航天*科技“植”入脑起搏器
讲话口齿伶俐,行动轻松自如……如果不说,谁也看不出台上发言的曾*生是帕金森病患者。前不久,在“清华脑起搏器论坛——帕金森病日关爱活动”现场,论坛邀请了植入清华脑起搏器的多名患者到会交流其**经验。
在今年的**帕金森病日,北京市科学技术委员会、清华大学等单位共同举办了这*大型公益活动,会上,市科委、清华大学向北京天坛**、北京协和**等**合作伙伴捐赠了50套脑起搏器。
清华大学副校长程建平指出,随着人口老龄*速度加剧,我*有帕金森病患者近250万人,该病已成为影响老年人身体**和生活质量的重大疾病。脑起搏器是20世纪末期脑科学研究的重要成果,是目前外科**帕金森病的*选*法。全**已有8万多名患者植入脑起搏器。
此次研制的脑起搏器,是由**调控技术**工程实验室负责人、清华大学航天航空学院教授李路明组织研究团队,将载人航天*科技应用于脑起搏器研 发、历经10年攻关研制而成。现已在北京天坛**、北京协和**完成40例**试验,**显著。*产脑起搏器的研发成功,让帕金森病患者从此“不再四肢乱 颤”。
在大脑中植入电*
脑起搏器是将电*植入大脑的特定部位,通过慢性电**达到***果,它不损伤脑组织,是*种可逆的******方法。
“开机,加压!”因为大脑中“植入”了*个直径1.2毫米的铂铱合金电*,体外程控仪*遥控,在患者大脑中“发号施令”的脑起搏器就开始工作,帕金森患者像接收到了神奇的信号,瞬间,处于抖动的部位就停止震颤……
在清华大学航天航空学院,李路明教授让记者观看了帕金森患者植入脑起搏器前后对比的录像资料,并向记者讲起了它的工作原理。
脑起搏器在医学上被称为“脑深部电**器”,是植入式****器的*种。其工作**是将电*植入大脑的特定部位,通过慢性电**达到***果。 它不损伤脑组织,也不影响今后其他新的**方法,是*种可逆的****方法。诞生*今,它已经帮助成千上万帕金森病、癫痫、抑郁等患者重归**生活,被誉 为20世纪末“**外科医*器械的大飞机”。
脑起搏器包括植入**的脉冲发生器、延长导线和电*,以及用于遥测、程控的体外程控仪。脑起搏器的**方案可以通过体外仪器调控,随时****强度和频率,以找到*佳**触点。
按作用靶点区分,植入式****器目前已有脑深部**、脊髓**、迷走****、骶****、膈****等多种**模式;按**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、*血压、肥胖等疾病有巨大的****意义。各类****器的功能和结构是类似的,**了脑起搏器关键技 术,有望以点带面,形成*系列的****器的*产*。
李路明介绍,随着我*经济的稳定发展,以及人们对**的日渐关注,*端医*产品正在日益走进*姓的生活。进入21世纪以来,患者植入心脏起搏器 和支架、接受CT和MRI检查,已经非常普遍。我*的**失调患者数量庞大,总数达5000万之多,从人口基数和发病率统计出发,我*植入式*****法 的适应症病人总体规模超过美*和欧洲的总和。
打破*外的垄断
“脑起搏器*旦实现*产*,进口产品将身价大跌,很快我*帕金森病患者就可以**到价格适中而**与*外产品相当的脑起搏器了。”
“脑起搏器1998年*次应用于我***,但是迄今为止,市场上这类产品全部被*外公司垄断,价格将近20万元,绝大多数患者很难承受这样*昂 的费用。而且,患者要在5年左右更换*次内部电池耗尽的脉冲发生器,更换价格也在15万元左右,患者很难承受。”李路明说,“中*人应该有适合自己的脑起 搏器。我们作为科研工作者,应该让前沿科技直接服务于民。”
“于是,从2000年开始,我们做了将近3年的基础研究,探讨如何研制出适合*情的植入式**器。2003年,我们正式组建了由电子、信息、软 件、材料、制造等*域人员组成的研究团队,完成了脑起搏器的研制、动物试验、注册检验和**试验。研究团队利用实验室在微小卫星、载人航天等*域的技术积 累,在脑起搏器的设计、集成、可靠性等*域实现了自主**。”
2009年12月24日,**例帕金森病患者在术后接受脑起搏器开机测试。那天对于这个团队来说非同*般。李路明说,当看到患者在脑起搏器的作用下,双手停止了颤动的那*刻,他的眼里不禁涌出了泪水。回忆起那*刻,他依然*感交集。
比进口产品更胜*筹的是,针对患者的需求,他们又设计了可体外无线充电的**脑起搏器,大大延长了脑起搏器的使用寿命。也就是说,清华脑起搏器 可以使用*段时间后,无须取出体外,隔着**对准脑起搏器充电就行了。现在,双侧可充电脑起搏器已经在多家**进行**试验,患者反应充电方便,*决了电 池寿命的后顾之忧。
