（來源：科普中國）

轉(zhuǎn)自：科普中國

某個(gè)尋常的下午，北京某三甲醫(yī)院神經(jīng)外科的手術(shù)室內(nèi)，醫(yī)生站在病床前，淡定地按下腦起搏器的開關(guān)。幾秒后，一位因帕金森病而動(dòng)作遲緩、僵硬的患者，動(dòng)作明顯流暢。他緩緩起身，試著旋轉(zhuǎn)身體，然后甩開腿走了幾步，淚水瞬間盈滿了眼眶——這是他十年來第一次如此自如地行動(dòng)。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

有人將這段場(chǎng)景發(fā)在網(wǎng)上，留言說：“好像有魔法一樣�！�

但這并不是魔法，而是一項(xiàng)已經(jīng)在中國開展近三十年的醫(yī)療技術(shù)——腦深部電刺激術(shù)（Deep Brain Stimulation, DBS），它還有個(gè)形象的名字，叫“腦起搏器”。這是一種將電極植入腦內(nèi)特定靶點(diǎn)，通過電刺激，調(diào)控特定神經(jīng)環(huán)路的異常神經(jīng)活動(dòng)，從而治療腦功能性疾病的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)。

目前，該技術(shù)已被廣泛用于涉及運(yùn)動(dòng)、邊緣系統(tǒng)、認(rèn)知及記憶環(huán)路的各種腦功能性疾病的治療和機(jī)制研究，比如帕金森、精神性疾病（重度抑郁癥、強(qiáng)迫癥、神經(jīng)性厭食等）、慢性疼痛、成癮性疾病及 AD 等，并取得了令人鼓舞的初步成果[2]。

尤其值得一提的是，截至 2025 年 9 月，國產(chǎn)腦起搏器已實(shí)現(xiàn)全面商用，在 8 個(gè)國家 400 家醫(yī)院開展植入，臨床已幫助 3 萬名帕金森病患者改善運(yùn)動(dòng)功能[5]。

這項(xiàng)技術(shù)的故事，既是一部醫(yī)療技術(shù)的引進(jìn)史，也是中國高端醫(yī)療器械從依賴進(jìn)口到實(shí)現(xiàn)自主可控的發(fā)展縮影。

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腦起搏器是如何工作的？

要理解這場(chǎng)“技術(shù)突圍”的意義，首先要認(rèn)識(shí)“腦起搏器”。

腦起搏器（DBS）并非單一醫(yī)療器械，而是一套植入體內(nèi)的精密電子系統(tǒng)。這套系統(tǒng)由四個(gè)關(guān)鍵部件組成：

· 電極，一根直徑約 1.25 毫米的纖細(xì)導(dǎo)線，其前端設(shè)有觸點(diǎn)，負(fù)責(zé)將電刺激精準(zhǔn)、穩(wěn)定的傳輸至患者腦內(nèi)的靶點(diǎn)核團(tuán)。其植入精度要求極高，位置誤差通常需控制在 1～2 毫米以內(nèi)，以免刺激到鄰近的視覺、語言或運(yùn)動(dòng)功能區(qū)，引發(fā)副作用。

· 脈沖發(fā)生器，一個(gè)形似心臟起搏器的金屬鈦盒，通常植入于鎖骨下方的皮下。它內(nèi)置電池與集成電路，是整個(gè)系統(tǒng)的能量供應(yīng)與指令中心，負(fù)責(zé)產(chǎn)生并調(diào)控所需的電脈沖。

· 導(dǎo)線，連接顱內(nèi)電極與胸部脈沖發(fā)生器的“橋梁”，通常經(jīng)由皮下隧道，沿頸側(cè)走行。

· 體外程控儀，醫(yī)生手持的無線控制設(shè)備，形似平板電腦，用于在術(shù)后通過無線信號(hào)（通常是藍(lán)牙或?qū)Ｓ蒙漕l）調(diào)整刺激參數(shù)，為患者尋找個(gè)性化的最佳治療方案。

腦起搏器（DBS）的完整治療過程分為“手術(shù)植入硬件” 和 “術(shù)后程控” 兩步。

手術(shù)全程要在局麻或全身麻醉下進(jìn)行，醫(yī)生首先會(huì)通過“磁共振（MRI）” 精準(zhǔn)定位大腦內(nèi)的治療核團(tuán)，然后在患者頭部鉆一個(gè)小孔，將電極精準(zhǔn)植入“預(yù)定靶點(diǎn)”；隨后在胸部皮下安放脈沖發(fā)生器，通過皮下導(dǎo)線將二者相連，完成“腦起搏器”在體內(nèi)的硬件搭建。

