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經(jīng)顱聚焦超聲(tFUS)其臨床有效性如何?

回映開物 ? 2026-02-11 16:02 ? 次閱讀
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tFUS的機制概述

核心機制:低強度經(jīng)顱聚焦超聲(tFUS)通過機械-生物物理效應(yīng)調(diào)制神經(jīng)活動,包括:


機械應(yīng)變梯度改變神經(jīng)元膜蛋白構(gòu)象,引發(fā)去極化;

熱力學(xué)膜波促進動作電位,激活機械敏感通道;

微管超聲共振影響突觸可塑性;

空化形成瞬態(tài)膜孔促進離子流動;

熱調(diào)制激活溫敏離子通道(興奮/抑制取決于參數(shù))。

效應(yīng)規(guī)律:高強度/長時程→興奮,低強度/短時程→抑制(一致協(xié)議待研究)。

優(yōu)勢:非侵入、深達8cm(遠超TMS的2-3cm)、毫米級空間精度(1-5mm)、不受組織導(dǎo)電性影響、可靶向皮層/皮層下(如SCC、丘腦)。

HUIYING

tFUS系統(tǒng)分系統(tǒng)概述

tFUS系統(tǒng)分tFUS子系統(tǒng)(生成/傳遞聲波)和神經(jīng)導(dǎo)航子系統(tǒng)(精準(zhǔn)靶向+實時監(jiān)控),結(jié)合圖1描述:


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圖1:tFUS設(shè)置的關(guān)鍵組件概述圖


圖1分三部分展示tFUS系統(tǒng)的核心組成:左上面板:tFUS子系統(tǒng)(控制單元+換能器),改編自BrainBox制造商,展示參數(shù)控制與超聲波生成/傳遞的核心硬件;左下面板:神經(jīng)導(dǎo)航子系統(tǒng)(紅外相機),改編自NEUROLITH-TPS制造商,展示用于實時跟蹤受試者頭部與換能器位置的紅外追蹤系統(tǒng);右面板:實時神經(jīng)導(dǎo)航示例(Brainsight軟件V2.5.3),包括:① 綠點標(biāo)記的頭皮配準(zhǔn)點(用于腦MRI與頭部位置的實時配準(zhǔn));② 目標(biāo)腦區(qū)與換能器位置的3D可視化(確保刺激精準(zhǔn)性)。作用分析:直觀呈現(xiàn)tFUS系統(tǒng)的“硬件-導(dǎo)航”雙核心架構(gòu),幫助理解“如何生成超聲”與“如何精準(zhǔn)靶向”的關(guān)鍵邏輯,是tFUS技術(shù)落地的物理基礎(chǔ)。


tFUS子系統(tǒng)

控制單元:調(diào)整/控制刺激參數(shù)(強度、頻率、時長),可手動或電腦腳本/GUI操作。

換能器:將電信號轉(zhuǎn)為機械超聲能,形狀(平/凹/相控陣)決定焦深與空間精度(圖1左上面板,改編自BrainBox)。

神經(jīng)導(dǎo)航子系統(tǒng)

紅外相機:實時跟蹤受試者頭部與換能器位置,補償移動錯位(圖1左下面板,改編自NEUROLITH-TPS)。

換能器追蹤器:傳輸換能器位置至導(dǎo)航系統(tǒng),確保波束對準(zhǔn)靶點。

受試者追蹤器:紅外標(biāo)記跟蹤頭部,實時補償移動。

導(dǎo)航系統(tǒng):整合數(shù)據(jù),3D可視化大腦,引導(dǎo)換能器至靶點(圖1右面板,Brainsight軟件示例:綠點為頭皮配準(zhǔn)點,目標(biāo)/換能器位置確保準(zhǔn)確)。

神經(jīng)導(dǎo)航子系統(tǒng)工作流程:

神經(jīng)導(dǎo)航子系統(tǒng)是tFUS實現(xiàn)精準(zhǔn)靶向的核心“引擎”,其通過紅外相機(硬件“眼睛”,圖1左下面板,捕捉頭部與換能器位置)、換能器追蹤器(報告換能器位置與角度)、受試者追蹤器(監(jiān)測頭部移動軌跡)、導(dǎo)航系統(tǒng)(軟件“大腦”,圖1右面板Brainsight軟件,整合數(shù)據(jù)、3D可視化、實時計算調(diào)整)四組件協(xié)同,以“定位-跟蹤-調(diào)整-引導(dǎo)”流程解決“超聲波束打不準(zhǔn)”問題:準(zhǔn)備階段通過頭皮配準(zhǔn)點(綠點)將實時頭部與術(shù)前MRI配準(zhǔn),標(biāo)記目標(biāo)與換能器初始位置;刺激階段紅外相機持續(xù)拍攝,頭部移動時追蹤器報告位移,導(dǎo)航系統(tǒng)實時計算換能器調(diào)整量(方向/距離)并通過機械臂/視覺提示補償,確保焦點(誤差<1-5mm)始終落在目標(biāo)腦區(qū)(如SCC);結(jié)束階段記錄數(shù)據(jù)驗證精準(zhǔn)性。其本質(zhì)是“tFUS的GPS”,讓tFUS從“盲打”變“精準(zhǔn)打擊”,是靶向深腦結(jié)構(gòu)(如SCC、丘腦)的關(guān)鍵保障,解決非侵入性刺激中“找不到、打不準(zhǔn)”痛點,確保療效與安全。