李路明对于清华脑起搏器的前景非常看好,他说:“清华脑起搏器的研制成功使*内的帕金森病患者可以**到价格适中而**与*外产品相当的**了!”据悉,该产品已完成**试验,即将通过**食品药品监督管理局的审核,上市后价格仅为进口产品的*半左右。
我***脑**外科专家*忠诚院士对此评价说:“以前帕金森病的**方式是损毁性的,现在是生理性的。这*研究成果是自力更生的,既给**省钱又造价便宜,可使大量病人受益。”
该研究成果2009年入选“中关村自主**六个重大科技成果”,2010年作为**“十*五”支撑计划社会发展*域十大科技成果参加“十*五”重大科技成就展。这*研究成果使我*成为**第二个能够研制、生产脑起搏器的**。
医学与工程的结合
李路明用*个硬币的两个面做比喻,*面是载人航天,*面是医*器械,相辅相成,彼此促进,形成了研究所的特色,也实现了学科的良性发展。
作为*种长期有源植入类*端医*器械,脑起搏器具有很*的技术和工程开发难度。“‘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*域的众多*技术成果,是实实在在的工程研究;同时又*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**的可靠性为特点的航天*技术应用在脑科学*域,研制医*器械,这是我们实验室的*个很大的特色。”
“从每个微小的器件到整个脑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*品质、*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**器技术可以应用在航天员身上,对*微重力环境下的肌肉萎缩。这种技术已经随‘天宫*号’空间站实验室上天。”李路明教授用*个硬币的 两个面来做比喻,*面是载人航天,*面是医*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。
目前,植入单侧脑起搏器的40例**试验,平均术后随访时间达到23个月,*长达到32个月,**显著。双侧可充电脑起搏器也已正式进入**试验。*产脑起搏器的研发成功,对实现产学研医密切结合、*端医*器械的*产*和产业*树立了榜样。
在不久的将来,**电**技术还有望应用在网瘾、抑郁症、强迫症等疾病的**中,甚*还可帮助“瘾君子”戒毒。
依靠团队的力量
“如果我们的亲人患病,我们有没有信心选择自己研制的脑起搏器?在做每*步工作的时候,我们都应该拷问自己这*点!”
在采访中,李路明多次强调团队的重要性,“没有**相关部门、学校以及前辈们的支持,没有科研团队中每个人的倾力协作,没有载人航天科技与*神的支撑,只靠我自己,是不能够完成的”。对于他的团队来说,成功的背后经历了太多的反复和曲折。
“单是植入的电*系统*项,前前后后就改进了30多次。”负责这项实验的博士姜长青对记者说,因为**应用比较复杂,不像看上*那么简单。从动 物试验开始*直到人体**试验,李路明基本上参与了设计和细节追踪的每*步。他说,“做**测试时,我经常3点钟醒来。大脑像放电影*样推演每*个环节, 想到脑起搏器在病人的身体里,*旦出了问题就都不是小事。我们制订了很多预案,**上患者和医生*旦有什么消息反馈回来,我们总是在*短的时间内改进完 善,力求让它更符合**需求”。李路明回想起那些让人战战兢兢而又充满了期待的日子,依然历历在目。
他深深地感谢**的合作伙伴:“脑起搏器是‘医—工’*度紧密结合的产物,*须依靠**专家的*湛手术才能将工程技术人员的智慧转*为对*疾病的利器!”
“我们特别强调脑起搏器的可靠性,并为此做了大量技术**工作,如植入人体脑起搏器的内部软件是可以无线更新的,这就大大提*了软件的可靠性,能够发现问题,及时*决!”李路明说。
“如果我们的亲人患病,我们有没有信心选择自己研制的脑起搏器?在做每*步工作的时候,我们都应该拷问自己这*点!”这是李路明的团队和生产企业北京品驰医*设备有限公司时刻提醒自己的*句话。
目前,清华大学航天航空学院在****器的研发工作中已经获得了多项**授权,已经初步形成自有知识产权包;在**器软件系统重植、体外充电技术方面,拥有技术**优势。
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