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神经刺激技术在药物难治性癫痫中的治疗进展

中华神经外科杂志 2020年第3期36卷 309-312页

作者：陆敬潮冯兆海新疆医科大学第一附属医院神经外科乌鲁木齐830000

癫痫是一种反复发作的慢性神经系统疾病,绝大多数(约70%)可通过使用抗癫痫药物控制发作,但仍有部分患者难以通过药物治疗控制,即难治性癫痫。通常,采用手术切除癫痫病灶进行治疗,但临床上仍有诸多难治性癫痫患者由于多种原因无法进行手... 详细信息

癫痫是一种反复发作的慢性神经系统疾病,绝大多数(约70%)可通过使用抗癫痫药物控制发作,但仍有部分患者难以通过药物治疗控制,即难治性癫痫。通常,采用手术切除癫痫病灶进行治疗,但临床上仍有诸多难治性癫痫患者由于多种原因无法进行手术。对于这部分患者可选择神经刺激术进行治疗。神经刺激术的种类较多,具有相对靶向性、可调节性及持续性的特点。目前,主要用于治疗疼痛、运动障碍、震颤、癫痫等多种疾病。本文对神经刺激术治疗癫痫的相关研究进行综述。

关键词：难治性癫痫抗癫痫药物神经刺激癫痫病灶运动障碍可调节性药物治疗靶向性

反应性神经刺激治疗药物难治性癫痫的研究进展

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中华神经外科杂志 2022年第4期38卷 416-419页

作者：朱周乐曹鹏张建民浙江大学医学院附属第二医院神经外科杭州310009

药物难治性癫痫是指对多种抗癫痫药物治疗无效的患者。手术是药物难治性癫痫的首选治疗方式。但是,仍有部分患者由于存在较大的神经功能缺损风险或病灶弥散不适合手术。对于这些患者,神经调控技术是一种可选择的治疗方式。既往的神经调... 详细信息

药物难治性癫痫是指对多种抗癫痫药物治疗无效的患者。手术是药物难治性癫痫的首选治疗方式。但是,仍有部分患者由于存在较大的神经功能缺损风险或病灶弥散不适合手术。对于这些患者,神经调控技术是一种可选择的治疗方式。既往的神经调控技术多以开环系统为主。近年来,基于闭环系统的反应性神经刺激逐渐应用于临床,并被证实安全、有效,其具有潜在的临床应用价值。本文对近年来反应性神经刺激治疗药物难治性癫痫的临床研究进展进行综述。

关键词：神经刺激药物难治性癫痫临床研究进展神经功能缺损开环系统神经调控技术抗癫痫药物治疗临床应用价值

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可植入光遗传学神经刺激光极研究

生物医学工程学杂志 2016年第2期33卷 337-342,367页

作者：岳森袁明军张云鹏王玺渊王守岩中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215163 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100049 山东农业大学泰安271018

本文为实现多点神经环路、核团功能的在体调控,研发了可植入光遗传学神经刺激光极。首先,使用了柔性电路板工艺制作光极的基底,将微型发光二极管焊接于基底之上后使用真空气相镀膜技术制作光极的覆盖膜。然后使用光功率计等设备对光极... 详细信息

本文为实现多点神经环路、核团功能的在体调控,研发了可植入光遗传学神经刺激光极。首先,使用了柔性电路板工艺制作光极的基底,将微型发光二极管焊接于基底之上后使用真空气相镀膜技术制作光极的覆盖膜。然后使用光功率计等设备对光极进行性能测试,结合动物实验实现光极的验证。最终制作完成的光极尺寸为500μm×150μm(宽度×基底厚度);将其置于生理盐水14d后仍可正常发光;最大发光功率为9.31mW,有效光照面积达到3.03mm2;在体实验中检测到了光刺激诱发的小鼠皮层响应,并成功调控了小鼠的次级运动皮层。本文研制的光极具有光照面积大、植入方便、可长期植入等特点,为核团功能调控等研究提供了新的光遗传学工具。

关键词：光遗传学神经刺激光极

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神经刺激治疗关节炎

科技纵览 2023年第1期 50-51页

作者： Elie Dolgin 不详

莫尼克·罗布洛克(Monique Robroek)曾患有严重的关节炎,即使采用了最好的药物,她在房间行走也十分艰难。多亏皮下电子植入物,她成功停掉了所有药物,且没有痛苦地生活了近10年时间,直到最近,一种病毒性疾病令她的类风湿性关节炎(RA)再... 详细信息

