帕金森病患者的運動功能障礙機理

帕金森病（Parkinson’s disease, PD）的核心病理特征是黑質致密部多巴胺能神經元進行性丟失，導致基底節(jié)環(huán)路功能紊亂。基底節(jié)是運動控制的關鍵樞紐，包含直接通路（促進運動）和間接通路（抑制運動）。正常情況下，多巴胺通過D1受體激活直接通路，通過D2受體抑制間接通路，維持運動平衡。多巴胺缺乏時，間接通路過度活躍，對丘腦-皮質通路的抑制增強，從而產生運動減少、僵硬、震顫等典型癥狀。從神經振蕩角度看，PD患者基底節(jié)區(qū)域表現出異常的β振蕩（13–30 Hz）增強，這種振蕩具有抗運動效應；同時γ振蕩（30–100 Hz）減弱，削弱了促運動作用。侵入性深部腦刺激（DBS）或左旋多巴治療可抑制β振蕩、改善運動功能，但DBS的有創(chuàng)性限制了其應用。因此，開發(fā)非侵入性深部刺激技術成為研究熱點。

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傳統(tǒng)tTIS改善帕金森病運動功能的機理

經顱時間干擾刺激（transcranial Temporal Interference Stimulation, tTIS）是一種新型非侵入性神經調控技術，可選擇性刺激深部腦區(qū)而不影響表層皮層。其原理是通過兩對電極施加高頻正弦電流（例如2 kHz和2.1 kHz），兩列電流在目標區(qū)域（如基底節(jié)）疊加，由于頻率微小差異，產生低頻包絡調制波（頻率為兩頻率之差，例如100 Hz）。該包絡波能夠調控神經元活動，而高頻載波本身對皮層無影響（如圖1A所示）。傳統(tǒng)tTIS通常采用持續(xù)高頻刺激，旨在干擾病理性的神經振蕩（如β振蕩），類似于DBS的機制。通過調節(jié)基底節(jié)核團（如丘腦底核STN或蒼白球內側部GPi）的異常放電模式，可以改善運動癥狀。然而，tTIS的優(yōu)勢在于無創(chuàng)、可靶向深部、副作用少，且可通過個體化電場模擬優(yōu)化電極布局（如圖1B的電場模擬示例）。

圖1: 刺激原理、電場模擬與實驗設計概覽

圖1系統(tǒng)展示了研究的核心技術原理與實驗流程。

圖1A從上至下依次呈現：第一、二行分別為2 kHz和2.1 kHz的高頻正弦波；第三行為兩信號疊加后形成的100 Hz幅度調制波（包絡頻率為兩頻率之差）；第四行放大展示了間歇性Theta爆發(fā)刺激（iTBS）的微結構——每30 ms內包含3個100 Hz脈沖（構成一個burst），每200 ms重復一次（即5 Hz Theta節(jié)律），連續(xù)重復2秒構成一個刺激塊；第五行展示了一個完整的刺激周期：2秒刺激塊后跟隨8秒間歇，整個25分鐘刺激以30秒漸升和漸降斜坡開始和結束。

圖1B展示了基于個體化MRI的電場模擬結果（SimNIBS 4.1），電極置于F5/C5和F6/C6位置（2 mA峰峰值電流），通過橫斷面（上）和矢狀面（下）視圖可見電場能量聚焦于右側殼核，顏色條表示電場強度（V/m）。

圖1C概述了隨機雙盲交叉實驗設計：參與者隨機分組，先后接受真刺激和假刺激（或反之），中間有≥10天洗脫期，圖中標注了各階段的評估任務（MDS-UPDRS III、sFTT、aFFT）。

圖1從物理原理、刺激模式、靶向驗證到實驗流程，完整呈現了研究的設計邏輯。

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Burst-iTBS-tTIS改善帕金森病運動功能的機理

本研究創(chuàng)新性地將間歇性Theta爆發(fā)刺激（intermittent Theta-Burst Stimulation, iTBS）模式與tTIS結合，靶向右側殼核（putamen）。iTBS是一種模仿海馬體Theta節(jié)律的刺激模式，由2秒刺激（包含3個50 Hz bursts，重復5 Hz）和8秒間歇組成（如圖1A第四、五行所示）。該模式在TMS研究中已證實可誘導長時程增強（LTP）樣可塑性，促進突觸效率提升。

