河北
（來源：科普中國）
轉自：科普中國
某個尋常的下午，北京某三甲醫院神經外科的手術室內，醫生站在病床前，淡定地按下腦起搏器的開關。幾秒后，一位因帕金森病而動作遲緩、僵硬的患者，動作明顯流暢。他緩緩起身，試著旋轉身體，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。
圖源：網絡
有人將這段場景發在網上，留言說：“好像有魔法一樣！
但這并不是魔法，而是一項已經在中國開展近三十年的醫療技術——腦深部電刺激術（Deep Brain Stimulation, DBS），它還有個形象的名字，叫“腦起搏器”。這是一種將電極植入腦內特定靶點，通過電刺激，調控特定神經環路的異常神經活動，從而治療腦功能性疾病的神經調控技術。
目前，該技術已被廣泛用于涉及運動、邊緣系統、認知及記憶環路的各種腦功能性疾病的治療和機制研究，比如帕金森、精神性疾病（重度抑郁癥、強迫癥、神經性厭食等）、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，國產腦起搏器已實現全面商用，在 8 個國家 400 家醫院開展植入，臨床已幫助 3 萬名帕金森病患者改善運動功能[5]。
這項技術的故事，既是一部醫療技術的引進史，也是中國高端醫療器械從依賴進口到實現自主可控的發展縮影。
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腦起搏器是如何工作的？
要理解這場“技術突圍”的意義，首先要認識“腦起搏器”。
腦起搏器（DBS）并非單一醫療器械，而是一套植入體內的精密電子系統。這套系統由四個關鍵部件組成：
· 電極，一根直徑約 1.25 毫米的纖細導線，其前端設有觸點，負責將電刺激精準、穩定的傳輸至患者腦內的靶點核團。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，以免刺激到鄰近的視覺、語言或運動功能區，引發副作用。
· 脈沖發生器，一個形似心臟起搏器的金屬鈦盒，通常植入于鎖骨下方的皮下。它內置電池與集成電路，是整個系統的能量供應與指令中心，負責產生并調控所需的電脈沖。
· 導線，連接顱內電極與胸部脈沖發生器的“橋梁”，通常經由皮下隧道，沿頸側走行。
· 體外程控儀，醫生手持的無線控制設備，形似平板電腦，用于在術后通過無線信號（通常是藍牙或專用射頻）調整刺激參數，為患者尋找個性化的最佳治療方案。
腦起搏器（DBS）的完整治療過程分為“手術植入硬件” 和 “術后程控” 兩步。
手術全程要在局麻或全身麻醉下進行，醫生首先會通過“磁共振（MRI）” 精準定位大腦內的治療核團，然后在患者頭部鉆一個小孔，將電極精準植入“預定靶點”；隨后在胸部皮下安放脈沖發生器，通過皮下導線將二者相連，完成“腦起搏器”在體內的硬件搭建。
然而，手術成功只是治療的開始。術后數周，當傷口愈合，治療便進入更為關鍵的“程控”階段。醫生會通過體外設備無線調整刺激參數，如同為一把復雜的鎖尋找唯一的鑰匙，為患者匹配出療效最佳、副作用最小的個性化“刺激處方”。這個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，圖源：清華大學
腦起搏器的引進之困：
為何早期舉步維艱？
腦起搏器在中國走過的路，并非一帆風順。
1998 年，安徽省立醫院和北京天壇醫院分別在 9 月和 11 月完成了國內首批腦深部電刺激（DBS）手術——一共做了 4 例，其中 3 例選擇了針對“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 技術來治療震顫為主的帕金森病。這在當時是一次里程碑式的探索。
然而，此后十余年，這項技術的推廣卻步履維艱。
到 2009 年，全國每年能開展的手術平均不足 180 例，有條件的中心僅有 8 家[8]。以當時中國龐大的帕金森患病人群估算，能接受這項治療的患者比例只有約萬分之零點一，遠遠低于同期美國的 5%[6]。
原因直白而現實，每一道都是橫在患者和治療之間，必須跨越的坎。
