便攜式經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、經(jīng)顱超聲刺激(Transcranial Ultrasound Stimulation，TUS)技術(shù)是新近發(fā)展起來的一種大腦功能刺激技術(shù)，該技術(shù)中，超聲能量透過完整的顱骨傳遞到腦神經(jīng)組織進行刺激，能無創(chuàng)地調(diào)制大腦的神經(jīng)活動。與傳統(tǒng)的腦刺激技術(shù)如經(jīng)顱磁刺激、經(jīng)顱直流電刺激相比，經(jīng)顱超聲刺激具有空間分辨率高、無損傷性、高穿透性的優(yōu)點，并且它與功能性磁共振成像技術(shù)兼容性良好，為TUS的精確定位和神經(jīng)生理研究提供了良好的條件。作為一種新興的腦刺激

2、技術(shù)，經(jīng)顱超聲刺激對于神經(jīng)的調(diào)節(jié)已被證實具有興奮與抑制兩種效果，而且研究結(jié)果表明，神經(jīng)組織的激發(fā)和抑制都不會損傷經(jīng)顱超聲刺激的組織?？梢灶A(yù)見，利用超聲刺激，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中很多令人頭痛的神經(jīng)疾病的治療將會迎來新的突破口。
　　雖然越來越多的科學(xué)家研究經(jīng)顱超聲刺激，但是目前，該類研究還處于基礎(chǔ)實驗階段，除了少數(shù)實驗應(yīng)用在人腦上，大部分實驗?zāi)壳皯?yīng)用在動物身上，科學(xué)家們搭建實驗平臺，將超聲作用于動物大腦并通過后期分析動物腦電(Electroe

3、ncephalography，EEG)、肌電(Electromyography，EMG)等生物電信號來研究經(jīng)顱超聲刺激對腦神經(jīng)的影響。目前市場上的低強度超聲治療設(shè)備功能單一、參數(shù)固定、不能滿足實驗研究和臨床治療中多參數(shù)可調(diào)節(jié)的要求，所以為了實現(xiàn)各個的參數(shù)調(diào)節(jié)，專門用于動物實驗的經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)都是通過搭建實驗平臺實現(xiàn)的，該平臺包括函數(shù)發(fā)生器、功率放大器、示波器等設(shè)備，實驗平臺設(shè)備體積龐大、成本高并且不具有便攜性。
　　為克服已有技

4、術(shù)的上述不足和缺陷，并為經(jīng)顱超聲刺激技術(shù)的研究提供一整套專門的實驗設(shè)備，從而分析經(jīng)顱超聲刺激技術(shù)對于腦疾病的治療的作用。本課題設(shè)計了一套便攜式經(jīng)顱超聲刺激系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括超聲換能器激勵電路和超聲回波接收電路，超聲換能器激勵電路能夠激勵不同中心頻率的超聲換能器，使其發(fā)射超聲波，此電路可調(diào)參數(shù)包括：電壓峰峰值VP-P、基波頻率F、脈沖重復(fù)頻率PRF和脈沖占空比D。同時，超聲回波接收電路接收超聲回波信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號