HUIYING

tFUS系統(tǒng)參數(shù)概述

結(jié)合圖2(幾何與參數(shù)示意圖),分換能器參數(shù)刺激參數(shù)


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圖2:tFUS換能器幾何結(jié)構(gòu)與參數(shù)示意圖


圖2以幾何示意圖量化tFUS的“空間-時間”特征。含換能器參數(shù)(孔徑直徑D、曲率半徑R,決定焦斑與焦深)和刺激參數(shù)(基頻FF、聲振時長SD、聲壓P(t)、脈沖時長PD、刺激間隔ISI、脈沖重復(fù)頻率PRF,衍生參數(shù)占空比DC=PD×PRF表示超聲active時間占比)。


換能器參數(shù)

孔徑直徑(D):換能器active表面直徑,大則焦斑窄、精度高,但技術(shù)難度大。

曲率半徑(R):換能器表面曲率半徑,小則波束更聚焦,但過小會降低焦深/體積。

刺激參數(shù)(5核心)

基頻(FF, kHz):超聲頻率,低頻(深穿透、低分辨率)vs高頻(高分辨率、低穿透),常用200-650kHz。

聲振時長(SD, S):超聲脈沖串時長,長則能量多但易過熱/空化。

脈沖重復(fù)頻率(PRF, Hz):脈沖串內(nèi)脈沖速率。

占空比(DC, %):超聲active時間占比(=脈沖時長PD×PRF)。

強度(I, W/cm2):單位面積聲能,與壓力平方成正比,分3類測量:

自由場強度:開放環(huán)境(如水箱)的換能器原始輸出;

衰減后強度(Derated):調(diào)整軟組織衰減(I_derated=I_free×10^(-α×d),α=0.3dB/cm/MHz);

原位強度:目標(biāo)深度實際強度(考慮骨/軟組織吸收)。

安全參數(shù)

空間峰時間平均(Ispta)、空間峰脈沖平均(Isppa):估能量分布;

機械指數(shù)(MI):負峰壓/√FF,估空化風(fēng)險(MI≤1.9,F(xiàn)DA標(biāo)準(zhǔn));

熱指數(shù)(TI):估過熱風(fēng)險(ITRUSST共識:溫升<2°C或熱劑量<0.25CEM43)。

HUIYING

tFUS靶向腦區(qū)的聲學(xué)模擬概述

聲學(xué)模擬是通過計算建模預(yù)測超聲在顱內(nèi)的傳播與聚焦,確保焦點精準(zhǔn)落在目標(biāo)腦區(qū)并符合安全規(guī)范(圖3)。


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圖3:tFUS靶向腦區(qū)的聲學(xué)模擬示意圖


圖3展示tFUS靶向的聲學(xué)模擬流程。基于個體神經(jīng)影像(T1/T2 MRI、CT/ZTE/PETRA),用軟件(k-Wave、BabelBrain、k-plan)生成3D頭骨-腦模型,模擬換能器位置、聲學(xué)焦點、聲振協(xié)議,評估聲學(xué)效應(yīng)(波束聚焦)與熱效應(yīng)(溫度上升),結(jié)合MNI或native坐標(biāo)確定靶點深度與軌跡,確保符合安全規(guī)(FDA/ITRUSST)。作用:解決顱骨衰減難題,通過模擬優(yōu)化參數(shù),是tFUS從“理論”到“臨床”的關(guān)鍵步驟。


目的與必要性

顱骨對超聲的反射(~30%)、折射(~20%)、吸收(~50%)導(dǎo)致能量衰減與焦點偏移(如SCC靶點實際強度可能僅為自由場的10-20%),模擬可:① 優(yōu)化換能器參數(shù)(D、R、FF)以補償衰減;② 預(yù)測焦點位置(誤差<2mm)與熱效應(yīng)(TI<2°C);③ 避免損傷(如避開顱骨骨縫、氣房)。

