26.01.2021•

可穿戴超声:脑梗死的非手术治疗

一种轻型可穿戴无线超声脑刺激器用于脑卒中康复的临床前疗效验证为应用于日常生活的可穿戴超声刺激技术的发展奠定基础。

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使用所开发的无线穿戴式脑刺激系统的动物模型照片。
资料来源:韩国科学技术研究院(KIST)

脑梗死,俗称缺血性中风,死亡率高,因缺氧对大脑神经细胞造成严重损害,限制身体活动。包括物理疗法和脑刺激技术在内的几种技术正在开发和测试,以恢复因中风而受损的脑神经细胞。特别是,低强度聚焦超声它可以在指定位置精确地传递机械能,刺激或抑制神经细胞,而且不需要手术就能穿透颅骨,因此有望成为治疗中风等神经疾病的有效手段。

韩国科学技术研究院(KIST)表示,以金亨民博士为团长的仿生学中心研究组开发出了无线电波康复脑卒中后神经系统损伤的治疗技术可穿戴,无线低强度聚焦超声脑刺激器。此外,为了验证其有效性,将该脑刺激器应用于脑卒中动物模型。

研究小组在2018年开发出了在小脑核心植入低强度聚焦超声,以恢复因偏瘫而恶化的运动功能的治疗方法。他们证明,中风后应用于小脑核心的低强度聚焦超声与大脑中的波的变化密切相关。

为了有效地利用这项技术在各种环境中康复中风患者,超声设备应该易于在日常生活中使用。但现有的脑刺激器笨重、固定,仅适用于麻醉或约束动物的实验,难以商业化。

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与健康大鼠相比,sham和tFUS治疗的中风模型大鼠的代表性轨迹(底部一行)。
资料来源:韩国科学技术研究院(KIST)

KIST研究小组以此前的研究成果为基础,开发出了重量约为20克的可穿戴式、可无线控制的轻型脑刺激器。此外,他们在用该设备评估大鼠中风模型的运动能力后验证了康复效果。在大鼠脑卒中模型中,以约426 kPa的压力对控制运动功能的脑区施加超声,3天后运动功能较未施加超声的大鼠明显改善;经过7天的康复治疗,运动功能恢复到与正常大鼠相似的水平。

金博士研究组开发的大脑刺激器重量轻,而且是无线操作的,可以通过超声波刺激控制运动功能的大脑部位,从而恢复因中风而受损的神经系统,不限制身体的运动。从研究中得到的结果有望很快有助于a可穿戴式超声临床层面的脑刺激技术。

KIST的金亨民(音)博士表示:“最近,可穿戴式脑刺激技术正在迅速发展,此次研究的意义在于验证可穿戴式超声波设备的非侵入性神经康复治疗的可能性。”他补充说:“为了确保治疗的安全性和有效性,需要进一步研究,通过确定超声神经调节的分子和细胞机制来优化刺激方案。”

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