莫尼克·罗布洛克(Monique Robroek)曾患有严重的关节炎,即使采用了最好的药物,她在房间行走也十分艰难。多亏皮下电子植入物,她成功停掉了所有药物,且没有痛苦地生活了近10年时间,直到最近,一种病毒性疾病令她的类风湿性关节炎(RA)再次发作。

关键词：病毒性疾病神经刺激关节炎布洛克植入物药物

低强度脉冲超声神经刺激系统研制及炎症调控应用研究

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低强度脉冲超声神经刺激系统研制及炎症调控应用研究

作者：常慧贤燕山大学

学位级别：硕士

低强度脉冲超声(Low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)是指强度低于3W/cm并以脉冲形式传递的超声波,具有高分辨率、强穿透性、非侵入性的优点。低强度脉冲超声作为一种新型神经调控技术,具有良好的靶向性和低损伤性。但目前用于神经... 详细信息

低强度脉冲超声(Low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)是指强度低于3W/cm并以脉冲形式传递的超声波,具有高分辨率、强穿透性、非侵入性的优点。低强度脉冲超声作为一种新型神经调控技术,具有良好的靶向性和低损伤性。但目前用于神经调控的超声系统均存在参数调节匮乏、输出能量有限的缺陷,难以满足广泛的低强度脉冲超声实验需求。为了解决该问题,该文研制了一种多参数可调且能量输出范围广泛的低强度脉冲超声神经刺激系统,并通过炎症调控实验对系统性能进行了验证。首先,开发了低强度脉冲超声神经刺激系统,并以此为核心搭建了输出测试平台,测试了系统输出能量及可行性。系统中信号发生模块在FPGA的控制下,基于DDS原理产生数字正弦波,通过配置数模转换芯片调整超声参数,经幅值控制输出原始正弦波形;功率放大模块中经前置放大后,借由功率分配和功率合成技术,基于次级放大模块完成对原始正弦信号的功率放大,最终产生足以驱动超声换能器的超声波。在以上的工作基础上,搭建输出测试平台,对低强度脉冲超声神经刺激系统产生的超声声强及声场进行测试分析。此外,分析了不同参数下超声声强输出差异及准直器和颅骨对超声输出的影响。其次,搭建了超声生物刺激平台并获取了低强度脉冲超声调控外周炎症数据,对其进行了统计分析。设计了两种针对不同程度外周炎症的低强度脉冲超声脾脏调控方法,以小鼠脾脏内炎症因子水平作为观测指标,通过对数据的统计分析验证了低强度脉冲超声神经刺激系统在调控外周炎症方面的性能,分析了低强度脉冲超声通过神经调控改善外周炎症的机理。最后,获取了低强度脉冲超声调控中枢神经炎症数据,并对其进行了统计分析,验证了低强度脉冲超声神经刺激系统在调控中枢炎症方面的性能。设计了一种基于低强度脉冲超声的中枢神经炎症调控方法,以海马组织内炎症因子水平和水迷宫行为学数据作为观测指标,通过统计分析验证了低强度脉冲超声神经刺激系统在改善中枢神经炎症及其诱导的认知功能障碍方面的可行性。

关键词：低强度脉冲超声神经刺激炎症调控输出测试功率合成

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神经电刺激治疗睡眠呼吸暂停的研究进展

现代医药卫生 2023年第5期39卷 847-852页

作者：赵恩琪浦英(综述) 马德东(审校) 山东大学齐鲁医院呼吸与危重症医学科山东济南250012

睡眠呼吸障碍是一种发生在睡眠中的呼吸异常性疾病,涵盖多种类型,其中最常见的类型为阻塞性睡眠呼吸暂停及中枢性睡眠呼吸暂停,传统治疗方法存在一定局限性。近年来,神经电刺激治疗发展迅速,成为睡眠呼吸暂停的新选择,该文拟对神经电刺... 详细信息

睡眠呼吸障碍是一种发生在睡眠中的呼吸异常性疾病,涵盖多种类型,其中最常见的类型为阻塞性睡眠呼吸暂停及中枢性睡眠呼吸暂停,传统治疗方法存在一定局限性。近年来,神经电刺激治疗发展迅速,成为睡眠呼吸暂停的新选择,该文拟对神经电刺激疗法的发展及临床应用进行综述,以期为临床实践提供参考。