步驟與工具

影像數(shù)據(jù)獲取:高分辨率T1-MRI(1mm3,腦結(jié)構(gòu)分割)、CT(0.5mm3,顱骨厚度/密度)、ZTE/PETRA(0.1mm3,骨小梁細節(jié));

3D模型構(gòu)建:用SimNIBS軟件分割頭皮、顱骨、腦脊液(CSF)、腦實質(zhì),生成四面體網(wǎng)格模型(節(jié)點數(shù)>10?);

聲學(xué)模擬

k-Wave(時域模擬):輸入換能器參數(shù)(D=5cm, R=8cm, FF=650kHz)、組織聲速(頭皮1450m/s、顱骨4000m/s、腦1550m/s),計算聲壓場與溫度場;

BabelBrain(頻域分析):評估焦斑大?。?-3mm)與旁瓣抑制比(>20dB);

k-plan(臨床優(yōu)化):結(jié)合MNI坐標(biāo)(如SCC: 0, 10, -20)與個體影像,自動推薦換能器位置/角度(圖3,改編自BrainBox k-plan軟件);

優(yōu)化目標(biāo):焦點落在目標(biāo)腦區(qū)(如SCC),TI<2°C,MI<1.9,焦斑覆蓋靶點(體積<10mm3)。

HUIYING

tFUS研究的假刺激策略與效果評估方法概述


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圖4:tFUS研究的假刺激策略與效果評估方法示意圖


圖4分兩部分規(guī)范研究設(shè)計。左面板為假刺激(Sham)策略與盲法流程:受試者隨機分“active(tFUS ON)”或“sham(tFUS OFF)”,用凝膠墊/空氣墊最小化感知差異,確保盲法;右面板為效果評估方法:離線評估(pre/post tFUS的靜息態(tài)fMRI(rs-fMRI)、高密度EEG(hd-EEG)),在線評估(同步tFUS與rs-fMRI/hd-EEG捕捉即時神經(jīng)變化)。作用:解決“排除安慰劑效應(yīng)”與“量化神經(jīng)變化”的核心問題,保障臨床研究可靠性。

假刺激策略(圖4左面板)

為排除安慰劑效應(yīng)(如聽覺/觸覺/熱感混淆),需使假刺激(sham)與真實刺激(active)在感知上不可區(qū)分,常用方法:

換能器定位不發(fā)射:換能器置于靶點位置但不輸出超聲,保留觸覺(壓力)與聽覺(骨傳導(dǎo)聲),需結(jié)合白噪聲掩蔽(如耳機播放40dB噪聲);

換能器倒置/散焦:換能器凹面背對頭部(波束發(fā)散)或調(diào)整曲率(焦斑擴大至>1cm),減少能量聚焦;

高阻抗阻斷:在換能器與頭皮間放置硅橡膠墊(聲阻抗2.5MRayl,接近顱骨)或空氣層(聲阻抗0.0004MRayl),阻斷>90%超聲能量;

刺激非靶區(qū):如刺激腦室(無神經(jīng)元)或運動皮層(與癥狀無關(guān)),需確保神經(jīng)效應(yīng)可區(qū)分。

關(guān)鍵挑戰(zhàn):聽覺(~30%受試者可感知脈沖聲)、觸覺(~20%報告頭皮壓力)是主要混淆因素,需通過雙盲設(shè)計+主觀報告驗證盲法有效性(如Cheung 2023中僅43.75% sham組誤認(rèn)active)。

效果評估方法(圖4右面板)

離線評估(pre/post刺激)

神經(jīng)影像:靜息態(tài)fMRI(rs-fMRI)分析腦網(wǎng)絡(luò)(如DMN、情緒網(wǎng)絡(luò))功能連接(FC)變化(如SCC抑制后DMN FC降低);任務(wù)態(tài)fMRI(如情緒圖片任務(wù))評估BOLD信號變化;

電生理:高密度EEG(hd-EEG,64-256導(dǎo))分析時頻特征(如theta/beta功率、相位同步),源定位(sLORETA)確定激活腦區(qū);

在線評估(同步刺激)

tFUS-fMRI:用MR-ARFI(磁化率加權(quán)超聲輻射力成像)實時監(jiān)測焦點位移(精度0.1mm),同步記錄BOLD信號(如視覺皮層刺激后V1激活);

tFUS-EEG:記錄刺激中誘發(fā)電位(如SEP)與頻譜變化(如感覺皮層刺激后beta功率增加)。

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臨床研究1:抑郁癥

抑郁癥(6研究:3雙盲對照+1 vs等待list+2病例)

