对话王广志教授
Q
目前在神经外科临床诊疗上，神经导航应用广泛，您认为随着导航、影像机器人等相关技术的进一步发展，能为神经外科临床上带来哪些具体应用？
A
随着电生理监测等各种神经影像检测技术的发展，我们会更加深刻地了解患者病变情况，确定神经导航的目标，并借助机器人等更为精准的工具对病灶实现更好干预，从而使得治疗更加精准有效，达到更微创化综合治疗效果。这类神经导航技术伴随更多介入新器械的问世将更加普及。这方面我想会有很多进展，而关键在于如何能打通这一治疗“链条”以从中提取有用信息，并以此为基础来定位需要治疗的靶区、需要消融或者切除的组织、相应实施精准治疗。这是一套诊疗流程，先定目标（病变）即“诊”的过程，再有效地通过各种手段解除这一目标即“疗”的过程，因此我认为“诊疗一体化”一定是未来的发展方向。
Q
在导航、影像机器人等技术创新上，您有遇到过哪些瓶颈？随着医工结合的推进，基础研究与临床需求的进一步融合，您认为会带来哪些改变？
A
我们在神经外科导航、影像技术创新方面面临诸多挑战。尽管当前借助影像技术手段已经能够观察到各种肿瘤或皮质发育异常，但是通过影像来精确判断病变边界仍具挑战性。明确肿瘤细胞级别的边界将是开展精准手术治疗的基础。目前此类载体影像手段还存在很大发展空间来探讨如何能够有效实施治疗。
若采用各种物理因子疗法甚至药物疗法来进行干预，如何使其与病变边界吻合良好仍存在许多亟待解决的难题。我认为这方面特别需要就定位病变边界的机制开展基础研究，并通过工程整合手段真正实现临床应用。而这一过程需要医生、研究人员来共同完成：可能首先先在动物模型等方面开展研究和验证，待验证通过后才有可能进一步尝试往临床发展。
对话孙伟教授
Q
生物3D打印技术在神经外科中有哪些机遇和挑战？
A
生物3D打印技术可以让神经细胞靶向模拟神经与大脑微环境，是一种采用生物基质材料构建3D模拟类脑组织与神经网络的体外生物体，医生与科学家用这种体外生物体来研究脑功能、研究神经损伤、以及研究药物对神经的作用等。因此生物3D打印技术为脑外科、脑神经科提供了一种非常好的技术手段，采用完全不一样的模型来助力学科发展。该技术存在的挑战包括神经元提取，如何能够更好地模拟这种神经类脑组织材料选取，以及体外3D模型打印之后，如何更好地对其加以了解并让这种模型和体内组织匹配，从而能够模拟一种高仿生的类脑组织，这些方面也有待进一步开拓研发。
Q
您觉得生物3D打印技术对于临床有哪些应用方式和场景？
A
生物3D打印技术是3D打印技术在医学领域发展的一大分支，具有非常好的医学临床应用前景。第一，生物3D打印技术可分成不同的阶段，如果起始阶段所采用的材料不需要放在体内，则可以用该技术来构建这种复杂的体内模拟实体模型。医生可依据该模型来制定手术方案，确定最佳手术效果。第二，可以用该技术来构建放在体内不需要降解的组织，如金属髋关节。第三，可以用该技术来构建组织工程支架，这种患者的组织再生（支架）也会在临床中使用。第四，如果把细胞作为单元材料，可以在体外去构建肿瘤模型，对个性化患者用药而言能够进行很好的鉴别。从精准治疗角度来看，从患者体内取出癌组织之后，进行体外去酶化得到该名患者癌组织里面的癌细胞。基于对患者癌组织、肿瘤环境与特性的了解，医生于体外构建这种模型，模拟患者体内的癌组织模型，进而研究各种靶向药物找到对该名患者最具疗效的靶向药物，因此这对精准治疗患者而言也是非常好的新型检验或推荐平台。
对话王秀梅教授
Q
您认为随着近些年材料科学的发展，有哪些新型的材料可以应用在神经外科临床上？其具有哪些优势和特点？
A
纳米颗粒、水凝胶等生物活性新材料在再生医学、肿瘤治疗等神经外科领域将具有越来越重要的应用潜力。与传统材料相比，这些新型材料最主要的特点包括功能性更加明显、具有调节内源性或者外源性干细胞潜力、能够改善神经系统功能，并且其对于退行性疾病、创伤和肿瘤引发的疾病等均具有较大治疗应用潜力。
Q
在推进新材料应用到医疗临床的过程中，您有遇到过哪些困难与瓶颈？最后又是如何克服和突破的？
A