本研究的核心假設是：通過iTBS-tTIS調制基底節(jié)環(huán)路輸入端口——殼核的神經元活動，能夠重塑整個基底節(jié)網絡的放電模式，使其趨向生理狀態(tài)，從而改善運動癥狀。與直接抑制放電的DBS不同，iTBS-tTIS可能通過誘導神經可塑性發(fā)揮作用。這一假設得到電場強度與療效相關性的支持（見圖2）：在PD患者中，右側殼核的模擬電場強度越高，左側上肢MDS-UPDRS評分的改善越顯著，提示劑量依賴性效應，為因果機制提供了證據。

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臨床研究

研究方法

設計：隨機、雙盲、交叉對照試驗。

受試者：19名PD患者（平均64歲，14名男性）與19名年齡、性別匹配的健康對照（平均68.6歲）。

干預：每名參與者接受兩次tTIS（真刺激與假刺激），間隔≥10天。刺激參數：2 mA峰值電流（每對電極），電極置于F5-F6和CP5-CP6（國際10-20系統(tǒng)），100 Hz調制頻率，iTBS模式（2秒刺激+8秒間歇，共25分鐘）。所有刺激前進行個體化MRI結構像分割，使用SimNIBS軟件模擬電場分布（如圖1B），確保靶向右側殼核。

評估指標：

主要終點：MDS-UPDRS第三部分（運動檢查）中左側上肢評分（包括震顫、強直、運動遲緩等子項）。

次要終點：交替手指敲擊任務（aFTT） 評估近端運動速度；序列手指敲擊任務（sFTT） 評估運動學習能力（以正確序列敲擊比例衡量）。

安全性：刺激后不良反應問卷。

研究流程如圖1C所示：基線評估→隨機分組→真/假刺激→洗脫期→交叉。

研究結果

主要終點：MDS-UPDRS顯著改善

真刺激下，PD患者左側上肢MDS-UPDRS評分較基線平均降低1.11分，而假刺激下反而增加1.16分，差異具有統(tǒng)計學意義（W=30.5,p=0.015,r=0.49W=30.5,p=0.015,r=0.49）。具體子項改善以強直（rigidity） 最為明顯（見表2）。

電場強度與療效相關

如圖2所示，右側殼核的模擬電場強度與左側上肢MDS-UPDRS改善程度呈顯著負相關（p=0.023p=0.023，斜率-78.2分/V），即電場越強，癥狀改善越明顯。這一結果為刺激的靶向性和有效性提供了有力證據。

圖2: 電場強度與臨床療效的相關性

圖2展示了右側殼核模擬電場強度與左側上肢MDS-UPDRS評分變化之間的相關性。X軸為平均電場強度（V/m），Y軸為刺激后評分變化（負值表示改善），藍色圓點代表每名PD患者，紅色直線為線性回歸線。統(tǒng)計分析顯示顯著負相關（p = 0.023，斜率 -78.2分/V），即電場強度越高，運動癥狀改善越明顯。這一結果提供了刺激靶向殼核有效的因果間接證據，是全文最關鍵的陽性發(fā)現之一。

次要任務結果

aFTT：健康對照組在真刺激下敲擊次數顯著增加（圖3），但PD組無顯著變化。需注意健康對照組基線在真刺激與假刺激間存在差異，可能影響結果解釋。交替手指敲擊任務旨在評估近端上肢的運動速度，即手臂在大范圍空間內快速交替運動的能力。該任務關注的是運動執(zhí)行的速度，而非精細運動技能或學習能力。在帕金森病研究中，該任務用于量化運動遲緩（bradykinesia） 的核心癥狀，因為PD患者通常表現為運動啟動慢、幅度減小和速度下降。

圖3: 交替手指敲擊任務結果

圖3展示了交替手指敲擊任務（aFTT）中健康對照組（HC，藍色）和PD組（紅色）在基線、假刺激和真刺激條件下的表現（Y軸為30秒內交替敲擊次數）。結果顯示，健康對照組在真刺激下敲擊次數顯著增加（p < 0.001），但該組在真刺激前的基線顯著低于假刺激前的基線，提示結果可能受基線偏移影響；PD組在真刺激與假刺激之間無顯著差異。