方法

本研究為隨機、雙盲、假對照臨床試驗(NCT04405791),通過圖5A展示的流程招募MDD患者(最終23例完成:verum組11人、sham組12人),隨機分配至真實tFUS組(verum)或假刺激組(sham);干預(yù)為2周內(nèi)6次tFUS刺激左背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC,MNI坐標(biāo)-42,44,30),使用NS-US100設(shè)備(250kHz頻率、3W/cm2空間峰值脈沖平均強度,圖5B為設(shè)備與頭架 setup),每次20分鐘,聲學(xué)焦點特性如圖5C(FWHM直徑8.5mm、長51mm,覆蓋靶區(qū));評估包括基線、治療結(jié)束、隨訪(2周)的MADRS(主要結(jié)局)、QIDS-SR、SSI、K-POMS等量表(圖1A),及靜息態(tài)功能磁共振(rsfMRI)分析膝下前扣帶回(sgACC)亞區(qū)與全腦的功能連接(FC),入組流程見圖5D。

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圖5 研究設(shè)計與實驗流程


圖5以“研究設(shè)計與實驗流程”為核心,通過A-D四個子圖系統(tǒng)呈現(xiàn)研究的方法學(xué)框架:A為實驗流程序列,明確“基線評估→2周內(nèi)6次tFUS(20分鐘/次)→治療結(jié)束評估→2周隨訪評估(含二次MRI)”的時間線;B為tFUS設(shè)備 setup 示意圖,展示NS-US100設(shè)備、頭架、 fiducial markers(用于空間配準(zhǔn))及紅外實時跟蹤頭動的設(shè)計;C為聲學(xué)焦點映射,以白虛線標(biāo)注-6 dB壓力(FWHM,50%強度)的橢球輪廓,明確焦點直徑8.5mm、長51mm,覆蓋橫向(20×20mm2)與縱向(60×100mm2)平面,白實線為-3 dB壓力(75%強度),體現(xiàn)tFUS的高空間選擇性;D為入組流程圖,從40名初始招募者中排除14人(含不符合MDD標(biāo)準(zhǔn)、MRI禁忌、MADRS評分低、精神疾病等),26人隨機分verum/sham組(各13人),最終23人完成研究(11 verum、12 sham),4人rsfMRI數(shù)據(jù)因質(zhì)量問題排除,19人用于FC分析。本圖完整呈現(xiàn)研究的可重復(fù)性方法學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性,為結(jié)果解讀提供基礎(chǔ)。


結(jié)果:


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圖6 MADRS評分變化與功能連接分析結(jié)果


圖6以“MADRS評分變化與功能連接分析結(jié)果”為主題,通過A-C三個子圖直觀驗證研究假設(shè):A為MADRS評分變化曲線,藍線(verum組)從基線28.5±8.4降至隨訪14.8±7.2,橙線(sham組)從29.2±8.3降至24.8±9.3,誤差棒示標(biāo)準(zhǔn)誤,組×?xí)r間交互作用顯著(p=0.003),直接證明tFUS的臨床有效性;B為3D渲染 flatten 腦表面圖(前視圖+底視圖),C為軸位解剖圖,共同展示verum組治療后右側(cè)sgACCRS(膝下前扣帶回 superior 亞區(qū))與左內(nèi)側(cè)前額葉(-24,46,-6)、左中額回(-12,40,30)、右尾狀核(18,24,18)、左眶額葉(-16,36,-22)的功能連接(FC)顯著增強(紅偽彩),而sham組無此變化。圖6量化臨床療效可視化神經(jīng)機制,支撐“tFUS通過調(diào)控sgACC亞區(qū)網(wǎng)絡(luò)改善抑郁”的結(jié)論。


結(jié)果顯示tFUS安全耐受(無頭痛、腦損傷等不良反應(yīng));臨床療效上,verum組MADRS從基線28.5±8.4降至隨訪14.8±7.2,sham組從29.2±8.3降至24.8±9.3,組×?xí)r間交互作用顯著(p=0.003)圖6A直觀展示verum組下降更明顯);verum組反應(yīng)率(MADRS降≥50%)54.5%顯著高于sham組8.3%(p=0.027)。rsfMRI分析(圖6B/C)發(fā)現(xiàn),verum組治療后右側(cè)sgACC superior(sgACCRS)與左內(nèi)側(cè)前額葉、左中額回、右尾狀核、左眶額葉的FC顯著增加(組間差異p<0.05),sham組無此變化,提示tFUS通過調(diào)控sgACC亞區(qū)網(wǎng)絡(luò)改善抑郁癥狀(圖6B/C展示verum組FC增強的腦區(qū))。

HUIYING

臨床研究2:自閉癥譜系障礙


自閉癥譜系障礙(1雙盲隨機對照)