当前，新材料临床转化尚处于早期阶段。我们在神经外科颅骨再生修复等产品开发方面也开展了一些临床工作。在此过程当中，最主要的一大挑战在于，临床上对于新型材料的系统评价标准尚未建立。对于开展手术操作的医生而言，如何进行医工融合也是一大挑战。除了工科专家提出相关设想和问题，更重要的是，医生如何在此基础上实现临床落地。为此，医生可能需要推翻其惯性的临床术式思维，此时可能会遇到一些挑战与风险，因此如何通过更好的医工交叉融合实现新型材料或者新产品的临床应用具有非常重要的意义，这也是我们在不断尝试努力解决的。
对话姜长青副研究员
Q
请您为我们回顾神经调控技术从最初的发现，到临床应用，到大力推广的整体历程
A
神经调控技术是通过电、磁、声、光等手段干预人体神经活动来实现疾病治疗目的，我们主要关注以脑起搏器为代表的植入式电刺激技术。脑起搏器也称为脑深部电刺激，其治疗作用最早是法国神经外科医生Benabid教授于上世纪80年代末发现的，他在一次偶然的情况下发现，用100Hz以上的高频脉冲电流来刺激大脑深部的特定核团能有效的治疗患者的震颤症状，从而开启了这项技术的发展。脑起搏器作为尖端的医疗器械最早于上世纪90年代在美国获批用于治疗特发性震颤，继而于新世纪初获批治疗帕金森病。
这项技术过去全世界一直都被美国垄断，清华大学神经调控国家工程研究中心团队从2000年左右开始自主研发，打破了美国的技术垄断，研制出了单侧、双侧、双侧可充电等一系列脑起搏器系统。2009年，我们完成了首例（帕金森病）脑起搏器临床应用，至今逾14年，效果依然非常好。2013年获得了国家的III类医疗器械注册证，开始了规模临床推广，至今已经植入了超过2万5千名患者。
当前，我们在一系列脑起搏器技术方式上均取得了世界性领先地位。其中无线充电技术能够在保证安全的情况下非常高效地给脑起搏器充电。我们实现了远程程控，患者不必再长途跋涉返回大中心来调控参数，脑起搏器可以接入互联网，医生可通过互联网调控远在千里之外的患者的参数，带给他们更好的治疗。此外，我们创新性地提出了“变频刺激”的概念和方法，这对中晚期帕金森病患者的步态障碍症状具有非常重要的影响，疗效非常好。这是我们独创的技术方式，获得了国内外专利，并且被写入了中国专家共识。
在此基础之上，近些年我们实现了进一步的前沿技术突破。一是高场磁共振兼容技术。现在的脑起搏器不仅能够在3.0T高场强磁共振（MRI）下安全地进行扫描，而且能够开机给予刺激的同时进行扫描。除了磁共振兼容，我们还实现了在给予刺激的同时采集大脑电信号、并通过蓝牙技术实时传输出来的感知脑起搏器。想要更好地治疗脑疾病就需要了解大脑的工作机制，我们现在既能使用磁共振影像观察大脑，还可以通过神经元的电活动来分析大脑，从而更好地调控疾病症状。同时蓝牙感知脑起搏器也构建了一种与大脑的双向交互系统，而且能广泛临床应用，不仅可用于帕金森病运动症状的智能闭环调控，还可用于睡眠障碍检测和智能化调控等。
我们在实现了脑起搏器的系统性突破的基础之上，还研制了一系列的植入式神经调控产品，包括迷走神经刺激、脊髓刺激、骶神经刺激，可应用于更多疾病的治疗。
Q
您认为神经调控的技术在治疗脑部相关疾病上，还有哪些潜在的应用场景？
A
脑起搏器在临床上应用范围很广，治疗帕金森病已经是成熟的疗法，是帕金森病的首选外科疗法。脑起搏器还获批用于治疗特发性震颤、肌张力障碍、癫痫、强迫症（OCD）。因为脑起搏器可以直接调控大脑的神经活动，对药物疗法难以解决的多种疾病都具有潜在作用，研究人员都在积极开展相关研究。比如对于抑郁症治疗的研究近年来进展迅速，距离稳定的疗法越来越近了，此外对认知障碍、脑卒中康复、精神分裂症、自闭症等非常难治的神经精神疾病，相关临床研究也在深入探讨中，显示出了不同程度的临床应用前景。
除了脑起搏器之外，迷走神经刺激器能治疗癫痫以及免疫调节相关疾病等，骶神经刺激器能治疗膀胱过度活动症等疾病，脊髓刺激器用于治疗难治性疼痛，最近在脊髓刺激的基础上我们还在研究人工脊髓系统，通过电刺激的方式帮助截瘫患者重新站立、行走，也都是非常前沿的应用。
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