"怀长期主义，聊医工科技"
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| 今天的文章中，超哥为大家介绍一种新兴的非侵入性脑刺激技术，通过低强度声波精确刺激深层脑区，具有独特的神经调节优势。tFUS能够在不受组织电导率影响的情况下，达到对神经元兴奋性或抑制性的调控效果，已在抑郁症、焦虑症、精神分裂症等精神疾病的研究中取得初步成果。目前，研究显示tFUS可改善抑郁症患者的情绪状态，同时在调控自闭症患者的社交与情绪反应方面展现出潜力。然而，tFUS仍面临参数标准化、靶向精度及长期安全性等挑战。未来的研究将致力于优化tFUS的技术参数，并加强其与fMRI和EEG等成像手段的结合，以提高对神经调控效果的监测与评估。tFUS有望成为精神病学治疗的创新手段，为多种精神疾病提供新型的非侵入性治疗选择。 |
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随着非侵入性脑刺激（NIBS）技术的快速发展，经颅聚焦超声（tFUS）作为一种新兴技术，因其在调控深层脑区中的高精度特点，逐渐受到关注。tFUS通过低强度声波，能够穿透颅骨并在毫米级精度上实现神经调控。相比传统的电磁刺激如经颅磁刺激（TMS）和直流电刺激（tDCS），tFUS不受组织电导率的影响，能作用于更深层的大脑结构。这使得tFUS在精神疾病干预中的应用前景十分广阔。
FUS设备关键组件概览。（左侧面板）：左上角显示了tFUS设备的主要组件，包括tFUS参数控制单元和换能器（图像改编自英国加的夫的BrainBox制造商）。左下角展示了神经导航系统，配备红外摄像头，用于追踪受试者及换能器的位置，以帮助在刺激过程中进行精准定位（图像改编自瑞士塔盖尔维伦的NEUROLITH-TPS制造商）。(右侧面板)：右侧展示了实时神经导航的示例，使用红外摄像头追踪受试者和换能器的位置（图像通过Brainsight软件V2.5.3（加拿大蒙特利尔）生成）。右上角显示了用于将受试者的头部MRI与其实际位置实时配准的头皮点（绿色点）。右下角则显示了目标和换能器的位置，用于确保刺激的准确性和优化。
tFUS的技术构成与工作机制
tFUS系统通常包括控制单元和换能器。控制单元负责调控刺激参数，如强度、频率和脉冲时长，而换能器则将电信号转化为机械能，生成聚焦超声波。tFUS通过多种机制调节神经元活动，包括超声引发的膜机械应力、激活机械敏感通道以及热敏感通道，从而在不同强度下实现神经元的兴奋或抑制。
抑郁症
tFUS已广泛用于抑郁症治疗研究。多项研究显示，tFUS能够有效改善抑郁症患者的情绪状态，且部分效果可持续数周至数月。例如，一项双盲对照试验中，研究团队对重度抑郁症患者的下扣带回进行了抑制性tFUS，结果显示患者的抑郁评分显著下降。
精神分裂症
对于负性症状突出的精神分裂症患者，tFUS主要通过左侧背外侧前额叶皮层的刺激来缓解症状。一项为期三周的随机对照试验发现，tFUS显著降低了患者的负性症状评分，同时提高了认知任务的表现。
焦虑症
在治疗顽固性焦虑症患者时，tFUS通过作用于右侧杏仁核，显著减少了患者的焦虑评分。然而，由于研究设计的限制，焦虑症中的tFUS效果还需要进一步验证。
自闭症
一项双盲对照研究表明，tFUS在自闭症青少年中的应用对其情绪反应、与人交往等方面有积极影响，且部分效果可持续数月。该研究为tFUS在自闭症领域的应用提供了新的可能。
参数标准化
当前研究的一个主要挑战是刺激参数的标准化问题。不同研究中采用的频率、脉冲重复频率和声强度差异较大，导致结果缺乏可比性。国际经颅超声神经刺激安全标准（ITRUSST）建议采用统一的参数报告规范，以促进跨研究比较并提高可重复性。
安全性与副作用
尽管tFUS在大多数试验中未显示严重的副作用，但仍有少数患者报告头痛、情绪波动等轻微症状。未来的研究需进一步探索tFUS的长期安全性和可能的副作用，以确保其在临床应用中的可靠性。
多模态成像的整合
为更好地理解tFUS的神经调控机制，未来研究可将tFUS与功能性磁共振成像（fMRI）或脑电图（EEG）等成像手段结合，通过实时监测神经活动的变化来评价tFUS的效果。这种多模态成像整合有望揭示tFUS对脑网络连接性的具体影响，为优化治疗方案提供依据。
临床应用前景
tFUS在精神病学的应用尚处于初级阶段，但已有研究结果表明其在改善抑郁、焦虑、自闭症等多种精神疾病中的潜力。未来tFUS有望作为一种非侵入性、安全且有效的治疗手段，为精神健康领域带来变革。随着技术的不断进步，tFUS的靶向精度和调控效果将进一步提高，从而拓宽其在临床中的应用范围。
参考文献
Keihani, A., Sanguineti, C., Chaichian, O., Huston, C.A., Moore, C., Cheng, C., Janssen, S.A., Donati, F.L., Mayeli, A., Moussawi, K. and Phillips, M.L., 2024. Transcranial Focused Ultrasound Neuromodulation in Psychiatry: Main Characteristics, Current Evidence, and Future Directions. Brain Sciences, 14(11), p.1095.
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我是超哥，超声行业17年老伙计，做过研发，搞过生产，趟过市场，开过（在开）公司；越野跑爱好者；工作狂；沟通粗暴直接；严苛完美主义者；起伏皆为过往；信奉长期主义和第一性原则；欢迎来聊来组局...
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