【解码脑机】128阵元破局：依瑞德如何构建经颅聚焦超声精准神经调控新格局

经颅聚焦超声刺激（TUS）以毫米级精度和10cm以上穿透深度，突破了传统无创神经调控技术的物理天花板，同时规避了有创开颅手术的高风险，首次使"无创、精准、深部"三者兼得。

TUS临床应用全景：

从神经退行到精神疾病的循证进展

近年来，TUS在多个疾病领域完成了从动物实验到临床概念验证的关键跨越，其中神经退行性疾病的研究最为深入[1]。

帕金森病（PD）是TUS深部靶向的标杆性适应症。Darmani等[2]在 Nature Communications 发表的研究发现θ节律爆发TUS可增加苍白球内段（GPi）θ节律功率，10 Hz TUS可增强β节律功率，效应持续长达40分钟。同年，Sarica等[3]在 Science Translational Medicine 进一步以局部场电位引导TUS调控PD运动网络，初步建立了"电生理导航-TUS干预"的闭环范式。

韩国Jeong H等[4]对10例阿尔茨海默病患者左侧DLPFC进行6次低强度聚焦超声神经调控，发现记忆力表现和脑功能连接均有显著改善，无不良事件。

疼痛管理方面，Clarke等[5]在Nature Communications 报道了对健康被试者背侧前扣带皮层进行多焦点TUS可产生延迟镇痛效应，改变疼痛的感觉编码，提示TUS可以精准调控dACC并产生功能性镇痛效应。

在精神疾病领域，TUS在临床概念验证研究已涉及抑郁症、焦虑症、精神分裂症和物质使用障碍等 [6]。同时，临床前及早期临床研究还探索了TUS在脑卒中、癫痫、肌张力障碍、强迫症、睡眠障碍及耳鸣等疾病中的应用[1,6]。一项系统综述[1]纳入大量人与动物研究，证实低强度TUS具有良好的安全性与初步有效性。

从循证到临床应用落地的技术突破

TUS已在PD、AD、慢性疼痛等多个领域积累了从电生理机制到临床终点的多层级证据链。然而，从"有效"到"精准有效"，需要硬件平台的代际跃升来支撑——这正是TUS换能器与导航系统进化的核心使命。

换能器是TUS系统最前端的核心部件，负责将电能转换为超声机械能并聚焦于靶区。其性能直接决定了聚焦精度、穿透深度和治疗安全性。换能器技术类型和特点如下：

表1 超声换能器各种技术对比

依瑞德集团2025年开发出基于128阵元相控阵技术（面阵）且搭载导航的经颅聚焦超声刺激系统，可以为神经精神疾病的治疗研究提供新手段。

依瑞德经颅聚焦超声刺激系统

128阵元相控阵的核心突破

依瑞德128阵元高密度全矩阵相控阵在k-Wave声场仿真平台上展现了三个关键性能指标：

① 焦点稳定性 —— 全调焦范围（40–110 mm）内-6 dB焦域形状和尺寸几乎不变，轴向波动<10mm，横向变化<2mm，确保能量高度集中于主焦点。

② 毫米级定位偏差 —— 焦点实际位置与预设靶点偏差严格控制在5 mm以内，90mm深度内偏差<2mm。这正是前述Darmani等研究[2]中安全可靠地刺激丘脑底核、杏仁核、海马等微小核团的前提。

③ 三维电子偏转——在70mm深度可实现0°–10°偏转范围，全程无副焦点产生，声能量高度集中于主焦点。这使多焦点镇痛模式成为可能——无需物理移动换能器即可实现多靶点快速切换，为"点状干预"走向"环路调控"提供了硬件基础。

从聚焦到精准导航：闭环靶向的最后一块拼图

相控阵解决了"焦点的精度"，但"焦点落在哪里"仍需空间定位系统的保障。依瑞德经颅聚焦超声刺激系统搭载导航系统，通过高精度红外光学追踪，实时建立患者头部与换能器的空间配准，将个体化影像（MRI/CT）中规划的靶点坐标映射到实际治疗空间。

依瑞德经颅聚焦超声刺激系统的核心价值在于：

① 个体化解剖差异补偿——基于患者真实颅骨几何与声学参数进行相位校正，弥补颅骨衰减造成的焦点偏移。

② 实时位置监控——治疗中持续追踪头部微动，确保焦点始终锁定预设靶区。

③ 多靶点序贯调控——结合电子偏转快速切换能力，在同一治疗周期内覆盖前额叶-扣带回-杏仁核等功能环路中的多个节点。

从工程角度看，"相控阵+导航"构建了"规划—定位—聚焦—监控"的完整闭环，标志着TUS从实验室验证阶段迈入了临床可及的新纪元。

撰文：吴玉莲

审核：尧利书、张帆

编辑：马睿琦

参考文献：

[1] Qin PP, Jin M, Xia AW, et al. The effectiveness and safety of low-intensity transcranial ultrasound stimulation: A systematic review of human and animal studies[J]. Neuroscience & Biobehavioral Reviews , 2024: 105501.

[2] Darmani G, et al. Individualized non-invasive deep brain stimulation of the basal ganglia using transcranial ultrasound stimulation[J]. Nature Communications, 2025, 16: 2693.

[3] Sarica C, Darmani G, Ramezanpour H, et al. Transcranial ultrasound stimulation of motor networks in Parkinson’s disease informed by local field potential dynamics[J]. Science Translational Medicine, 2026.

[4] Jeong H, Kim D, Kim BS, et al. Repeated neuromodulation with low-intensity focused ultrasound in patients with Alzheimer's disease[J]. Journal of Alzheimer's Disease, 2025, 105(3): 955-965.

[5] Clarke S, et al. Multi-focal ultrasound neuromodulation to the dorsal anterior cingulate cortex disrupts behavioural and neural pain processing[J]. Nature Communications, 2026.

[6] Attali D, Daniel M, Plaze M, Aubry JF. Strengths and weaknesses of transcranial ultrasound stimulation and its promise in psychiatry: an overview of the technology and a systematic review of the clinical applications[J]. Int J Hyperthermia. 2025 Dec;42(1):2539986.

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