然而，手術(shù)成功只是治療的開始。術(shù)后數(shù)周，當(dāng)傷口愈合，治療便進(jìn)入更為關(guān)鍵的“程控”階段。醫(yī)生會(huì)通過體外設(shè)備無線調(diào)整刺激參數(shù)，如同為一把復(fù)雜的鎖尋找唯一的鑰匙，為患者匹配出療效最佳、副作用最小的個(gè)性化“刺激處方”。這個(gè)過程需要耐心與技巧，直至為患者找到最合適的治療方案。

腦起搏器通過植入電極直接刺激大腦的核團(tuán)，圖源：清華大學(xué)

腦起搏器的引進(jìn)之困：

為何早期舉步維艱？

腦起搏器在中國走過的路，并非一帆風(fēng)順。

1998 年，安徽省立醫(yī)院和北京天壇醫(yī)院分別在 9 月和 11 月完成了國內(nèi)首批腦深部電刺激（DBS）手術(shù)——一共做了 4 例，其中 3 例選擇了針對(duì)“震顫”的丘腦腹中間核（Vim），1 例嘗試了丘腦底核（STN）。這也是中國首次用 DBS 技術(shù)來治療震顫為主的帕金森病。這在當(dāng)時(shí)是一次里程碑式的探索。

然而，此后十余年，這項(xiàng)技術(shù)的推廣卻步履維艱。

到 2009 年，全國每年能開展的手術(shù)平均不足 180 例，有條件的中心僅有 8 家[8]。以當(dāng)時(shí)中國龐大的帕金森患病人群估算，能接受這項(xiàng)治療的患者比例只有約萬分之零點(diǎn)一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同期美國的 5%[6]。

原因直白而現(xiàn)實(shí)，每一道都是橫在患者和治療之間，必須跨越的坎。

第一，手術(shù)太難。手術(shù)本身，就是一道高聳的技術(shù)門檻。傳統(tǒng)方法需要在患者頭上牢牢固定一個(gè)沉重的立體定向頭架，醫(yī)生要憑借影像、圖紙和復(fù)雜的計(jì)算，依靠多年經(jīng)驗(yàn)手工定位、鉆孔、植入。整個(gè)過程漫長、繁復(fù)，對(duì)主刀醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的整體配合要求極高。一家新醫(yī)院若想開展，往往需要經(jīng)年累月的技術(shù)沉淀和人才培養(yǎng)，這使得技術(shù)的普及異常緩慢。

第二，價(jià)格太貴。早期設(shè)備完全依賴進(jìn)口，一套系統(tǒng)售價(jià)動(dòng)輒 20 萬元以上[11]，對(duì)于絕大多數(shù)家庭而言，尤其是需要長期應(yīng)對(duì)慢性疾病的家庭而言，是一筆沉重的、甚至難以承受的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，讓無數(shù)患者望而卻步。

第三，調(diào)試太麻煩。手術(shù)成功，僅僅是漫長治療的開始。術(shù)后，患者需要頻繁返回醫(yī)院，由醫(yī)生像調(diào)試精密儀器一樣，反復(fù)嘗試、尋找那組能帶來最佳療效、又最少副作用的電刺激參數(shù)。每一次復(fù)診，對(duì)異地求醫(yī)的患者來說，都是時(shí)間、精力和不菲路費(fèi)的沉重付出。長期、高頻次的隨訪，成了壓垮許多家庭的最后一根稻草。

技術(shù)有了，但用不起、用不好、不敢用——這是中國腦起搏器起步期最真實(shí)的寫照。

困局之中，出路在哪？

答案，藏在“自主創(chuàng)新”四個(gè)字里。一場(chǎng)從“根”上解決問題的國產(chǎn)化破局之路，就此拉開序幕。

破局之路：國產(chǎn)化的精準(zhǔn)突破

破局，沒有捷徑，唯有直面每一個(gè)最具體、最棘手的難題。中國科學(xué)家當(dāng)時(shí)果斷采取“對(duì)癥下藥”策略，精準(zhǔn)打擊。

針對(duì)“手術(shù)復(fù)雜”，為了縮短人才培養(yǎng)周期太長，他們就引入機(jī)器人輔助。隨著多模態(tài)影像定位技術(shù)的進(jìn)步及機(jī)器人技術(shù)的更迭換代升級(jí)，全麻下機(jī)器人輔助電極植入具有精度高、耗時(shí)短、更安全、設(shè)備一體化等優(yōu)勢(shì)，近年來被國內(nèi)外越來越多的中心所采用。目前國內(nèi)有超過 38 家中心常規(guī)應(yīng)用立體定向機(jī)器人輔助 DBS 電極植入[8]。