关键词：睡眠呼吸暂停神经刺激舌下神经膈神经综述

穿戴式多通道脑电记录结合神经刺激系统的研发和应用

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穿戴式多通道脑电记录结合神经刺激系统的研发和应用

作者：罗余中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

神经调控是指借助光、电、磁、声等手段,对神经元活动进行干预的技术,在解析大脑神经环路、治疗大脑神经疾病以及神经康复等领域具有重要的研究和应用价值。目前,主流神经调控技术包括:深部脑刺激、经颅电刺激、经颅磁刺激、光遗传刺激... 详细信息

神经调控是指借助光、电、磁、声等手段,对神经元活动进行干预的技术,在解析大脑神经环路、治疗大脑神经疾病以及神经康复等领域具有重要的研究和应用价值。目前,主流神经调控技术包括:深部脑刺激、经颅电刺激、经颅磁刺激、光遗传刺激、超声神经调控等,而近年来发展的一种称为时间干涉（temporal interference,TI）刺激的新型无创神经电刺激技术,原理是两组互不干扰的高频交流电共同作用于大脑,在大脑深部形成一个慢波包络刺激脉冲对神经元干预,相比于传统经颅电刺激技术,该技术有可能实现更加聚焦的大脑无创深度神经调控,针对未来个性化、穿戴式无创神经调控类医疗电子的应用场景,具有很大的研究和医疗应用价值。但目前尚无针对该技术实现的微型化、集成度高,同时兼具大脑神经活动记录的闭环神经调控的系统解决方案。要实现基于时间干涉刺激同时结合大脑神经活动记录的闭环神经调控系统,不仅要实现闭环控制,还要集成两个功能:（1）基于多通道电刺激的神经调控;（2）通过记录大脑神经活动,达到神经状态反馈的目的。采集脑电图（electroencephalogram,EEG）是获取大脑状态的常用方式之一,技术成熟,被广泛运用于临床大脑疾病诊断,并且实现简单,精准度高。因此,本课题了设计一套穿戴式多通道脑电记录结合神经刺激系统,主要研究内容包括:（1）提出了基于数字频率合成的无创深部脑刺激技术:以数字频率合成为核心输出高频交流信号,经过差分放大抑制共模噪声,低通滤波减小高频噪声,反相电流驱动平衡电荷,实现无创深部脑刺激设备的微型化,可以进一步扩大无创深部脑刺激的在科研、医疗领域的运用。同时也能实现对两个脑区的经颅交流电刺激,以不同脑区的频率耦合的方式提高大脑神经调控的效率。（2）提出了多通道脑电记录结合神经刺激技术:融合了多通道脑电记录以及神经刺激,通过以无创的方式记录多通道脑电数据,分析后获取大脑多个脑区的神经活动状态,同时也能以无创的方式对多个脑区施加神经刺激,解决了传统开环神经调控技术的盲目性,实现实时性好、精准度高的神经刺激。（3）实现了可穿戴式多通道脑电记录结合神经刺激系统:包括硬件、嵌入式软件、上位机软件,系统硬件的设计采取模块化设计,分为控制模块、脑电采集模块、电刺激模块、无线通信模块、电源管理模块,以嵌入式微控制器STM32为核心,使用前端放大器ADS1299采集多通道脑电,信号发生器输出多通道交流信号,同时使用无线数据通信,并且通过功耗控制、电路集成等技术实现了系统的可穿戴性,最后的系统体积为5.7cm*4cm;系统的嵌入式软件基于微控制器STM32编写,完成电刺激、脑电采集、功耗控制等功能;系统的上位机软件完成与硬件的功能交互,该软件使用分层结构设计,使用visual studio 2015上的WPF（Windows Presentation Foundation）框架实现软件的交互层,使用C#语言实现软件的逻辑层。该系统不仅弥补了目前无创深脑刺激技术的不足,实现了无创深脑刺激技术的微型化,也实现了闭环、个性化神经调控的前提。在完成系统研发后,本文对系统实现的功能进行初步验证,包括多通道脑电数据采集以及多通道电刺激,在人体上进行了脑电采集相关实验,验证了脑电采集功能的完成;在纯电阻电路、水溶液环境以及小鼠实验中分步进行电刺激相关测试,验证了电刺激功能的完成,最后通过真实人脑MRI（Magnetic Resonance Imaging）数据建立进行仿真模型系统,完成了TI仿真实验,为日后的真实人脑头模型的实验提供了基础,为未来的大脑疾病诊疗提供一个安全可靠、成本低廉、效果优良的技术方案。

