醫(yī)療電子新增長(zhǎng)點(diǎn):神經(jīng)植入設(shè)備
一家名為NeuroPace的新創(chuàng)公司希望獲得自己的首款神經(jīng)植入設(shè)備的銷(xiāo)售許可。NeuroPace的工作僅僅是新興的神經(jīng)設(shè)備領(lǐng)域市場(chǎng)激增的縮影。
NeuroPace公司于今年七月將一款用于治療癲癇癥的大腦植入設(shè)備送交美國(guó)食品藥品管理局審批,該產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過(guò)了十年的研發(fā)。NeuroPace公司希望自己的RNS系統(tǒng)能夠在一年內(nèi)獲準(zhǔn)使用。
NeuroPace首席醫(yī)務(wù)官M(fèi)artha Morrell在BioMedDevice論壇上表示:“我相信在未來(lái)十年里多種閉環(huán)、開(kāi)環(huán)腦部刺激設(shè)備將會(huì)取代破壞性的手術(shù)療法”。
癲癇癥植入設(shè)備的試用讓研究人員見(jiàn)識(shí)到了這種技術(shù)在治療各種嚴(yán)重病癥時(shí)的潛力,可行的范圍覆蓋了從疼痛、抑郁到帕金森和阿爾茨海默病在內(nèi)的各種病癥。
Morrell說(shuō):“這是我們首次深入大腦觀察實(shí)時(shí)變化。我們把它當(dāng)作病癥管理工具”。
NeuroPace公司的RNS植入設(shè)備擁有兩塊自制芯片,發(fā)現(xiàn)癲癇癥患者的異常腦部活動(dòng)比此前預(yù)測(cè)的更劇烈。
Morrell表示:“之前沒(méi)有過(guò)針對(duì)癲癇癥患者的診斷記錄,結(jié)果表明病癥發(fā)作僅僅是冰山一角。我們發(fā)現(xiàn)這些病患每天最多需要進(jìn)行600次刺激,每次時(shí)長(zhǎng)1-2分鐘”。
醫(yī)生可以對(duì)這種設(shè)備進(jìn)行編程,讓它對(duì)多種狀況進(jìn)行感知和響應(yīng)。NeuroPace維護(hù)著一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),可以用于腦電波活動(dòng)的長(zhǎng)期研究。
Morrell表示這類(lèi)設(shè)備的潛力在于可以向大腦上的目標(biāo)區(qū)域釋放微量藥品、進(jìn)行電流刺激。新的電極整列和傳感器能夠擴(kuò)展此類(lèi)設(shè)備的適用癥狀。除了腦電波以外,研究人員還在研究大腦血流、氧氣、神經(jīng)遞質(zhì)乃至溫度的變化,以此來(lái)分析病癥。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)
根據(jù)市場(chǎng)分析公司NeuroInsights的分析,神經(jīng)設(shè)備的市值大約在70億美元,每年增長(zhǎng)15%左右。
NeuroPace這類(lèi)神經(jīng)植入設(shè)備的市值占到23億美元,年增張速度14%。神經(jīng)手術(shù)設(shè)備所占份額則高達(dá)35億美元,年增長(zhǎng)速度為17%。
盡管風(fēng)險(xiǎn)資本投資整體形勢(shì)不佳,在醫(yī)療保障領(lǐng)域也不好,但在神經(jīng)設(shè)備領(lǐng)域卻很旺盛。2009年,神經(jīng)技術(shù)領(lǐng)域獲得了15.8億美元的風(fēng)險(xiǎn)投資,比2008年增長(zhǎng)了9%。而同期生命科學(xué)領(lǐng)域的總投資金額則在下滑。
值得投資的公司還很多。新創(chuàng)公司NeoStim正在研究通過(guò)一種非侵入性方式對(duì)深入大腦內(nèi)部的目標(biāo)進(jìn)行電磁刺激,以此減輕重度抑郁癥狀。NeoStim公司首席醫(yī)務(wù)官M(fèi). Brett Schneider表示這種技術(shù)將被擴(kuò)展到大腦的其它區(qū)域,可以用來(lái)治療帕金森綜合癥、疼痛和焦慮。
Trifectas醫(yī)學(xué)公司正在開(kāi)發(fā)一種植入技術(shù)以幫助中風(fēng)患者的康復(fù)。該技術(shù)使用電流刺激大腦的多個(gè)區(qū)域,幫助神經(jīng)元和荷爾蒙的生長(zhǎng),減輕炎癥。
Trifectas公司CEO Reese Terry表示,每年患中風(fēng)的80萬(wàn)患者中有半數(shù)愿意成為這種設(shè)備的試用者。
NeoStim公司的Schneider表示自己非常看好Reese選擇的途徑,他說(shuō):“就像肌肉越用張的越強(qiáng)壯一樣,神經(jīng)元被刺激以后會(huì)長(zhǎng)出新的軸突和樹(shù)突。這對(duì)中風(fēng)患者來(lái)說(shuō)是福祉,對(duì)沒(méi)有病癥的不同人來(lái)說(shuō)也有幫助”。
這些新設(shè)備也面臨著很多挑戰(zhàn)。研究人員通過(guò)高分辨率腦電圖聯(lián)系大腦各區(qū)域的活動(dòng)與病狀,但這種技術(shù)很昂貴而且花時(shí)間。
舉個(gè)例子,Orasi醫(yī)療公司開(kāi)發(fā)了一款建模軟件來(lái)搭配腦磁圖儀的使用。腦磁圖儀可以檢測(cè)大腦內(nèi)一平方厘米大小區(qū)域內(nèi)每一毫秒的活動(dòng)。但這種極端敏感的系統(tǒng)采用的超導(dǎo)元件必須保存在液氮里,元件成本高達(dá)200萬(wàn)美元。而且腦磁圖儀必須在屏蔽房?jī)?nèi)使用,建造成本高達(dá)50萬(wàn)美元。
Orasi首席執(zhí)行官Shawn Lyndon在會(huì)上表示:“我們對(duì)這種技術(shù)(腦磁圖)的小型化很感興趣,最好能讓測(cè)試在醫(yī)生的辦公室里完成。”
Shawn Lyndon:尋求更強(qiáng)大而且更便宜的腦磁圖技術(shù)。
NeoStim公司的外部電磁刺激設(shè)備基于相對(duì)較早的技術(shù),采用大電容和高功率開(kāi)關(guān)晶閘管。Schneider說(shuō):“新的材料與原件應(yīng)該能讓能量的聚集和釋放過(guò)程變得更迅速”。
大腦植入設(shè)備需要更好的電池和更強(qiáng)大、更安全的方式來(lái)保證能量到達(dá)組織而且不會(huì)燒毀它們。Schneider說(shuō)斯坦福大學(xué)的一家實(shí)驗(yàn)室正在嘗試使用LED的光線來(lái)觸發(fā)神經(jīng)活動(dòng)。
在實(shí)踐層面,研究人員依然不清楚哪些病患會(huì)響應(yīng)設(shè)備治療,甚至不清楚如何準(zhǔn)確衡量持續(xù)治療的效果。Trifectas公司的Terry說(shuō):“每一個(gè)區(qū)域都需要試驗(yàn),這需要數(shù)年的努力和大量的資金。不過(guò)這里也蘊(yùn)含著大量的機(jī)遇,因?yàn)槿梭w通過(guò)電能來(lái)工作。”
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