針對(duì)“價(jià)格昂貴”，他們堅(jiān)定走國產(chǎn)化道路。2000 年，天壇醫(yī)院就開始與清華大學(xué)合作，研發(fā)國產(chǎn) DBS 設(shè)備。2013 年，首款國產(chǎn)腦起搏器獲批上市，打破了美國的技術(shù)壟斷，不僅使我國成為世界上第二個(gè)掌握這一技術(shù)的國家，還將腦起搏器的價(jià)格降低了 50%，加之醫(yī)保覆蓋，可及性大幅提升[11]。2014 年，我國又成功實(shí)施首例可充電腦起搏器植入手術(shù)，讓腦起搏器的發(fā)展向前邁進(jìn)一大步。

安全充電中，圖源：清華大學(xué)

針對(duì)“隨訪困難”，他們首創(chuàng)了遠(yuǎn)程療診平臺(tái)。過去患者術(shù)后需要多次返回醫(yī)院調(diào)整參數(shù)，異地就醫(yī)成本高昂。自 2016 年，我國就搭建了“遠(yuǎn)程程控”平臺(tái)立并逐步在全國進(jìn)行推廣。如今患者在家就能接受專業(yè)的參數(shù)調(diào)整，截止 2022 年底，就已經(jīng)累計(jì)為超過 7000 名患者進(jìn)行了 4.6 萬次的遠(yuǎn)程程控服務(wù)[8]。

DBS 程控中心-患者；模式二：DBS 程控中心-DBS 程控分中心-患者，圖源；參考文獻(xiàn) [12]

這些從臨床痛點(diǎn)出發(fā)的精準(zhǔn)突破，不是孤立的技術(shù)勝利，而是一套從技術(shù)、到臨床、再到服務(wù)的體系性創(chuàng)新。它標(biāo)志著中國腦起搏器的發(fā)展，從最初的“仰望”和“模仿”，進(jìn)入了自主定義解決方案、甚至開始輸出“中國范式”的新階段。

技術(shù)的進(jìn)化

“腦起搏器”邁向“腦機(jī)接口”

然而，國產(chǎn)化的突圍，絕不僅僅是解決“有沒有”和“貴不貴”的問題。更深層次的競(jìng)賽，在于技術(shù)本身的持續(xù)進(jìn)化。

就在中國的科技和科研團(tuán)隊(duì)攻克各種臨床難題的同時(shí)，全球范圍內(nèi)的腦起搏器技術(shù)也正經(jīng)歷一場(chǎng)從“開環(huán)”到“閉環(huán)”的革命。這場(chǎng)技術(shù)進(jìn)化，與中國國產(chǎn)化的進(jìn)程交匯，共同定義了今天我們所見到的腦起搏器。

早期的傳統(tǒng)腦起搏器，其工作原理是“單向干預(yù)”——系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)程序持續(xù)輸出固定的電脈沖，如同一個(gè)不知疲倦的“電子節(jié)拍器”，用以覆蓋大腦的異常信號(hào)，但它本身并不“知曉”大腦的實(shí)時(shí)狀態(tài)。這也是它與能實(shí)現(xiàn)“雙向交流”的腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface，BCI）的本質(zhì)區(qū)別。

隨著技術(shù)進(jìn)步，新一代腦起搏器已邁入“感知與閉環(huán)調(diào)控”的新階段。這類系統(tǒng)在輸出刺激的同時(shí)，其電極還能持續(xù)記錄大腦局部場(chǎng)電位等生物電信號(hào)，實(shí)時(shí)“感知”疾病的特定生物標(biāo)志物（如帕金森病相關(guān)的異常β波振蕩）。系統(tǒng)內(nèi)置的算法能夠自動(dòng)分析這些信號(hào)，并在檢測(cè)到異常時(shí)，智能調(diào)整刺激強(qiáng)度或模式，形成一個(gè)“感知-分析-反饋”的自動(dòng)化閉環(huán)。

這意味著：腦起搏器已經(jīng)從持續(xù)輸出的“開環(huán)”設(shè)備，進(jìn)化為能根據(jù)大腦狀態(tài)“按需治療”的初步治療型腦機(jī)接口。

此外，硬件的迭代也極大拓展了臨床邊界。比如 3.0 T 磁共振兼容打破了術(shù)后檢查限制；方向性電極實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)聚焦刺激，提升療效并減少副作用；設(shè)備小型化與遠(yuǎn)程程控則提升了患者舒適度與隨訪可及性等等。

以常見的神經(jīng)退行性疾病帕金森病的治療為例，其典型癥狀（如進(jìn)行性不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)遲緩、僵硬、震顫和步態(tài)障礙）與多巴胺神經(jīng)元丟失和中腦黑質(zhì)神經(jīng)元中含 α-SYN 的蛋白質(zhì)聚集物的形成有關(guān)。腦起搏器電極植入相關(guān)核團(tuán)（如丘腦底核）后，所釋放的高頻電脈沖并非修復(fù)已損失的神經(jīng)元，而是通過調(diào)控異常的神經(jīng)電活動(dòng)，重建環(huán)路的平衡。

