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神经诊疗技术借助电、磁、声、光等物理手段及生物医学方法,可获取神经功能状态信息,精准探测和干预神经系统活动,是实现神经疾病早筛、精准诊断与有效治疗的关键技术
近年来,伴随我国科研实力不断增强,神经诊疗技术飞速发展,在神经调控、神经成像等细分方向实现技术创新突破,多款自主研发的神经诊疗装备投入临床应用,打破了国外技术长期垄断格局。然而,在迈向高端神经诊疗装备征程中,仍存在高端电极材料等依赖进口、国产装备在高端市场份额有限等瓶颈。面对人工智能、新型材料等新兴技术带来的变革浪潮,行业各相关方需紧密协同、把握机遇,共同推动神经诊疗技术迈向高质量发展新阶段,为广大神经疾病患者带来更多诊疗选择
□ 胡春华 王伟明
行业现状——
技术指标全面对标国际先进水平,突破关键核心技术亟须原始创新推动
神经诊疗装备作为多学科前沿科学技术在临床医学领域综合应用的典范,深度融合了电子信息科学、材料科学、神经科学等学科的智慧结晶。随着人工智能技术蓬勃发展,神经诊疗装备如虎添翼,在疾病精准诊断及个性化治疗方案定制方面取得了长足进步,可为患者提供更符合个体需求的诊疗服务。
近几十年来,我国神经诊疗装备行业经历了从最初的艰难跟跑到逐步并跑,再到如今在部分领域实现局部领跑的华丽蜕变。曾经,我国神经诊疗装备领域技术基础薄弱,市场长期被国外产品垄断。在国家对高端医疗器械技术自主创新的大力鼓励及扩大临床应用等政策的积极推动下,我国神经诊疗装备研制取得突破性进展。
我国成功研制出脑起搏器、迷走神经刺激器、脊髓刺激器和骶神经刺激器等一系列神经调控产品,这些产品的技术指标已全面达到国际先进水平,打破了国外产品在该领域长期的技术垄断局面。在国内市场,国产神经调控产品的市场占有率已超越进口产品,成为临床应用的主流。
国产神经调控产品之所以能够脱颖而出,不仅在于技术上与国际先进水平全面对标,还在于其能更精准地把握患者需求且高度重视术后服务。如无线充电脑起搏器更符合国内患者不希望二次手术更换脉冲发生器的需求,远程程控技术的应用可减少患者频繁往返医院进行术后程控的不便等。国产神经调控产品还开始向越来越多的共建“一带一路”国家拓展,国外使用量也呈现出迅猛增长态势。
尽管我国神经诊疗装备技术已与国际接轨,但在疗法研究及闭环技术研究等关键核心领域,仍存在较大提升空间,迫切需要通过原始创新加以推动。
在疗法研究方面,我国现有的神经诊疗方法大多基于国外已有的治疗理念和模式,缺乏具有我国自主知识产权的创新性疗法。行业各相关方亟待深入探索神经诊疗与神经生理、病理之间的深层次内在联系,充分结合大数据、人工智能等前沿技术,开展个性化、精准化疗法研究,为不同类型、处于不同阶段的神经疾病患者量身定制更具针对性的诊疗方案。
闭环技术作为神经诊疗领域的前沿关键技术,能够实现刺激参数的实时反馈与自动调整,从而进一步提升治疗效果。目前,我国在闭环技术方面已具备一定的研究基础,但与国际领先水平仍存在一定差距。行业各相关方亟须加大研发投入力度,积极开展基础研究及关键技术攻关,全力突破现有技术瓶颈,开发出具有自主核心技术的闭环神经诊疗系统,让神经诊疗装备能够依据患者的实际生理状态,智能、精准地调整刺激参数,实现更高效、安全的治疗目标。
毋庸置疑,原始创新是推动神经诊疗装备行业持续发展的核心驱动力。我国神经诊疗装备领域政产学研医各参与方应在巩固现有产品技术优势的基础上,紧密协作,加大在疗法研究和闭环技术研究等方面的创新力度,不断提升我国在神经诊疗领域的国际竞争力。
未来趋势——
朝着智能、微型、精准、个性方向演进,实现诊疗效果提升和医疗技术革新
自20世纪60年代神经刺激设备被首次植入人体用于治疗神经疾病以来,神经诊疗装备经历了开环电刺激、可编程和可充电、实时记录闭环刺激等发展阶段。随着科技的飞速发展,神经诊疗装备正朝着智能化、微型化、精准化和个性化方向演进。这些趋势不仅将提升神经疾病的诊断和治疗效果,还将推动医疗技术不断革新,为患者提供更高效、安全和便捷的医疗服务。
