[发明专利]基于多模成像的超声调控神经组织的装置及方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于多模成像的超声调控神经组织的装置及方法。其中，所述装置包括：多模成像导引、超声发射电路、超声探头和人机交互界面；所述多模成像导引，与所述超声探头连接，用于定位神经组织的位置；所述超声发射电路，与所述超声探头连接，用于产生超声波；所述超声探头，与所述超声发射电路连接，用于发送超声波，以调控所述神经组织；所述人机交互界面，与所述超声发射电路连接，用于设置相关参数。本发明实施例提供的基于多模成像的超声调控神经组织的装置及方法，通过将多模成像导引、超声发射电路、超声探头和人机交互界面结合起来，可以在无创的前提下以较高分辨率，对不同深度的神经组织进行调控。

技术领域

本发明实施例涉及超声神经调控技术领域，尤其涉及一种基于多模成像的超声调控神经组织的装置及方法。

背景技术

神经调控技术是利用导入神经回路内电、磁、光、声等物理刺激作用或药物化学反应来改变神经系统功能活性，进而改善神经疾病症状、提高生命质量的生物医学工程技术。目前常用的物理因子神经调控手段有深部脑刺激(deep brain stimulation，DBS)、经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation，tDCS)、重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)和光遗传学(optogenetics)或光控基因技术等.DBS需利用立体定向技术向病灶所在深部脑区植入刺激电极，通过引入适当强度的脉冲电场刺激该脑区神经组织、激发细胞电活动以实现神经系统生理功能活性的调控。DBS具靶向性高、可调节性和时间及空间分辨率好等优点，但DBS必须借助较复杂手术植入脑皮层深部电极，难避伤口感染或免疫反应危险。tDCS和rTMS皆为非侵害性脑内物理刺激手段，分别利用电与磁的物理因子作用调节大脑皮层神经元活性，但是在聚焦范围和穿透深度方面则相对局限。通常情况下，rTMS的空间分辨率在0.5～1cm，刺激深度局限于大脑皮质下2～3cm.而tDCS的空间分辨率相比于rTMS则更差.前述因素使得电与磁治疗深层脑区神经疾病(癫痫、帕金森)疗效受到极大限制.光控基因技术通过基因工程方法使受体神经元产生光敏蛋白而起到治疗作用，但也须手术植入光纤才能引进敏感光束使受体神经元兴奋，难免手术侵害以致临床应用受限.综上考虑，找到一种可以同时实现无创、空间分辨率较精确，以及调控深度神经组织的方法，就成为业界广泛关注的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种基于多模成像的超声调控神经组织的装置及方法。

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于多模成像的超声调控神经组织的装置，包括：

多模成像导引、超声发射电路、超声探头和人机交互界面；

所述多模成像导引，与所述超声探头连接，用于定位神经组织的位置；所述超声发射电路，与所述超声探头连接，用于产生超声波；所述超声探头，与所述超声发射电路连接，用于发送超声波，以调控所述神经组织；所述人机交互界面，与所述超声发射电路连接，用于设置相关参数。

进一步地，所述多模成像导引，包括：CT或MRI的多模成像导引；其中，所述MRI为核磁共振。

进一步地，所述超声探头的阵列间距，小于所述超声发射电路产生的超声波的半波长。

进一步地，所述的基于多模成像的超声调控神经组织的装置，还包括：3D打印外壳，所述3D打印外壳内嵌所述超声探头，且根据目标生物组织外形，实时打印而成。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种基于多模成像的超声调控神经组织的方法，所述方法由第一方面中基于多模成像的超声调控神经组织的装置实现，具体包括：多模成像导引对神经组织进行导引定位，针对定位后的神经组织，采用人机交互界面设定超声发射电路的相关参数；将超声探头置于定位后的神经组织处，实现对所述定位后的神经组织的超声调控。