关键词：神经刺激多通道脑电采集时间干涉刺激

基于传输线变压器的低强度超声神经刺激系统研制

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基于传输线变压器的低强度超声神经刺激系统研制

作者：杨姿蒴燕山大学

学位级别：硕士

近些年来超声神经刺激技术作为一种新型的脑刺激技术可以安全地对大脑进行神经调控从而改善神经疾病症状,对提高生命质量改善生活幸福指数具有重要的意义。而在进行超声神经刺激研究时专用于超声领域神经调控的多参数可调且输出功率稳... 详细信息

近些年来超声神经刺激技术作为一种新型的脑刺激技术可以安全地对大脑进行神经调控从而改善神经疾病症状,对提高生命质量改善生活幸福指数具有重要的意义。而在进行超声神经刺激研究时专用于超声领域神经调控的多参数可调且输出功率稳定的超声神经刺激设备的缺乏成为目前需要解决的一个问题。为克服这一问题,该文设计开发了一套基于传输线变压器的可调参数多且输出功率稳定的便携式低强度超声神经刺激系统。首先,设计了超声神经刺激系统信号发生模块。利用现场可编程逻辑门阵列对相位累加器与相幅转换器进行配置,构建了直接数字频率合成模块产生数字信号,通过数模转换与低通滤波将数字信号转化为模拟正弦信号,并通过配置实现了脉冲参数的调节。为满足超声换能器对驱动电压的要求,设计了放大电路和电调衰减器电路并通过处理器实现对电调衰减器的控制。为实现PC端、两个处理器之间的通信,设计了主从式控制方式及通信协议。其次,设计了超声神经刺激系统功率放大模块。为实现足够的增益与输出功率,设计了驱动放大电路与功率输出级电路,利用两个放大电路级联放大产生足够的功率以驱动超声换能器,对两个模块的阻抗进行匹配设计。为使超声刺激领域的高低频兼容时有稳定的功率输出,利用传输线变压器设计了输出阻抗匹配网络,对变压器磁芯的材料及尺寸进行了确定,计算了变压器的阻抗、匝数与线长。使用仿真软件对设计的模块参数进行了仿真以验证参数的合理性。最后,研制了超声神经刺激系统并对其进行了测试。为验证超声刺激的输出波形,通过示波器对系统发出的波形进行了测试;为验证系统是否有足够的输出功率及稳定性,使用频谱仪与矢量网络分析仪对输出功率等参数进行了测试;为验证系统在超声领域的实用性与可靠性,搭建了超声生物刺激平台对声强进行了测量,验证声强是否在低强度超声范围内,对小鼠海马区进行刺激记录实验数据并进行分析。

关键词：神经刺激低强度脉冲超声传输线变压器直接数字频率合成

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口干燥症的神经电刺激治疗

口腔疾病防治 2022年第12期30卷 907-912页

作者：许克惠陈莉刁晓鸥田敏魏娇牛丽娜焦凯军事口腔医学国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心陕西省口腔医学重点实验室第四军医大学口腔医院修复科陕西西安710032 军事口腔医学国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心陕西省口腔疾病临床医学研究中心第四军医大学口腔医院黏膜科陕西西安710032

口干燥症相关生活质量受损的患者需要长期治疗,神经刺激器通过电刺激相关分泌神经促进唾液分泌,具备提供天然唾液和对口干燥症患者长期管理的优势。多项临床试验初步证明了神经电刺激治疗口干燥症的疗效,然而,电刺激治疗至今未成为口干... 详细信息

口干燥症相关生活质量受损的患者需要长期治疗,神经刺激器通过电刺激相关分泌神经促进唾液分泌,具备提供天然唾液和对口干燥症患者长期管理的优势。多项临床试验初步证明了神经电刺激治疗口干燥症的疗效,然而,电刺激治疗至今未成为口干燥症的主流治疗方式,仍需要进行大规模的前瞻性随机对照临床试验以证实其长期有效性及安全性。另外,神经刺激器的设计对于临床推广具有重要意义。口外神经刺激器及第一代口内神经刺激器由于体积庞大,治疗不便,阻碍了临床的应用推广;第二代及第三代口内神经刺激器装置小巧,使用便捷,具有巨大应用前景。治疗口干燥症的神经刺激器的研发主要集中在欧美国家,国内研究甚少,亟需掌握神经刺激器研发的核心技术。小型化、高效供电、数据回馈以及封装方面的创新将是唾液电刺激设备未来研发的关键问题。本文对口干燥症的神经电刺激治疗方式及其研究进展进行综述,以期为我国基于口干燥症患者治疗的神经刺激器研发、临床转化应用及相关基础研究提供参考。

关键词：口干燥症神经电刺激治疗唾液腺功能异常神经电刺激仪神经刺激唾液缺乏唾液分泌不足唾液腺功能减退