第一，手術太難。手術本身，就是一道高聳的技術門檻。傳統方法需要在患者頭上牢牢固定一個沉重的立體定向頭架，醫生要憑借影像、圖紙和復雜的計算，依靠多年經驗手工定位、鉆孔、植入。整個過程漫長、繁復，對主刀醫生的經驗和醫療團隊的整體配合要求極高。一家新醫院若想開展，往往需要經年累月的技術沉淀和人才培養，這使得技術的普及異常緩慢。
第二，價格太貴。早期設備完全依賴進口，一套系統售價動輒 20 萬元以上[11]，對于絕大多數家庭而言，尤其是需要長期應對慢性疾病的家庭而言，是一筆沉重的、甚至難以承受的經濟負擔，讓無數患者望而卻步。
第三，調試太麻煩。手術成功，僅僅是漫長治療的開始。術后，患者需要頻繁返回醫院，由醫生像調試精密儀器一樣，反復嘗試、尋找那組能帶來最佳療效、又最少副作用的電刺激參數。每一次復診，對異地求醫的患者來說，都是時間、精力和不菲路費的沉重付出。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的寫照。
困局之中，出路在哪？
答案，藏在“自主創新”四個字里。一場從“根”上解決問題的國產化破局之路，就此拉開序幕。
破局之路：國產化的精準突破
破局，沒有捷徑，唯有直面每一個最具體、最棘手的難題。中國科學家當時果斷采取“對癥下藥”策略，精準打擊。
針對“手術復雜”，為了縮短人才培養周期太長，他們就引入機器人輔助。隨著多模態影像定位技術的進步及機器人技術的更迭換代升級，全麻下機器人輔助電極植入具有精度高、耗時短、更安全、設備一體化等優勢，近年來被國內外越來越多的中心所采用。目前國內有超過 38 家中心常規應用立體定向機器人輔助 DBS 電極植入[8]。
針對“價格昂貴”，他們堅定走國產化道路。2000 年，天壇醫院就開始與清華大學合作，研發國產 DBS 設備。2013 年，首款國產腦起搏器獲批上市，打破了美國的技術壟斷，不僅使我國成為世界上第二個掌握這一技術的國家，還將腦起搏器的價格降低了 50%，加之醫保覆蓋，可及性大幅提升[11]。2014 年，我國又成功實施首例可充電腦起搏器植入手術，讓腦起搏器的發展向前邁進一大步。
安全充電中，圖源：清華大學
針對“隨訪困難”，他們首創了遠程療診平臺。過去患者術后需要多次返回醫院調整參數，異地就醫成本高昂。自 2016 年，我國就搭建了“遠程程控”平臺立并逐步在全國進行推廣。如今患者在家就能接受專業的參數調整，截止 2022 年底，就已經累計為超過 7000 名患者進行了 4.6 萬次的遠程程控服務[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 [12]
這些從臨床痛點出發的精準突破，不是孤立的技術勝利，而是一套從技術、到臨床、再到服務的體系性創新。它標志著中國腦起搏器的發展，從最初的“仰望”和“模仿”，進入了自主定義解決方案、甚至開始輸出“中國范式”的新階段。
技術的進化
“腦起搏器”邁向“腦機接口”
然而，國產化的突圍，絕不僅僅是解決“有沒有”和“貴不貴”的問題。更深層次的競賽，在于技術本身的持續進化。
就在中國的科技和科研團隊攻克各種臨床難題的同時，全球范圍內的腦起搏器技術也正經歷一場從“開環”到“閉環”的革命。這場技術進化，與中國國產化的進程交匯，共同定義了今天我們所見到的腦起搏器。
早期的傳統腦起搏器，其工作原理是“單向干預”——系統按照預設程序持續輸出固定的電脈沖，如同一個不知疲倦的“電子節拍器”，用以覆蓋大腦的異常信號，但它本身并不“知曉”大腦的實時狀態。這也是它與能實現“雙向交流”的腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）的本質區別。
隨著技術進步，新一代腦起搏器已邁入“感知與閉環調控”的新階段。這類系統在輸出刺激的同時，其電極還能持續記錄大腦局部場電位等生物電信號，實時“感知”疾病的特定生物標志物（如帕金森病相關的異常β波振蕩）。系統內置的算法能夠自動分析這些信號，并在檢測到異常時，智能調整刺激強度或模式，形成一個“感知-分析-反饋”的自動化閉環。
這意味著：腦起搏器已經從持續輸出的“開環”設備，進化為能根據大腦狀態“按需治療”的初步治療型腦機接口。