智能化是未来神经诊疗装备发展的核心方向。人工智能(AI)与大数据的结合,使神经诊疗装备能够更快速、准确地进行疾病诊断和治疗方案推荐。例如,基于深度学习的影像分析系统,可以自动识别磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)影像中的异常病灶,辅助医生作出更精准的判断。AI算法还能优化脑机接口(BCI)性能,提高脑电信号解码能力,为瘫痪患者或神经疾病患者提供更好的康复方案;能实时监测患者神经系统活动,如帕金森病患者的运动模式,进而自动调整脑起搏器等设备参数,改善治疗效果。不仅如此,智能化还体现在远程医疗上,医生可以借助智能诊疗平台,实现远程会诊和术后管理,降低患者就医成本,提高治疗效率。
微型化可以让患者享受更便捷、低创的诊疗体验。神经诊疗装备的微型化发展,有助于推动诊疗过程实现微创化甚至无创化,减少患者痛苦,加速康复进程。例如,神经调控装备正向植入式微型电极、纳米级神经探针方向发展,可实现神经电刺激治疗更加精准、安全;集成软硬件的脉冲发生器体积也越来越小,甚至可以实现直接植入颅骨。
精准医疗的发展推动神经诊疗装备精准化。神经系统疾病具有很强的复杂性,基因测序、脑影像分析和大数据建模等技术的结合,使神经诊疗装备能够基于患者的具体生理和病理特征,找到精确的治疗靶点。例如,精准定位技术可以辅助帕金森病患者的脑深部电刺激手术,使电极植入位置更加精确,提高疗效并减少副作用。
神经系统疾病的复杂性决定了个性化治疗的重要性。未来的神经诊疗装备将更加关注个体化差异,为患者提供定制化治疗方案。例如,神经康复机器人可以基于患者的神经损伤情况和恢复进度,自动调整康复训练模式,提高康复效果。此外,BCI技术的发展,使截瘫患者可以通过个性化定制的神经接口设备,恢复一定程度的运动能力,甚至通过意念控制外部设备;虚拟现实(VR)结合神经康复设备,也能提供个性化康复训练环境,提高患者的康复主动性和治疗效果。
总而言之,神经诊疗装备的智能化、微型化、精准化和个性化发展趋势,正在推动神经疾病诊疗迈向新的高度——人工智能与神经科学的融合,将大大提升诊疗效率和准确性;微型化设备的普及,将使治疗更加微创和便捷;精准医疗的实施,将使患者获得更精准有效的治疗;个性化诊疗的发展,则让神经疾病患者的康复之路更加高效和个体化。
发展建议——
持续加大创新研发投入力度,聚焦颠覆性技术突破,力争早日实现全球引领
神经诊疗装备行业已经发展到一个新的阶段,要想实现更高质量发展,行业各相关方应持续加大投入,聚焦颠覆性创新,努力推动我国神经诊疗装备行业在国际竞争中占据优势。
强化基础研究是筑牢创新根基的关键。建议加大对神经科学基础研究的投入力度,鼓励科研人员深入探究神经生理和病理机制,如加强神经可塑性机制研究,努力为神经诊疗技术创新发展提供坚实的理论支撑;整合国内优势科研资源,建设国家级神经诊疗基础研究平台,通过配备先进科研设备、吸引国内外顶尖人才等,促进不同学科深度交流合作,激发创新活力。
聚焦关键技术是实现突破创新的核心。建议探索企业与科研机构联合攻关等形式,集中力量攻克神经诊疗装备领域关键核心技术,如高分辨率神经成像、精准神经调控、生物兼容性材料等,推动技术迭代升级;积极探索新兴技术在神经诊疗领域的应用,如利用人工智能大模型进行神经疾病诊疗等。
创新产业生态是促进协同发展的动力。建议在合适区域规划建设神经诊疗装备产业集群,吸引上下游企业聚集,形成完整的产业链生态;同时,借助产业集群的集聚效应,降低企业运营成本,提升产业协同创新能力,实现资源共享、优势互补。鼓励企业创新商业模式,如提供远程诊疗服务,打破地域限制,让优质医疗资源惠及更多患者;探索按疗效付费,推动诊疗服务更注重实际效果。
培养创新人才是积蓄发展势能的源泉。建议在高校和职业院校开设神经诊疗相关跨学科专业课程,培养既懂医学又懂工程技术的复合型人才;强化实践教学环节,鼓励学校与企业合作建立实习实训基地,让学生在实践中积累经验。建议企业和科研机构建立完善人才激励机制,营造良好的人才发展环境,以吸引和留住优秀人才。
加强国际合作是拓展全球视野的有效途径。建议积极参与国际神经诊疗科研合作项目,与国际顶尖科研机构和企业共同开展研究,分享研究成果,提升我国在国际神经诊疗领域的话语权和影响力。鼓励企业按照国际标准研发和生产神经诊疗装备,加强产品的国际认证,拓展海外市场;积极参加国际医疗器械展会、学术会议等活动,努力提升产品的国际知名度和市场份额。 (作者单位:清华大学)
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