患者解決哪些疾病問題？

張建國：在我國，腦深部電刺激適應(yīng)證范圍已由最初的運(yùn)動(dòng)障礙疾病，如帕金森病、肌張力障礙、特發(fā)性震顫以及藥物難治性癲癇等，逐漸拓展至精神疾病，如抽動(dòng)穢語綜合征、抑郁癥、強(qiáng)迫癥、神經(jīng)性厭食癥等，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。自2014年以來，我國每年新增腦深部電刺激手術(shù)中心數(shù)量超過30個(gè)。這些中心不僅為患者提供著高質(zhì)量的診療服務(wù)，也推動(dòng)著腦深部電刺激技術(shù)的普及和發(fā)展。目前，我國腦深部電刺激技術(shù)領(lǐng)域臨床試驗(yàn)注冊(cè)量已躍升至世界第二位，僅次于美國。

值得一提的是，植入手術(shù)完成后，往往還需對(duì)參數(shù)進(jìn)行多次調(diào)整，逐步達(dá)到最佳療效。我們?cè)趪H上率先提出腦深部電刺激遠(yuǎn)程診療理念，并成功搭建中國神經(jīng)調(diào)控遠(yuǎn)程診療平臺(tái)?；谶h(yuǎn)程程控技術(shù)，醫(yī)生實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)整，降低了患者往返就醫(yī)的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本。截至今年10月，歷時(shí)8年打造的神經(jīng)調(diào)控遠(yuǎn)程診療體系已累計(jì)為15273名患者提供106527次遠(yuǎn)程調(diào)控。

放眼全球，腦深部電刺激技術(shù)同樣呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)估值約為11億美元，且這一數(shù)字有望在不久的將來實(shí)現(xiàn)顯著增長。推動(dòng)這一市場(chǎng)規(guī)模增長的主要因素包括全球老年人口的持續(xù)增加、神經(jīng)調(diào)控領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及新型產(chǎn)品的推出。此外，腦深部電刺激技術(shù)作為附加治療手段，在如慢性腦卒中后上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙康復(fù)等疾病診療中的應(yīng)用需求增加，也為市場(chǎng)規(guī)模增長提供強(qiáng)勁動(dòng)力。

健康報(bào)：

當(dāng)前，腦深部電刺激技術(shù)面臨哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？請(qǐng)您給科研工作者一些方向性建議。

張建國：首先，需不斷探索并驗(yàn)證腦深部電刺激在新疾病領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，如某些神經(jīng)退行性疾病、認(rèn)知障礙等，以拓寬其適應(yīng)證范圍；其次，需深入挖掘腦深部電刺激作為疾病研究工具的價(jià)值，通過精確調(diào)控腦區(qū)活動(dòng)，揭示疾病發(fā)生的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制。此外，需緊隨技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，積極探索腦深部電刺激與人工智能、腦機(jī)接口和遠(yuǎn)程醫(yī)療等新技術(shù)融合的創(chuàng)新路徑，推動(dòng)腦深部電刺激技術(shù)的持續(xù)升級(jí)，為患者帶來更加安全、高效、便捷的治療方案。

健康報(bào)：

請(qǐng)您展望一下，未來的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)將如何發(fā)展。

張建國：神經(jīng)調(diào)控將邁向數(shù)字化、精準(zhǔn)化、智能化、個(gè)體化，包括許多技術(shù)創(chuàng)新，如方向可控電極、磁共振兼容腦深部電刺激、閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控等。

第一，方向可控電極。傳統(tǒng)的腦深部電刺激電極觸點(diǎn)為環(huán)形電極觸點(diǎn)，對(duì)電極周圍的環(huán)形區(qū)域進(jìn)行刺激；而方向性電極將環(huán)形電極分割為分段電極，進(jìn)而對(duì)不同方向進(jìn)行刺激。在核團(tuán)劃分越發(fā)精細(xì)的基礎(chǔ)上，方向性電極有助于刺激目標(biāo)靶區(qū)，避免對(duì)無關(guān)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而減少不良反應(yīng)，擴(kuò)大治療窗。未來，方向性電極甚至有望基于臨床需要形成任何形狀、任何方向的電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)神經(jīng)纖維束的精準(zhǔn)刺激。

第二，磁共振兼容設(shè)備。磁共振兼容腦深部電刺激設(shè)備，是近年來腦深部電刺激設(shè)備演化的重點(diǎn)方向，我國在該領(lǐng)域已有突出成果。清華大學(xué)與北京天壇醫(yī)院合作研發(fā)了3T磁共振兼容的腦深部電刺激設(shè)備，突破了患者術(shù)后進(jìn)行高場(chǎng)強(qiáng)磁共振成像的限制；北京大學(xué)對(duì)腦深部電刺激電極偽影問題進(jìn)行研究，研發(fā)出了石墨烯材料的電極，可大幅度減少電極的顱內(nèi)偽影。這些技術(shù)突破對(duì)腦深部電刺激相關(guān)腦科學(xué)研究貢獻(xiàn)巨大。

第三，閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控。現(xiàn)有的腦深部電刺激系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)個(gè)體化參數(shù)調(diào)整；而閉環(huán)電刺激作為一種新興的神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)，得以根據(jù)大腦的實(shí)時(shí)活動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，按需刺激，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療，相當(dāng)于需要時(shí)就工作，不需要時(shí)就待機(jī)，這將避免長期刺激所導(dǎo)致的不良反應(yīng)。

健康報(bào)：

腦深部電刺激裝置即腦起搏器是醫(yī)工結(jié)合的杰作。在您看來，醫(yī)工完美結(jié)合，需要科研工作者做什么？

張建國：神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展與工科的交叉密不可分，先進(jìn)材料在電極設(shè)計(jì)中扮演著關(guān)鍵角色。比如，新型電極材料柔性聚合物和納米材料，可顯著提升神經(jīng)調(diào)控電極性能，改善電極與神經(jīng)組織的相容性，減少炎癥反應(yīng)。這些進(jìn)步為下一代神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的臨床應(yīng)用開辟新途徑，將推動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。

對(duì)于來自不同學(xué)科的科研工作者而言，小的合作，需要放下態(tài)度，彼此尊重；大的合作，需要放下利益，彼此平衡；長久的合作，需要放下性格，彼此成就。唯有如此才能形成推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的合力。作為醫(yī)生，一心一意為患者解決疾病，就是我們最大的追求。

人類大腦約有860億個(gè)神經(jīng)元，超過100萬億個(gè)突觸，并交錯(cuò)形成網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜程度不亞于銀河系。從某種意義上說，神經(jīng)調(diào)控技術(shù)作為現(xiàn)代神經(jīng)外科的三大進(jìn)展之一，好比當(dāng)年伽利略發(fā)明的第一臺(tái)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。希望我國神經(jīng)調(diào)控技術(shù)發(fā)展日新月異。

文：健康報(bào)記者 趙星月

原標(biāo)題：《腦深部電刺激技術(shù)駛?cè)氚l(fā)展快車道》