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后檢查限制；方向性電極實現精準聚焦刺激，提升療效并減少副作用；設備小型化與遠程程控則提升了患者舒適度與隨訪可及性等等。
以常見的神經退行性疾病帕金森病的治療為例，其典型癥狀（如進行性不對稱運動遲緩、僵硬、震顫和步態障礙）與多巴胺神經元丟失和中腦黑質神經元中含 α-SYN 的蛋白質聚集物的形成有關。腦起搏器電極植入相關核團（如丘腦底核）后，所釋放的高頻電脈沖并非修復已損失的神經元，而是通過調控異常的神經電活動，重建環路的平衡。
形象地說，它從早期簡單的“噪音覆蓋”，已發展到如今可以更智能地“識別并平息噪音”。
國產腦起搏器開啟下一程
國產化的意義，遠不止于“替代進口”。它帶來的是整個生態的顛覆與重塑。
經過幾十年的不懈探索，中國腦起搏器在產品設計、臨床驗證、隨訪和服務體系方面基本建立起完整的國產化體系。我們不僅用更具性價比的產品打破了壟斷，讓數萬患者受益，更在 3T 核磁兼容、變頻刺激、閉環感知等前沿技術領域，開始與國際巨頭并跑，甚至在部分環節實現領跑。
從抬頭仰望，到并排奔跑，再到在部分賽道實現反超——這條路清晰地刻畫出中國高端醫療器械如何從技術依賴走向創新自信。
然而，所有的抵達，都是新征程的起點。在精準個體化治療、腦機接口融合等更廣闊的疆域，仍有無數未知等待解鎖。我們比以往任何時候都更加堅信，核心技術是買不來的，唯有將創新主動權牢牢握在自己手中，科技的光芒才能真正普惠每一個平凡的生命。
而抱著這樣的信念，這束從實驗室穿透壁壘、最終照進手術室的光，也一定還在繼續向前延伸。
我們相信，屬于中國科技的創新故事，才剛剛開始。
參考文獻
[1] 專家共識丨神經外科手術機器人輔助腦深部電刺激手術專家共識（2026版）
[2] LOZANO A M,LIPSMAN N. 使用腦深部刺激探測和調節功能失調的回路。神經元，2013，77（3）: 406-424. DOI: 10.1016/j.neuron.2013.01.020
[3] 張建國,馬羽,劉煥光. 腦深部電刺激術在中國的發展現狀[J]. 國神經精神疾病雜志 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] 科技日報.剛剛，科技部部長陰和俊宣布了這個好消息.2025年9月18日https://mp.weixin.qq.com/s/EUWSZX1fst9BsKAFnclEaA
[6] 張建國，神經調控創新與發展的中國實踐https://mp.weixin.qq.com/s/HB_tcjWgWBk5c-rBAGBJZw
[7] 解虎濤, 張建國. 神經調控技術的過去、現在和未來[J]. 四川大學學報（醫學版）, 2022, 53(4): 559-563. DOI: 10.12182/20220760101
[8] 張建國. 中國DBS發展25年及展望. 首都醫科大學附屬北京天壇醫院功能神經外科.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突破將出現在哪里.https://mp.weixin.qq.com/s/30Hw7Jd7b2sLnuUgtxM9HQ
[10] 李路明：腦起搏器全球領跑者.科技日報 2015-5-20
[11] 國家科學技術進步獎一等獎 | 拯救大腦的電波：李路明和他的腦起搏器研究團隊.https://mp.weixin.qq.com/s/B8-Xh4U6to5egbLQpcre9w
[12] 帕金森病腦深部電刺激術后遠程程控中國專家共識（2024版）.中華神經醫學雜志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院海南醫院神經外科主任
審核丨林國中 北京大學第三醫院神經外科主任醫師 中國醫促會神外分會青年委員
徐群 神經內科主任醫師 研究生導師 上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院健康管理中心科主任
唐芹 中華醫學會科普專家委員會副秘書長 研究員 國家健康科普專家
責編丨張林林 甄曦
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