冈格尼尔(Gungnir)是北欧神话中主神奥丁所使用的武器,由矮人们用世界树(Yggdrasil)的树枝打造而成。冈格尼尔的原型是标枪,所以作为投枪使用,威力巨大,投射时宛若流星划破天际,又名流星之枪!
世界神经调控学会(The International Neuromodulation Society)定义神经调控(Neuromodulation)为利用植入性或非植入性技术(无创),采用物理刺激或药物手段改变中枢神经、外周神经或自主神经系统活性从而来改善患病人群的症状,提高生命质量的生物医学工程技术。神经调控已经被视为一把利器,犹如“冈格尼尔”,为神经功能康复助以“神力”!
无创神经调控技术最早起源于电刺激,人们偶然发现患有疼痛的患者接触电鳗放电后疼痛症状会减轻,这是神经调控的最初启蒙。在18世纪中叶,这种电止痛的方法得到了极大地普及,这也为人们研究其机制提供了先决条件。此外,精神科使用的电休克技术,也是通过电刺激抑制神经活性的典型例证。
经过一百多年的发展,如今的神经调控技术已快速发展,以经颅磁刺激和经颅直流/交流电刺激等技术为代表的神经调控技术在康复医学领域广泛应用,成为一种临床治疗的有效“利器”。

1. 神经调控的概念及应用场景
神经调控技术广义的定义为在神经科学层面,用物理或化学的方式,通过改变神经系统功能或状态而获得治疗效果的治疗模式。
确切地讲,是通过植入或非植入式设备,利用物理或化学手段,通过影响神经系统中的信号传递,兴奋、抑制或者调节神经元及神经网络活动等方式,最终产生治疗作用的方法。
神经调控相对于原先的毁损和切除而言,重点强调的是调控,也就是该过程是可逆的,治疗参数是可被体外调整的。
神经调控技术包括两大类:有创类神经调控和无创类神经调控。
有创类神经调控包括电刺激、磁刺激、光刺激、声音刺激、药物泵等方法。
以电刺激为例,即通过植入性电刺激装置,利用低水平慢性刺激对神经系统,包括脑、脊髓及外周神经产生作用,从而达到治疗目的;电刺激又分为脑和脊髓疗法、外周神经刺激、脑神经刺激、功能电刺激。
刺激技术以微创、可逆、可调控的优势,在很大程度上已经逐步取代了毁损术,如药物泵,即通过可植入性装置,采用神经系统内药物缓释技术,向神经系统注射药物以达到治疗目的,提供了针对靶向目标的精准治疗方式。
无创类神经调控包括耳迷走神经刺激、经颅磁刺激、超声刺激、光刺激等方法。
Deep Brain Stimulation: 脑深部电刺激
Intraventricular Morphine:脑室内注入吗啡
Cortical Motor Stimulation:皮层运动刺激
Peripheral Nerve Stimulation:外周神经刺激
Cervical Spinal Cord Stimulation:颈椎脊髓电刺激
Thoracolumbar Spinal Cord Stimulation:胸腰椎脊髓刺激
Intrathecal Drug Delivery Pump:鞘内给药泵
2. 神经调控技术的特点及优势
神经调控治疗的特点在于:
高度的靶向性
可以靶向定位于脑或者脊髓的特定区域,而不再是像多数药物治疗一样,系统性地作用于全身各处。
高度的可逆性
医生根据治疗效果,以及患者的适应程度,可以实现移除调控设备,终止治疗。
高度的持久性
通过调控技术来改善患者对治疗的依从性,使间歇性给药或者刺激变得可调可控,剂量更为精准和程序化。
神经调控技术的优势在于:
改善了人们的生活质量,长期接受药物治疗的患者,经药物治疗无效或者长期治疗产生耐受、成瘾、副作用或者毒性时,神经调控作为一种替代疗法可以缓解持续或者慢性疾病的症状。
神经调控技术持续并且直接地传送药物、电信号或者其他形式的能量信号到病灶部位,有效地改善其病理变化。
神经调控的靶向性治疗,可以避免对神经系统之外的其他系统的影响和不可逆的治疗对神经系统造成的损伤,操作简单、可逆,使患者和医生可以更大程度地调控整个治疗过程。
尽管治疗技术相对复杂,但研究显示:
与其它的疗法相比,对一部分患者来说,早期应用神经调控技术治疗将获得更大的经济效益,考虑到药物依赖问题的话,就更是如此了。
3. 神经调控的发展前景
在医疗器械行业,神经调控已经成为发展最快的一个领域。美国FDA批准的新型神经调控设备也在逐年增长。神经调控设备国产化是神经调控事业在我国快速发展的标志以及未来最显著的趋势。世界神经调控器械市场主要被美国的Medtronic,Abbott,Boston Scientific等公司垄断,我国目前在该领域处于快速发展及超越阶段。
在我国,功能神经外科疾病发病率较高,尤以帕金森病、癫痫、精神疾病、疼痛、药物成瘾为著。其中帕金森病患者全国保守估计在250万左右,目前收益于神经调控疗法的1%不到。900万癫痫患者里面近30%为药物难治性癫痫,这部分患者都没有得到很好的治疗。
我国疼痛患者更是在1亿以上,伴有不同程度疼痛的癌症患者就有250万左右,这些患者都在受到疾病的折磨,他们的预后关系到千家万户的幸福。

我国从上世纪90年代引入神经调控技术,经过20多年的发展,我国也成为最早将神经调控产品实现国产化的国家。随着近年来人类对神经科学的认识深入,加上与之相伴的工程技术的飞速发展,作为交叉结晶的神经调控技术也日新月异。
国产化的神经调控装置经过多年积累,已经在有些技术上走到了世界前列。我们相信神经调控技术在治疗众多功能神经外科疾病中突显的创伤小、效果稳定、可调、可逆等优点,会被越来越多的医生和患者所接受,它的出现极大的完善和推动了近代功能神经外科的成熟和发展,也势必会造福广大的患者。
2009年,我国完成第一项国产DBS临床试验,至今已经完成1万多例次,市场占有率超过60%。2014年,国产的迷走神经刺激进行临床试验,现在国内的临床占有率超过了70%。骶神经刺激已完成动物实验,进入了临床试验阶段,脊髓电刺激也将在近两年内进入临床试验阶段。
「小结」
神经调控是近20年来医学科学领域发展最为迅速的学科,其依托于医学生物及医学工程技术的发展,神经调控为很多疾病的治疗带来了颠覆性的改变。
其治疗过程主要作用于神经系统,但是也可以影响到人体全身的任何器官和组织,涉及众多学科领域,神经调控技术的发展对功能神经外科产生了深远而持久的影响。
目前,神经调控技术可以用于全身多个系统疾病的治疗,包括:
癫痫、帕金森病、抑郁、阿尔茨海默病、特发性震颤、疼痛、泌尿系统疾病、心脏疾病、糖尿病、肥胖症等。
现有的神经调控技术还是基于主动设置刺激参数的方式来进行调节,如果未来能够引入深度学习等人工智能的方法,就有可能对人体实现更为精确有效的刺激。
随着医学科学技术的发展与进步,神经调控技术将应用于更广泛的领域。
崇尚科学,敬畏生命!“冈格尼尔”将成为我们康复工作者手中的幸运之剑,造福患者!