转帖:清华研究团队用载人航天科技和精神做中国的“脑起搏器”
清华研究团队用载人航天科技和精神做中国的“脑起搏器”【新闻中心讯 记者 周襄楠 摄影 郭海军】中国的帕金森病患者和癫痫患者有望在不久的将来用上中国自己研发的“脑起搏器”，从而对疾病达到持久和全面的治疗。将“脑起搏器”中由4个芝麻大小的电极组成的电极束植入人的脑部，并发出脉冲，刺激神经从而达到治疗帕金森病和癫痫等脑部神经疾病的效果。而这种价格低廉、技术过硬的“脑起搏器”是由清华大学的科研团队运用载人航天技术研制的。
“脑起搏器”在医学上被称为“脑深部电刺激器”，它是植入式神经刺激器（Implantable Neuro－Stimulator）的一种。其作用机理是把刺激电极放入大脑的特定部位，通过慢性电刺激达到治疗效果。这是一种可逆性的神经调节治疗，不破坏脑组织或神经，不影响今后其它新的治疗方法，是20世纪末脑科学研究的重要成果。按作用靶点区分，植入式神经刺激器目前已有脑深部刺激、脊髓刺激、迷走神经刺激、骶神经刺激、膈神经刺激等多种治疗模式；按治疗疾病区分，对帕金森病、疼痛、癫痫、膀胱功能障碍、呼吸功能障碍、高血压、肥胖等疾病有巨大的临床治疗意义。
“脑起搏器”的刺激方案可以通过体外仪器调控，随时调节刺激强度和频率，以找到最佳刺激触点，在治疗帕金森病、癫痫、疼痛等脑部神经疾病方面具有疗效更好、更持久等优点。
随着我国经济的稳定发展，以及人们对健康的日渐关注，高端医疗产品正在日益走进百姓的生活。上世纪90年代中期以来的10年，患者植入心脏起搏器和支架、接受CT和MRI检查，已经变得非常普遍和常规。我国的神经失调患者数量庞大，仅帕金森病和癫痫患者就超过1400万，从人口基数和发病率统计出发，我国植入式神经刺激疗法的适应症病人总体规模超过美国和欧洲的总和。
主要用于治疗帕金森病的“脑起搏器”1999年首次应用于我国临床，但是至今为止，我国市场上这类产品全部被国外的公司垄断，而且价格昂贵，一般都在十几万元，而且数年之后还要花10万元左右进行更换，极大地限制了这种先进科技更好地为中国的患者服务。
清华大学航天航空学院人机与环境工程研究所在李路明教授的带领下，组建了由电子、信息、软件、材料、制造等领域的科研人员组成的专业科研团队，从2002年开始着手研制适合中国国情的植入式神经刺激疗法和刺激器。研究工作充分继承了实验室在微小卫星、载人航天等领域的技术积累，充分考虑中国患者的需求，在集成设计制造、可靠性、功耗控制、研发规范等领域实现了自主创新。经过艰苦的攻关，该技术团队已经成功研制出第一代植入式神经刺激器平台，完成“脑起搏器”和迷走神经刺激器的系统测试以及动物试验验证，达到了国际上同类产品的技术水平。上述技术将为中国企业制造国内患者能够买得起的“脑起搏器”提供强有力的技术支撑，这类刺激器不久将开始人体临床实验。
在进行上述研究工作的同时，李路明教授的研究小组多次深入到手术现场、病房。在和临床专家、患者的交流中，他们发现，制约国内患者采用该技术手段的另一个关键问题是起搏器的寿命，通常患者要在5年左右时间因电池原因更换一次，更换成本10万元左右，这大大加大了患者的负担。针对国情和患者的需求，他们从实际出发，设计了脑起搏器由体外无线充电或供电的新模式，一次植入终身使用，还极大地节约了患者的费用，目前他们已经完成第二代植入式神经刺激器平台的关键技术研究。
随着研究工作的深入，交叉学科的碰撞和对传统文化的热爱，他们创造性的提出了将植入技术和中医电针灸结合的“植入电针”的概念，并得到了北京中医药大学研究人员的大力支持。研制植入式电针灸刺激器，应用中医针灸理论，实现对穴位更为有效、持久、可控的电刺激，就像给患者自身找了一个全自动的“针灸治疗师”，其治疗效果将更加明显。这一技术方案已经得到了国家“863”计划的支持，并在镇痛方面取得了初步的研究成果。
“‘脑起搏器’从工程角度讲是信息、材料、制造等多个学科交叉集成的结晶，代表了工程领域的众多高技术成果，是实实在在的工程研究；同时又必须符合医学原理，满足患者的需要，是‘医-工’结合的产物。”李路明说，“这和我们从事的航天医学工程研究非常类似，我们把以极高的可靠性为特点的航天高技术应用在脑科学领域，研制医疗器械，这是我们实验室的一个很大的特色。例如，从每个微小的器件到整个起搏器的制造过程我们都有严格的质保体系，保证了研发工作的高品质、高质量。同时在脑起搏器研制中产生的技术成果又可以服务航天，如植入电针研究派生出的刺激器技术将应用在航天员身上，用于对抗微重力环境下的肌肉萎缩，在几年后随神舟飞船上天。”李路明教授用一个硬币的两个面来做比喻，一面是载人航天，一面是医疗器械，相辅相成，彼此促进，形成了研究所的学科特色，也实现了学科的良性发展。
在交谈中，李路明教授多次强调团队的重要性，并多次赞赏自己团队中郝红伟、文雄伟、马伯志、胡春华、刘方军等教师以及研究生的工作：“他们非常努力、团结，没有这支队伍，只靠我自己，什么都做不成。”
不仅科研团队中的每个人都倾力协作，在这项科学研究得以顺利开展的背后，还有多方的专家学者的支持和参与，如李路明教授的导师、我国焊接权威潘际銮院士，清华第二附属医院（玉泉医院）左焕琮院长，我国脑外科权威王忠诚院士的科研团队，中医药大学图娅教授的科研小组……人机与环境工程研究所还聘请了国内第一个研制出心脏起搏器的方祖祥教授等担任技术顾问，研制“脑起搏器”的系列工作还得到了航天航空领域张履谦院士、俞梦孙院士等科学家的支持。
作为参与国家医疗器械科技发展规划的专家，李路明教授多次强调研究方向和科研工作的使命感：“医疗器械，特别是高端医疗器械国产化、低成本化是当前解决看病贵、实施国家医改‘战略前移、重心下移’的重要举措，在未来我国医药、健康产业中扮演非常关键的角色，清华大学对此有义不容辞的责任。”李路明教授带领的科研团队的研究工作还得到国家卫生部、科技部、清华大学和航天航空学院以及有关企业的大力支持。
目前，清华大学人机与环境工程研究所在神经刺激器的研发工作中已经获得了多项专利授权，已经初步形成自有知识产权包；在刺激器软件系统重植、体外充电技术方面，拥有技术领先优势；在植入电针灸的研究领域，开展了原创性的研究工作。（编辑 周月红）
（http://news.tsinghua.edu.cn） 终于又看到如此令人激动的好消息了。希望该技术早日得到实际应用。
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