形象地說，它從早期簡(jiǎn)單的“噪音覆蓋”，已發(fā)展到如今可以更智能地“識(shí)別并平息噪音”。

國產(chǎn)腦起搏器開啟下一程

國產(chǎn)化的意義，遠(yuǎn)不止于“替代進(jìn)口”。它帶來的是整個(gè)生態(tài)的顛覆與重塑。

經(jīng)過幾十年的不懈探索，中國腦起搏器在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、臨床驗(yàn)證、隨訪和服務(wù)體系方面基本建立起完整的國產(chǎn)化體系。我們不僅用更具性價(jià)比的產(chǎn)品打破了壟斷，讓數(shù)萬患者受益，更在 3T 核磁兼容、變頻刺激、閉環(huán)感知等前沿技術(shù)領(lǐng)域，開始與國際巨頭并跑，甚至在部分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑。

從抬頭仰望，到并排奔跑，再到在部分賽道實(shí)現(xiàn)反超——這條路清晰地刻畫出中國高端醫(yī)療器械如何從技術(shù)依賴走向創(chuàng)新自信。

然而，所有的抵達(dá)，都是新征程的起點(diǎn)。在精準(zhǔn)個(gè)體化治療、腦機(jī)接口融合等更廣闊的疆域，仍有無數(shù)未知等待解鎖。我們比以往任何時(shí)候都更加堅(jiān)信，核心技術(shù)是買不來的，唯有將創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)牢牢握在自己手中，科技的光芒才能真正普惠每一個(gè)平凡的生命。

而抱著這樣的信念，這束從實(shí)驗(yàn)室穿透壁壘、最終照進(jìn)手術(shù)室的光，也一定還在繼續(xù)向前延伸。

我們相信，屬于中國科技的創(chuàng)新故事，才剛剛開始。

參考文獻(xiàn)

[1] 專家共識(shí)丨神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人輔助腦深部電刺激手術(shù)專家共識(shí)（2026版）

[2] LOZANO A M,LIPSMAN N. 使用腦深部刺激探測(cè)和調(diào)節(jié)功能失調(diào)的回路。神經(jīng)元，2013，77（3）: 406-424. DOI: 10.1016/j.neuron.2013.01.020

[3] 張建國,馬羽,劉煥光. 腦深部電刺激術(shù)在中國的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 國神經(jīng)精神疾病雜志 2009年 第35卷 第7期.

[4] SchwalbJM,HamaniC.The history and future of deep brain stimulation [J] .Neurotherapeutics, 2008, 5(1):3 -13.

[5] 科技日?qǐng)?bào).剛剛，科技部部長陰和俊宣布了這個(gè)好消息.2025年9月18日https://mp.weixin.qq.com/s/EUWSZX1fst9BsKAFnclEaA

[6] 張建國，神經(jīng)調(diào)控創(chuàng)新與發(fā)展的中國實(shí)踐https://mp.weixin.qq.com/s/HB_tcjWgWBk5c-rBAGBJZw

[7] 解虎濤, 張建國. 神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的過去、現(xiàn)在和未來[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）, 2022, 53(4): 559-563. DOI: 10.12182/20220760101

[8] 張建國. 中國DBS發(fā)展25年及展望. 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院功能神經(jīng)外科.https://mp.weixin.qq.com/s/5br2NgtrUFfsbnIjeC2Zag

[9] 北京天壇張建國:DBS治療帕金森病的技術(shù)突破將出現(xiàn)在哪里.https://mp.weixin.qq.com/s/30Hw7Jd7b2sLnuUgtxM9HQ

[10] 李路明：腦起搏器全球領(lǐng)跑者.科技日?qǐng)?bào) 2015-5-20

[11] 國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) | 拯救大腦的電波：李路明和他的腦起搏器研究團(tuán)隊(duì).https://mp.weixin.qq.com/s/B8-Xh4U6to5egbLQpcre9w

[12] 帕金森病腦深部電刺激術(shù)后遠(yuǎn)程程控中國專家共識(shí)（2024版）.中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志2024年12月 第23卷 第12期

[13] Huw R Morris,et al.Parkinson’s Disease 2.The pathogenesis of Parkinson’s disease.Lancet 2024; 403: 293–304.

作者丨張林林

受訪專家丨凌至培 中國人民解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院神經(jīng)外科主任

審核丨林國中 北京大學(xué)第三醫(yī)院神經(jīng)外科主任醫(yī)師 中國醫(yī)促會(huì)神外分會(huì)青年委員

徐群 神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師 研究生導(dǎo)師 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院健康管理中心科主任

唐芹 中華醫(yī)學(xué)會(huì)科普專家委員會(huì)副秘書長 研究員 國家健康科普專家

責(zé)編丨張林林 甄曦