方法

本研究為雙盲、隨機、假對照試驗,納入32名12-17歲ASD青少年(27男5女),按1:1隨機分配至真實TPS組(16人)或假刺激組(16人)。真實組接受6次TPS干預(yù)(2周內(nèi)隔日進行),采用NEUROLITH TPS系統(tǒng)(圖7展示BodyTrack導(dǎo)航系統(tǒng):含追蹤眼鏡、3D相機、手具),基于個體MRI T1加權(quán)像(圖8顯示rTPJ刺激區(qū)域)靶向右側(cè)顳頂聯(lián)合區(qū)(rTPJ,社會認(rèn)知關(guān)鍵節(jié)點),參數(shù)為能量0.2-0.25 mJ/mm2、頻率2.5-4.0 Hz、每次800脈沖(30分鐘/次);假組操作同真實組,但手具用空氣墊代替硅油(模擬聲音/觸感,無有效刺激)。結(jié)局指標(biāo)包括主要結(jié)局(父母評定的兒童自閉癥評定量表CARS總分)、次要結(jié)局(AQ、ASAS、SRS、TMT、VFT、Stroop測試、數(shù)字跨度、臨床總體印象CGI),統(tǒng)計分析用混合模型重復(fù)測量(協(xié)變量年齡、性別),Bonferroni校正事后檢驗,計算Cohen's d效應(yīng)量。


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圖7 NEUROLITH TPS系統(tǒng)BodyTrack實時導(dǎo)航組件及3D紅外相機精準(zhǔn)定位示意圖


圖7展示NEUROLITH經(jīng)顱脈沖刺激(TPS)系統(tǒng)的核心導(dǎo)航組件——BodyTrack實時導(dǎo)航系統(tǒng),由3D紅外相機(頂部組件,采用NDI 3D紅外技術(shù))、帶檢測鏡片/標(biāo)記的追蹤眼鏡(患者佩戴)、帶檢測鏡片/標(biāo)記的TPS手具(醫(yī)生操作)組成,通過BodyTrack軟件實現(xiàn)實時3D可視化:3D紅外相機高精度跟蹤手具與頭部位置,結(jié)合患者個性化MRI數(shù)據(jù)(如右側(cè)顳頂聯(lián)合區(qū)rTPJ),經(jīng)3步手動校準(zhǔn)(紅/藍/綠步驟)匹配腦區(qū),以彩色高亮顯示治療區(qū)域與脈沖分布,確保超聲脈沖精準(zhǔn)作用于目標(biāo)腦區(qū),實現(xiàn)“從概念到操作”的精準(zhǔn)刺激流程。


結(jié)果:結(jié)果顯示兩組基線 socio-demographic 無顯著差異(表1)。核心癥狀改善:真實組CARS總分從基線30.81降至2周后23.44、1個月23.44、3個月23.56(總減少24%,組×?xí)r間交互作用P=0.02,圖8rTPJ刺激區(qū)域關(guān)聯(lián)癥狀緩解);CGI總分從10.81降至3個月5.81(減少53.7%),效應(yīng)量2周/1個月達大效應(yīng)(CARS d=0.83-0.95,CGI improvement d=4.12-4.37),3個月降至小效應(yīng)(d=2.31,表2-6)。次要結(jié)局:真實組Stroop Test 2、TMT2/3(執(zhí)行功能)、VFT(30秒言語流暢性)、數(shù)字跨度( forward/backward工作記憶)均有顯著時間效應(yīng)(P<0.05,表2)。安全性與盲法:真實組1/3(5人)出現(xiàn)短暫頭痛(3-5/10分,無用藥緩解),假組無不良反應(yīng);盲法有效(假組43.75%猜錯分組,圖1流程驗證)。結(jié)論:6次TPS靶向rTPJ可有效、耐受改善青少年ASD核心癥狀,效應(yīng)可持續(xù)至3個月(表3-4 CARS分項改善)。


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圖8 真實參與者MRI T1加權(quán)像標(biāo)記右側(cè)顳頂聯(lián)合區(qū)(rTPJ)TPS刺激區(qū)域


圖8展示真實參與者接受TPS干預(yù)后的MRI T1加權(quán)像,核心是通過BodyTrack軟件(NEUROLITH系統(tǒng)的“心臟”)標(biāo)記右側(cè)顳頂聯(lián)合區(qū)(rTPJ,社會認(rèn)知關(guān)鍵節(jié)點)的刺激區(qū)域。圖中基于個性化MRI數(shù)據(jù),以彩色高亮(如綠色)顯示rTPJ的位置(x/y/z坐標(biāo))與深度;該標(biāo)記通過3D紅外相機(BodyTrack系統(tǒng)組件)實時跟蹤TPS手具位置,結(jié)合患者頭部追蹤眼鏡的紅外標(biāo)記,確保刺激點與MRI靶點精準(zhǔn)匹配。


