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我国团队成功研制全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备
中国科学院自动化研究所网站3月25日消息，近日，中国科学院自动化研究所脑网络组与脑机接口北京市重点实验室研制全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS），相关成果已发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
可穿戴rTMS设备的成功研制是精神疾病治疗领域（抑郁症、脑卒中、成瘾等）的一项重大突破，它将为患者带来更便捷、更有效的治疗选择，实现家庭、社区治疗，同时也为脑科学研究提供了新的工具。
团队突破了轻量级磁芯线圈设计和高功率密度高压脉冲驱动技术两大难题。轻量级磁芯线圈设计将TMS的单脉冲的能量损耗降至传统商用rTMS设备的1/10以下，最大功率由10 kW降至800 W，同时刺激强度和线圈重量维持不变；高功率密度高压脉冲驱动技术将驱动器的功率密度提高至传统商用rTMS设备的10倍以上，将主机的重量由55kg降至3公斤，并由电池供电，实现全场景的可穿戴应用。
在人体试验中，该设备成功诱发了手部和腿部的运动诱发电位（MEP），首次在自由行走过程中实现了rTMS神经调控，揭示了中枢神经系统和不同肢体肌肉活动之间的动态相互作用。
可穿戴rTMS设备在临床和科研中具有巨大的应用潜力。一方面，它为抑郁症等神经精神疾病的治疗提供了全新场景的解决方案，实现患者随时、随地、随身的使用，显著扩大受众群体，降低就医成本并提高治疗依从性。另一方面，该设备为研究自然场景下脑功能的动态变化提供了全新工具，有助于因果地验证自由运动过程中不同脑区的功能。此外，可穿戴的rTMS设备未来可与脑电、近红外等非侵入式脑信号检测技术结合，让闭环脑机接口从实验室走向真实场景的大规模应用成为可能。
该论文的共同第一作者为脑网络组与脑机接口北京市重点实验室的戚自辉副研究员和刘浩高级工程师，蒋田仔研究员为通讯作者。论文的主要合作者包括左年明研究员、宋明研究员、樊令仲研究员、杨正宜副研究员、金芳助理研究员以及王一航、卢雪峰工程师等。该研究得到了国家科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目和国家自然科学基金等项目的资助。
- 责任编辑: 张荃
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