圖3揭示了tTIS對近端運動速度影響的組間差異，并強調了基線差異對結果解釋的重要性。

sFTT：兩組在真刺激下均未觀察到運動學習能力的顯著提升（圖4）。作者推測可能與刺激時間短、任務難度或PD患者的“學習-執(zhí)行分離”有關。

圖4: 序列手指敲擊任務結果

圖4展示了序列手指敲擊任務（sFTT）中健康對照組（左列）和PD組（右列）在假刺激（上排）和真刺激（下排）條件下的學習曲線。X軸為9個試次，Y軸為平均準確率（正確序列敲擊次數與總敲擊次數之比）。彩色線條表示邊際均值，圓點（HC）和三角形（PD）表示個體數據點。結果顯示，無論是健康對照組還是PD組，在真刺激或假刺激下，學習曲線均未見顯著改善（統(tǒng)計上無顯著性）。

圖4作為陰性結果，提示tTIS對該任務所評估的運動學習能力無顯著影響，并可能反映了PD患者存在的"學習-執(zhí)行分離"現象。

安全性

無嚴重不良事件報告。最常見副作用為皮膚發(fā)紅和疲勞，且在真/假刺激間分布均勻（見表3），證實tTIS具有良好的耐受性。

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總結

本研究首次證實了iTBS模式下的tTIS靶向殼核能夠短期改善帕金森病患者的運動癥狀，且療效與個體化電場強度直接相關，提示該技術具有劑量依賴性和可優(yōu)化性。盡管對運動學習和運動表現任務未觀察到顯著影響，但本研究為非侵入性深部腦刺激在PD治療中的應用提供了概念驗證和可行性依據。未來研究應擴大樣本量、納入更嚴重病程患者、延長刺激時間并探索長期療效，同時結合功能影像學揭示其神經可塑性機制。tTIS作為一種安全、低成本、可重復的治療手段，有望為早期PD患者提供新的干預選擇，并推動個體化神經調控治療的發(fā)展。

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回映產品

產品1：便攜式經顱聚焦超聲（tFUS）設備（ODM定制開發(fā)）

本便攜式經顱超聲刺激（tUS）設備作為一款ODM定制化工具，創(chuàng)新性地整合了低強度聚焦超聲（LIFU）和經顱脈沖超聲刺激（TPS）技術，專為神經精神疾病（如阿爾茨海默病、帕金森病、重度抑郁癥、自閉癥譜系障礙及注意缺陷多動障礙）的科研與臨床干預設計。設備基于ITRUSST聯盟安全標準，核心參數涵蓋LIFU和TPS的關鍵特性：超聲載波頻率范圍250–1000 kHz（LIFU典型值200-1000 kHz，TPS脈沖載波頻率匹配此范圍），脈沖重復頻率（PRF）可調1–5 Hz（TPS核心參數，支持單脈沖持續(xù)時間3 μs的超短沖擊波），空間峰值脈沖平均強度（ISPPA）可控于0.1–0.25 mJ/mm2（TPS常用0.20 mJ/mm2），空間峰值時間平均強度（ISPTA）<100 mW/cm2（LIFU安全閾值），占空比可編程（例如TPS典型值0.1-1%）；同時，設備集成個體化MRI/CT導航與聲學仿真（如k-Wave軟件）優(yōu)化靶向，定位誤差<3 mm，并配備實時熱管理（確保溫升≤2°C，熱指數TI可控）和機械監(jiān)控（機械指數MI<1.9），不良反應率<10%，凸顯高精度、便攜性及合規(guī)性，為個性化非侵入性腦刺激提供全面參數化平臺。(產品形態(tài)與下圖NEUROLITH設備類似)