總結(jié)

tFUS是安全、精準(zhǔn)、深達的新型神經(jīng)調(diào)控技術(shù),核心優(yōu)勢是靶向皮層下結(jié)構(gòu)(如SCC、丘腦),機制涉及機械/熱/空化效應(yīng)。系統(tǒng)分tFUS(控制單元+換能器)與導(dǎo)航(紅外跟蹤+3D可視化),參數(shù)需標(biāo)準(zhǔn)化(ITRUSST建議)。臨床研究初步顯示抑郁、精神分裂、焦慮、物質(zhì)使用障礙、自閉癥有癥狀改善,但樣本小、sham需優(yōu)化(如聽覺/觸覺混淆)。未來需大樣本、神經(jīng)生物指標(biāo)(fMRI/EEG)、參數(shù)優(yōu)化,以推動臨床轉(zhuǎn)化。tFUS有望填補非侵入深腦調(diào)控的空白,但當(dāng)前成本高、操作復(fù)雜,需進一步普及。

HUIYING

回映產(chǎn)品





產(chǎn)品1:便攜式經(jīng)顱聚焦超聲(tFUS)設(shè)備(ODM定制開發(fā))


本經(jīng)顱聚焦超聲(tFUS)系統(tǒng)是一款基于回映電子自主獨有技術(shù)路線的無創(chuàng)腦調(diào)控平臺,專為神經(jīng)調(diào)控科研與臨床干預(yù)設(shè)計。其核心優(yōu)勢在于通過回映3D視覺導(dǎo)航系統(tǒng)(融合紅外感應(yīng)與3D成像技術(shù))實現(xiàn)亞毫米級靶點定位,結(jié)合回映精準(zhǔn)調(diào)控軟件平臺,將患者個性化MRI數(shù)據(jù)(軸向/冠狀/矢狀面三維重建)與實時手具位置跟蹤聯(lián)動,確保超聲脈沖精準(zhǔn)作用于目標(biāo)腦區(qū)(如社會認(rèn)知相關(guān)顳頂聯(lián)合區(qū))。系統(tǒng)采用高精度脈沖驅(qū)動電路,通過可編程參數(shù)控制模塊實現(xiàn)能量密度(低能量范圍可調(diào))、頻率(靈活編程)、脈沖持續(xù)時間(短脈沖設(shè)計)的精準(zhǔn)設(shè)置,支持可編程的療程方案。其自適應(yīng)頭戴結(jié)構(gòu)手具動態(tài)定位設(shè)計,可適配不同頭型與腦區(qū)深度(最大穿透8cm),確保刺激穩(wěn)定性。安全層面,集成實時溫度監(jiān)控與功率閉環(huán)管理,當(dāng)檢測到組織溫升接近閾值時自動調(diào)節(jié)輸出,全程無創(chuàng)、無副作用。該平臺集成了精準(zhǔn)導(dǎo)航、可編程超聲調(diào)控、個性化機械適配與主動安全保護,為神經(jīng)退行性疾?。ㄈ绨柎暮D。⑸窠?jīng)發(fā)育障礙(如自閉癥)等提供靶向、可控的超聲干預(yù)工具。(產(chǎn)品系統(tǒng)如下圖NEUROLITH Transcranial Pulse Stimulation (TPS)設(shè)備類似)


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回映便攜式經(jīng)顱聚焦超聲設(shè)備示意圖

產(chǎn)品2:攜式經(jīng)顱光生物調(diào)節(jié)(tPBM)設(shè)備(可ODM定制開發(fā))


本便攜式經(jīng)顱光生物調(diào)節(jié)(tPBM)設(shè)備是一款基于精確光劑量控制的科研與健康工具。其核心技術(shù)優(yōu)勢在于通過高精度PWM信號調(diào)控恒流源驅(qū)動電路,確保了每個LED光輸出功率的高度穩(wěn)定性和可重復(fù)性,為實現(xiàn)可靠的研究結(jié)果和一致的體驗提供了基礎(chǔ)。設(shè)備的光照參數(shù)具備高度可編程性。用戶可通過配套應(yīng)用靈活設(shè)置光的強度、脈沖頻率(如40Hz)及占空比,以適應(yīng)不同的探索方向。其可調(diào)節(jié)的頭戴結(jié)構(gòu)與LED模塊的個性化定位設(shè)計,使設(shè)備能精準(zhǔn)適配不同使用者的頭部尺寸和解剖特征,確保光斑穩(wěn)定覆蓋目標(biāo)腦區(qū)。在安全性與可靠性方面,設(shè)備集成了實時溫度監(jiān)控與動態(tài)功率管理閉環(huán)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到LED溫度接近閾值時,會自動調(diào)節(jié)驅(qū)動電流,確保設(shè)備始終在安全范圍內(nèi)工作。其設(shè)計兼顧了佩戴的舒適性與使用的便捷性,適用于多種應(yīng)用場景??偠灾?,該設(shè)備是一個集成了精密恒流驅(qū)動、可編程PWM調(diào)控、個性化機械適配與主動熱管理的技術(shù)平臺,旨在為相關(guān)領(lǐng)域提供一種劑量可控、靶向精準(zhǔn)且安全可靠的光學(xué)干預(yù)工具。

