李路明：帶領國産腦起搏器踏上領跑之路

2019年1月8日，2018年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。清華大學李路明教授等完成的“腦起搏器關鍵技術、系統與臨床應用”項目獲得國家科學技術進步獎一等獎。

歷經17年，李路明帶領項目研究團隊自主突破核心技術，打破美國獨家壟斷，攻克了帕金森病步態障礙治療、充電安全、電極斷裂和遠程程控等世界難題，開創了我國有源植入醫療器械超越進口的先河，成為近20年該領域實現領跑的成功範例。

一個難忘的日子

由於技術門檻高，研發難度大，腦起搏器被譽為神經外科醫療器械的“大飛機”。

2000年，正在清華大學從事航天研究的李路明首次接觸腦起搏器。“我記得當時參加了清華和天壇醫院的學術交流會。神經外科泰斗王忠誠院士問我們能不能實現腦起搏器的國産化。”李路明回憶。

  那時，腦起搏器市場完全被美國一家公司壟斷，價格在二十萬元左右，而且幾年之後電池耗盡還需要重新手術，治療費用又得十多萬。在我國200多萬帕金森病患者中，有多少人能承受這麼高的費用？

  “我們搞工科的，都希望研究成果能解決産業面臨的難題。腦起搏器這樣的植入醫療器械和航天醫療設備一樣，都是高技術的結晶，對可靠性要求極高，兩者在技術路線上有繼承性。”

喜歡挑戰的李路明開始了漫長的腦起搏器研發之路。

  “耳鬢廝磨”近十年。他們最終利用實驗室在微小衛星、載人航天等領域的技術積累，在腦起搏器的設計、集成、可靠性等領域實現了自主創新，完成了腦起搏器的研製、動物試驗和臨床試驗。

  2009年11月26日，對李路明團隊來説是個難忘的日子——我國自主研製的腦起搏器首次植入患者體內。

儘管前期的動物試驗很成功，但李路明還是放心不下，隨著臨床試驗的臨近，他常常睡到淩晨3點就醒了，一個人來回在腦子裏“放電影”般推演每一個環節。到實驗室後，一次又一次和團隊成員梳理細節，核查任何可能存在的“盲點”。

  手術由王忠誠院士親自指揮，王院士的學生、天壇醫院功能神經外科主任張建國主刀。“開機，加壓！”當看到患者在腦起搏器的作用下雙手停止顫動的那一刻，李路明百感交集，淚水情不自禁地涌了出來。  

與病人“零距離”接觸

  2013年5月，具有自主知識産權的清華腦起搏器獲批上市，成為首個國産植入式神經調控産品。重量僅50克左右的清華腦起搏器，集成了工程領域眾多高科技成果。涉及1400多種原材料、元器件，100多套模具，160多個生産工藝包。

當被問到團隊是如何克服重重困難的，李路明答道：“憑我們的責任心和一絲不茍的科學態度吧。”

他常常跟團隊的人講：“如果我們研發的東西是給自己的父母用的，我們能不能放心？”因此，無論是硬體還是軟體，不管是製造還是檢驗，李路明都精益求精，力爭做到極致。

“腦起搏器不同於其他科研成果，它是醫工結合的産物。必須依靠臨床專家的精湛手術才能共同將實驗室的‘孩子’轉化為對抗疾病的利器！”

為了讓團隊成員更好地了解醫生的想法，李路明要求研發人員到醫院去，與病人“零距離”接觸，體察帕金森病給他們帶來的痛苦，建立和醫生對話的基礎。“這和在視頻裏看、聽別人説，差別挺大的。我希望團隊的成員從臨床上理解醫生的想法，研製出更好的醫療器械。”

隨著2014年12月，雙通道腦起搏器的獲批上市，我國成為全球第二個擁有全系列腦起搏器的國家，其中可充電腦起搏器在世界上率先把質保時間提高到10年。 

腦起搏器的研發是一場馬拉松賽跑

“腦起搏器的研發是一場馬拉松賽跑，如果沒有國家相關部門、學校以及前輩們的支持，沒有科研團隊中每個人的傾力協作，沒有載人航天科技與精神的支撐，只靠我自己，很難走到今天。” 

對於李路明和他的研究團隊來説，成功的背後充滿艱辛，也經歷了太多的反復和曲折。

單是植入的電極系統一項，前前後後就改進了30多次，身為這項研究的總指揮，李路明背負著比別人更多的壓力和責任。

第二代國産腦起搏器實現體外充電，最大技術的難點是如何在完成充電的同時，保證患者的安全，特別是充電式帶來的植入系統發熱問題。

動物實驗環節，李路明團隊成員面對的是20多公斤的小豬，“麻醉起來非常困難，至少需要兩個小時以上，有時動物狀態不好，實驗還得重做。20多公斤的小豬，實驗中很容易大小便失禁。為了拿到精準的數據，我們團隊做了100多次動物實驗。”李路明説。

憑著赤子初心，敢啃硬骨頭的韌勁，李路明帶領中國腦起搏器研發踏上領跑之路。他説： “不管是做載人航天還是醫療，我們希望踏踏實實做一點事情，為患者，為航天員。”