回映便攜式經顱聚焦超聲設備示意圖

產品2：攜式經顱光生物調節(jié)（tPBM）設備（可ODM定制開發(fā)）

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

回映攜式經顱光生物調節(jié)設備示意圖

產品3：便攜無創(chuàng)腦脊接口設備（可ODM定制開發(fā)）

回映這款非侵入性腦脊接口整機設備是一個高度集成的閉環(huán)神經調控系統(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信號。這些信號被實時傳輸至內置的信號處理與計算單元，該單元運行著先進的機器學習算法（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設閾值，計算單元會即刻向經皮脊髓電刺激器發(fā)出觸發(fā)指令。刺激器則通過精準貼附于使用者背部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（如30Hz，10-15mA）的電刺激，以激活脊髓神經網絡，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“大腦意圖驅動、脊髓刺激輔助”的一體化康復設備，旨在通過這種精準的閉環(huán)干預促進脊髓損傷患者的神經功能重塑與運動功能恢復。

便攜無創(chuàng)腦脊接口設備示意圖

產品4：多模態(tài)閉環(huán)經耳迷走神經電刺激taVNS系統(tǒng)

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

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

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

EEG+taVNS：集成耳部EEG傳感器，監(jiān)測α波等腦電活動，當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)提升認知功能。

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

所有傳感器和taVNS模塊采用輕量化、無線設計，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據追蹤與參數優(yōu)化?；陂]環(huán)多模態(tài)設計，本產品不僅適用于睡眠障礙、焦慮、認知障礙、偏頭痛和癲癇等傳統(tǒng)適應癥，還可針對中風后運動康復、注意力提升及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，治療效率顯著高于開環(huán)系統(tǒng)。

回映多模態(tài)閉環(huán)經耳迷走神經電刺激taVNS設備示意圖


回映自研多模態(tài)閉環(huán)經耳迷走神經電刺激耳甲電極

產品5：單通道肌電/心電/皮電采集設備

單通道肌電采集設備創(chuàng)新性地采用type-C轉腦電電極以簡單輕便的方式實現了單通道肌電、心電、皮電采集，且基于結構與硬件的特殊設計，支持高原環(huán)境下進行采集。另外產品總體結構采用魔術貼設計，方便于全身佩戴。

適用領域:單通道生理參數采集

單通道肌電/心電/皮電采集設備

產品6：便攜式TI時域干涉經顱電刺激儀

便攜式TI時域干涉經顱電刺激儀通過緊密接觸于頭皮的電極傳導兩路不同頻率的高頻脈沖電流(如：2000Hz和2010Hz),高頻電流流經大腦表層和深部區(qū)域，并在腦深部干涉產生低頻包絡(如：10Hz),由于大腦神經元對高頻(>1000Hz)電刺激不響應，所以位于大腦表層的高頻電流并沒有對大腦產生刺激效應位于腦深部的低頻包絡刺激大腦，實現無創(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：

能夠應用于對老年癡呆、癲癇、帕金森、抑郁癥等多種神經系統(tǒng)疾病治療和神經科學研究的多個領域。

回映便攜式TI時域干涉經顱電刺激儀設備示意圖

產品7：48通道8腦區(qū)同步高精度經顱電刺激設備

回映電子科技院線級多腦區(qū)高精度經顱電刺激設備(MXN-48)是一款可8腦區(qū)/8人同步干預的高精度經顱電刺激實驗平臺。其已突破了Soterix對該技術的壟斷(Soterix產品Soterix MXN-33 高精度經顱電刺激系統(tǒng)其之前是市面上唯一款可對不同腦區(qū)進行同步精確干預的設備)回映高精度經顱電刺激產品M×N-48其具有48個獨立輸出通道，每個通道的波形，強度等參數都可以獨立設置，可以實現對8個不同腦區(qū)的同步干預，不同腦區(qū)的相位同步性<0.1°，大大增強了tES的神經調控效果?；赜掣呔冉涳B電刺激設備提供了兩種不同的操作模式以供研究者選擇——基礎模式和自由模式?；A模式使用更加方便，設定簡單；自由模式則允許導入自定義電流波形，功能更加強大。
回映自研 48通道8腦區(qū)同步高精度經顱電刺激設備
適用范圍：康復醫(yī)學：運動功能障礙、語言障礙、認知障礙、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：抑郁癥、焦慮癥、強迫癥、物質成癮、創(chuàng)傷后應激障礙﹑精神分裂癥等兒童康復：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)育遲緩等神經病學：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、單側忽略﹑偏頭痛、神經性疼痛等腦科學研究：記憶、學習、言語等