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回映攜式經(jīng)顱光生物調(diào)節(jié)設(shè)備示意圖


產(chǎn)品3:便攜無創(chuàng)腦脊接口設(shè)備(可ODM定制開發(fā))

回映這款非侵入性腦脊接口整機設(shè)備是一個高度集成的閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng),其核心工作流程始于一個配備32個電極的便攜式腦電帽,用于無創(chuàng)采集用戶大腦感覺運動皮層的神經(jīng)信號。這些信號被實時傳輸至內(nèi)置的信號處理與計算單元,該單元運行著先進的機器學(xué)習(xí)算法(線性判別分析,LDA),能夠從特定的腦電節(jié)律(μ波和β波)中持續(xù)解碼出下肢的運動意圖,并將其量化為一個實時的“運動概率”。一旦該概率值超過預(yù)設(shè)閾值,計算單元會即刻向經(jīng)皮脊髓電刺激器發(fā)出觸發(fā)指令。刺激器則通過精準(zhǔn)貼附于使用者背部T10脊髓節(jié)段和腹部的電極,輸送出與運動意圖同步的、特定參數(shù)(如30Hz,10-15mA)的電刺激,以激活脊髓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),輔助運動完成。整個系統(tǒng)通過統(tǒng)一的硬件同步機制,確保了從“意念識別”到“脊髓刺激”整個環(huán)路的時間精度,最終形成一個由“大腦意圖驅(qū)動、脊髓刺激輔助”的一體化康復(fù)設(shè)備,旨在通過這種精準(zhǔn)的閉環(huán)干預(yù)促進脊髓損傷患者的神經(jīng)功能重塑與運動功能恢復(fù)。


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便攜無創(chuàng)腦脊接口設(shè)備示意圖

產(chǎn)品4:多模態(tài)閉環(huán)經(jīng)耳迷走神經(jīng)電刺激taVNS系統(tǒng)

本產(chǎn)品是一款創(chuàng)新的多模態(tài)閉環(huán)經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)刺激(taVNS)系統(tǒng),通過集成可穿戴生物傳感器和智能反饋算法,實現(xiàn)基于實時生理信號的精準(zhǔn)神經(jīng)調(diào)控。系統(tǒng)核心采用非侵入性taVNS技術(shù),刺激耳甲腔(如CO10穴)和耳甲艇(如CO15穴)的迷走神經(jīng)分支,通過呼吸、心電(ECG)、腦電(EEG)和肌電(EMG)等多模態(tài)生物信號實時調(diào)整刺激參數(shù),從而針對不同疾病機制提供個性化干預(yù)。


呼吸+taVNS:通過呼吸門控技術(shù),將taVNS同步于呼氣相位(如0.1 Hz慢呼吸),以增強迷走神經(jīng)張力,優(yōu)化心血管調(diào)節(jié)和焦慮緩解。

心電+taVNS:基于實時心電信號(如HRV分析),系統(tǒng)自動調(diào)整taVNS的強度和時序,以維持自主神經(jīng)平衡。

EEG+taVNS:集成耳部EEG傳感器,監(jiān)測α波等腦電活動,當(dāng)檢測到注意力波動時觸發(fā)taVNS,通過激活藍斑-去甲腎上腺素系統(tǒng)提升認(rèn)知功能。

EMG+taVNS:在運動康復(fù)中,EMG信號(如上肢肌肉活動)實時觸發(fā)taVNS bursts,強化神經(jīng)可塑性。


所有傳感器和taVNS模塊采用輕量化、無線設(shè)計,確保用戶在日常環(huán)境中舒適使用。系統(tǒng)支持長時間監(jiān)測和刺激,并通過云平臺進行數(shù)據(jù)追蹤與參數(shù)優(yōu)化?;陂]環(huán)多模態(tài)設(shè)計,本產(chǎn)品不僅適用于睡眠障礙、焦慮、認(rèn)知障礙、偏頭痛和癲癇等傳統(tǒng)適應(yīng)癥,還可針對中風(fēng)后運動康復(fù)、注意力提升心血管疾病管理提供輔助治療。通過生物反饋的實時自適應(yīng),治療效率顯著高于開環(huán)系統(tǒng)。



fd3fa8b0-071f-11f1-96ea-92fbcf53809c.png回映多模態(tài)閉環(huán)經(jīng)耳迷走神經(jīng)電刺激taVNS設(shè)備示意圖


fd4ac9fc-071f-11f1-96ea-92fbcf53809c.png回映自研多模態(tài)閉環(huán)經(jīng)耳迷走神經(jīng)電刺激耳甲電極

