低强度聚焦超声脉冲 (LIFUP) 调节疼痛

LIFUP 在放置在头皮上的帽子中使用单个大凹面或多个超声换能器，以产生高频 (100Hz) 超声处理，每次 30 秒，产生 10 列脉冲。 与不断传输超声波并“聆听”回声以形成图像的传统诊断超声不同，LIFUP 以数据包或脉冲的形式传送超声波。 由于尚不清楚的原因，脉冲超声波会导致神经元去极化和放电。 骨骼通常会阻挡超声波。 然而，巧妙的是，人们可以从多个来源传送超声波，并将头骨用作透镜，以实际塑造和聚焦大脑更深处的会聚光束。

因此，LIFUP 的临床使用使用刺激前进行的 MRI 扫描来定位和计算多个超声脉动将如何会聚在大脑中的某个位置（考虑到来自颅骨的光束的骨分散）。 由于像诊断超声中的小型换能器不能单独引起神经元放电，因此使用 LIFUP 神经元放电可以集中在两个深度（帽下 2-12 厘米；相比之下，传统 TMS 可以刺激 1-3.4cm2 深 (9, 10)）和焦点（直径小至 0.5 毫米，大至 1000 毫米；标准的市售 70 毫米 8 字形 TMS 线圈的设施大约为 50 毫米 2；(9, 10)）。 有趣的是，LIFUP 携带频率的脉冲宽度 (0.5ms) 与所有其他脉冲神经调节疗法中使用的脉冲宽度惊人地相似（DBS：0.6ms，ECT：0.5ms；TMS：0.2ms；VNS：0.5ms），表明这个时间框架在机制上是有意义的。 这是超越个体方法的大脑刺激共同背景科学的一个很好的例子。

研究人员已经检查了 LIFUP 在临床前和临床环境中的作用，证实了其安全刺激神经组织的能力 (11-14)，提出了其功效的细胞机制 (13-19)，并且现在将 LIFUP 用于人类患者 (20)。 蒙蒂等。 (2016) 描述了一个案例研究，其中他们使用 LIFUP 刺激昏迷患者的丘脑。(20)。 两项 LIFUP 前评估将患者评为最低意识状态 (MCS)。 超声处理后，患者在第二天恢复了运动和口部运动功能，通过点头和摇头达到了完全的语言理解和交流。 LIFUP 后五天，患者尝试行走。 虽然这项研究既不是盲法也不是假对照，但治疗性 LIFUP 在人类患者中的首次应用令人鼓舞，我们期待 LIFUP 的更多治疗应用和潜在的临床试验。 如果 LIFUP 继续显示出临床潜力，它有可能在不需要手术的情况下取代 DBS 的作用。 LIFUP 在临床应用中取代 DBS 的主要障碍是，总的来说，DBS 的使用方式是插入设备并不断打开，而不是试图从根本上改变电路动力学或行为，以便您可以移除设备。 显然，患者不能永久佩戴 LIFUP 头盔。 然而，如果我们学会了如何在不消融的情况下以永久改变电路行为（LTD 或 LTP）的方式进行刺激，我们就可以替代 LIFUP 的几个疗程来训练和重新连接大脑，而不是永久植入硬件。 LIFUP 肯定可以无创地刺激深度和焦点，因此可能是大脑刺激领域的关键下一步。

有关要研究的干预措施的信息。 我们将使用 Brainsonix 低强度聚焦超声脉动设备。 （BX 脉冲星 1001）。 请参阅制造商说明（技术摘要）以及有关设备本身实际安全性的附录。