產(chǎn)品5:單通道肌電/心電/皮電采集設(shè)備


單通道肌電采集設(shè)備創(chuàng)新性地采用type-C轉(zhuǎn)腦電電極以簡單輕便的方式實現(xiàn)了單通道肌電、心電、皮電采集,且基于結(jié)構(gòu)與硬件的特殊設(shè)計,支持高原環(huán)境下進行采集。另外產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)采用魔術(shù)貼設(shè)計,方便于全身佩戴。

適用領(lǐng)域:單通道生理參數(shù)采集

fd6e57a0-071f-11f1-96ea-92fbcf53809c.png單通道肌電/心電/皮電采集設(shè)備



產(chǎn)品6:便攜式TI時域干涉經(jīng)顱電刺激儀


便攜式TI時域干涉經(jīng)顱電刺激儀通過緊密接觸于頭皮的電極傳導(dǎo)兩路不同頻率的高頻脈沖電流(如:2000Hz和2010Hz),高頻電流流經(jīng)大腦表層和深部區(qū)域,并在腦深部干涉產(chǎn)生低頻包絡(luò)(如:10Hz),由于大腦神經(jīng)元對高頻(>1000Hz)電刺激不響應(yīng),所以位于大腦表層的高頻電流并沒有對大腦產(chǎn)生刺激效應(yīng)位于腦深部的低頻包絡(luò)刺激大腦,實現(xiàn)無創(chuàng)地刺激大腦深部而不影響大腦皮層,即無創(chuàng)腦深部電刺激。

回映便攜式時域干涉電刺激設(shè)備支持傳統(tǒng)的tTIS時域干涉電刺激模式(基于正弦波),PWM-TI時域干涉電刺激模式(基于50%占空比方波),burst-TI時域干涉電刺激模式,細分為tTI-iTBS,tTI-cTBS兩種模式(基于iTBS,cTBS).


適用范圍:

能夠應(yīng)用于對老年癡呆、癲癇、帕金森、抑郁癥等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療和神經(jīng)科學(xué)研究的多個領(lǐng)域。

回映便攜式TI時域干涉經(jīng)顱電刺激儀設(shè)備示意圖

產(chǎn)品7:48通道8腦區(qū)同步高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備


回映電子科技院線級多腦區(qū)高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備(MXN-48)是一款可8腦區(qū)/8人同步干預(yù)的高精度經(jīng)顱電刺激實驗平臺。其已突破了Soterix對該技術(shù)的壟斷(Soterix產(chǎn)品Soterix MXN-33 高精度經(jīng)顱電刺激系統(tǒng)其之前是市面上唯一款可對不同腦區(qū)進行同步精確干預(yù)的設(shè)備)回映高精度經(jīng)顱電刺激產(chǎn)品M×N-48其具有48個獨立輸出通道,每個通道的波形,強度等參數(shù)都可以獨立設(shè)置,可以實現(xiàn)對8個不同腦區(qū)的同步干預(yù),不同腦區(qū)的相位同步性<0.1°,大大增強了tES的神經(jīng)調(diào)控效果?;赜掣呔冉?jīng)顱電刺激設(shè)備提供了兩種不同的操作模式以供研究者選擇——基礎(chǔ)模式和自由模式?;A(chǔ)模式使用更加方便,設(shè)定簡單;自由模式則允許導(dǎo)入自定義電流波形,功能更加強大。
fd9e62c4-071f-11f1-96ea-92fbcf53809c.png回映自研 48通道8腦區(qū)同步高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備
適用范圍:康復(fù)醫(yī)學(xué):運動功能障礙、語言障礙、認(rèn)知障礙、吞咽障礙、意識障礙、上肢肌張力障礙、卒中后抑郁、卒中后疼痛等精神病學(xué):抑郁癥、焦慮癥、強迫癥、物質(zhì)成癮、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙﹑精神分裂癥等兒童康復(fù):腦癱、運動功能障礙、注意缺陷多動障礙、孤獨癥、閱讀障礙、語言發(fā)育遲緩等神經(jīng)病學(xué):睡眠障礙、耳鳴、慢性疼痛、帕金森病、纖維肌痛、慢性疼痛(脊髓損傷下肢)、阿爾茨海默病、單側(cè)忽略﹑偏頭痛、神經(jīng)性疼痛等腦科學(xué)研究:記憶、學(xué)習(xí)、言語等

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