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特发性震颤ET系列之经皮传入模式刺激TAPS

回映开物 2025-07-25 20:04 次阅读
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特发性震颤机理与路径:

核心机制:特发性震颤源于大脑特定网络(皮质-脑桥-小脑-丘脑-皮质环,即中枢震颤网络)内的病理性振荡活动。

关键节点:丘脑腹中间核(VIM)是该网络中的关键枢纽,负责调节从小脑到大脑皮层(运动和感觉皮层)的信息流。当小脑对VIM的正常输入减弱或异常时,会导致VIM及下游皮质-丘脑区域产生病理性振荡。

振荡频率:这些病理性振荡频率通常在4-12 Hz范围内,表现为上肢(尤其是手部)的动作性震颤(在自主运动时出现)。

相关通路:图1还提到了Guillain-Mollaret三角(齿状核->红核->下橄榄核->齿状核),这是一个与小脑功能相关的三角通路,也可能参与震颤的病理生理过程,但VIM是主要的治疗靶点。


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图1.特发性震颤病理生理学通路

具体表现(图2):

姿势性/动作性震颤:上肢近端显著,持物或指向目标时加重("意向性震颤")。

酒精敏感性:乙醇增强小脑GABA能抑制,暂时减轻震颤。

非运动症状:轻微执行功能下降(前额叶-小脑环路受累),如语义流畅性降低

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图2.特发性震颤具体表现

HUIYING

传统特发性震颤ET解决路径:

脑深部电刺激DBS

侵入性:DBS需要外科手术在丘脑VIM核内植入电极,并在胸壁皮下植入脉冲发生器(刺激器)(图3示意了电极植入VIM)。

作用方式:植入的电极向VIM核传递高频电刺激(HFS, >100 Hz)。

核心机制:DBS被认为是通过其高频电活动“覆盖” (override)或“干扰” (disrupt) VIM核的病理性低频振荡(4-12 Hz),从而中断或压制这些异常放电。

效果:这恢复了信息通过VIM核到大脑皮质的正常流动,从而显著减轻震颤。

持续性与局限性:DBS需要持续刺激才能维持效果(关闭后震颤迅速复发)。传统方法是连续刺激,新兴研究探索使用特定模式的爆发式刺激可能提供更持久的缓解。


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图3脑深部刺激DBS特发性震颤解决路径

HUIYING

新型特发性震颤解决路径

经皮传入模式化刺激TAPS:

非侵入性:TAPS通过腕戴设备进行,设备上的电极贴附在手腕皮肤表面。

作用靶点:刺激外周神经(主要是正中神经和桡神经)。

核心机制(两步):

感知与校准:设备首先检测手腕的震颤频率(图4)。研究证实(图4标注),这个外周震颤频率与VIM核的病理性振荡(爆发)频率高度相关。

模式化刺激:设备根据检测到的患者特异性震颤频率,生成并施加精确调谐的、与该频率“异相” (out-of-phase)的电刺激模式(经皮刺激正中神经和桡神经)。

关键参数

参数

设定值

作用

刺激波形

电荷平衡双相脉冲(Biphasic

减少组织损伤,提升安全性

脉宽

300 μs/相,相位间隔50 μs

优化神经激活效率

载波频率

150 Hz

高频增强神经传入

交替频率

患者个体化震颤频率(4–12 Hz)

同步病理振荡,最大化干扰效果(Figure 1B)

刺激强度

递增至感觉异常(无肌肉收缩)

舒适耐受下最大化疗效(Page 3)

单次时长

40分钟

基于既往研究确定的最佳时长(Page 3)

信号传导:被刺激的正中神经和桡神经的动作电位像“导线”一样(图4),将信号逆向传入中枢神经系统,最终到达目标区域——丘脑VIM核。

中枢作用:这种传入的、精确调谐的异相信号,旨在干扰并中断(interrupt) VIM核正在发生的病理性振荡活动,使其失同步(dephase)。

效果:结果是震颤减轻。

独特优势(机制体现):

治疗后持续缓解:与需要持续刺激的DBS不同,TAPS刺激停止后,震颤缓解效果还能持续一段时间(研究中平均约94分钟)。这表明TAPS可能短暂地改变了神经回路的动态或抑制了振荡源。

累积效应与神经可塑性:长期每日两次使用TAPS后,观察到基线震颤(未刺激时)的累积性减轻。PET研究(图5)显示震颤网络基线代谢发生变化,并与临床改善相关(r=0.7)。这提示重复TAPS治疗可能诱导了神经可塑性或神经重塑,带来更持久的改善,为慢性预防性治疗提供了可能。


HUIYING

TAPS系统概述与刺激参数设计

1.系统组成

非侵入性电刺激:通过手腕处3个水凝胶电极靶向刺激 正中神经与桡神经浅支(图6A),采用双相电荷平衡脉冲(300μs/相位,相位间隔50μs)。


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图6电极位置(A)、刺激波形(B)、评估时间轴(C)


刺激模式:

基础频率:150 Hz的高频脉冲(增强神经纤维募集)。

交替模式:以患者个体化震颤频率(4–12 Hz)交替刺激两条神经(图6B)。

强度调节:逐级增加电流0.25 mA步进),直至患者报告感觉异常(无肌肉收缩的最大舒适强度)。


2.参数设计原理

频率匹配:交替刺激频率与患者震颤频率一致,旨在干扰病理振荡的同步化(类似DBS的“节律扰乱”机制)。

感觉传入优先:刺激强度控制在感觉阈值(非运动阈值),通过传入神经激活中枢网络(如VIM),诱导突触可塑性(Popovych & Tass, 2014)。

40分钟疗程:基于前期研究证实该时长可急性改善震颤(Lin et al., 2018)。


HUIYING

临床研究

1.研究方法

受试者:15例ET患者(平均72.2岁,60%男性),基线震颤中度(FTM-CRS评分1.6–2.2)。

评估方案(图6C):

时间点:基线期、刺激中、刺激后0/30/60分钟。

任务:姿势保持、画螺旋、指鼻测试、倒水(FTM-CRS标准任务)。

指标:

临床评分:专家盲法评估FTM-CRS震颤严重度(0–4分)。

客观指标:腕戴加速度计测量震颤功率(4–12 Hz频段功率谱密度)。

疗效定义:刺激后0/30/60分钟震颤指标均优于基线视为"持续60分钟获益"。


2.关键结果

(1)临床评分改善(图7

•平均FTM-CRS评分:刺激后60分钟内持续改善(峰改善0.70分,30分钟时最显著)。

•80%患者(12/15) 震颤减轻持续≥60分钟(p = 4.6e⁻⁹)。


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图7平均FTM-CRS评分在刺激后60分钟内持续改善


(2)加速度计震颤功率(图8

•姿势保持任务改善最显著:

中位震颤功率降低5.9倍(83%),73%患者(11/15)疗效持续≥60分钟(p = 9.8e⁻⁸)。

•其他任务改善:

任务中位改善倍数功率降低持续获益比例
画螺旋2.4倍57%73% (11/15)
指鼻测试1.6倍38%73% (11/15)
倒水2.5倍59%71% (10/14)


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图8姿势保持任务震颤功率改善最显著(5.9倍),各任务疗效持续≥60分钟

(3)主客观指标相关性(图9)

加速度计震颤功率与临床评分显著相关(Spearman相关系数):

•姿势保持(r = 0.76, p < 0.001

•画螺旋(r = 0.76, p < 0.001

•指鼻测试(r = 0.53, p < 0.001

•倒水(r = 0.33, p = 0.0048

意义:验证了加速度计作为居家震颤监测工具的可靠性。


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图9震颤功率与临床评分显著正相关(姿势保持r=0.76),灰色带=95%置信区间

(4)安全性

零不良事件:所有患者耐受良好,无不适报告。


总结:

病理基础:特发性震颤源于皮质-脑桥-小脑-丘脑-皮质环(特别是丘脑VIM核)的病理性振荡活动。

DBS:侵入性疗法。通过手术植入电极至VIM核,施加高频电刺激直接覆盖/干扰病理性振荡,需持续刺激维持效果。

TAPS:非侵入性疗法。通过腕戴设备刺激外周神经(正中神经、桡神经)。设备感知手腕震颤频率(反映VIM振荡频率),施加精确调谐的异相模式化刺激。刺激信号传入中枢中断VIM的振荡。其独特优势在于刺激停止后仍有持续缓解时间,且长期使用可能通过神经可塑性带来基线震颤的累积改善。

意义:TAPS为特发性震颤患者提供了一种介于药物(副作用)和手术(风险)之间的、新的、有效的非侵入性治疗选择,尤其对不适合手术或药物治疗效果不佳的患者具有重要意义。其诱导神经可塑性的潜力是未来研究的重要方向。


HUIYING

回映产品

产品1:手持式经皮脊髓神经电刺激(tSCS)

本设备采用经皮脊髓电刺激(transcutaneous Spinal Cord Stimulation, tSCS)技术,是一种基于生物电调控原理的非侵入性神经调控系统。其核心技术特征为:通过高频载波信号的低频脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation, PAM),在保证刺激深度的同时显著降低皮肤阻抗带来的不适感。刺激电流经体表电极耦合至目标脊髓节段,可选择性激活脊髓后柱神经通路及中间神经元网络。


从临床应用维度,本系统具有多节段调控能力:颈段tSCS通过调节颈膨大(C5-T1)神经环路,可有效改善中枢性上肢运动功能障碍;腰骶段tSCS作用于腰膨大(L1-S2)神经中枢,能促进下肢运动功能重建(包括直立位平衡及步态训练),同时通过门控机制实现疼痛调控。现有循证医学证据支持其在慢性脊髓损伤康复、神经源性膀胱管理及急性痛症干预等领域的辅助治疗价值。


基本参数

脉宽:范围为100us至2ms;


刺激频率:为1Hz至100Hz;


载波频率:频率为5kHz至15kHz;


刺激波幅值:范围为0mA至200mA;


刺激时间:0~60min 可调;


淡入淡出时间:0~120s 可调,确保刺激的安全性;


脱落检测:通过实时阻抗检测分析电极脱落状态确保刺激有效性;



产品2:经皮耳迷走神经刺激(taVNS)

本产品采用经皮耳迷走神经刺激(taVNS)技术,通过非侵入性电刺激耳甲腔及耳甲艇的迷走神经分支,精准调控耳部迷走神经分支(耳甲腔CO10、耳甲艇CO15等穴位);具有多种刺激模式、信号调节范围大,直接作用于神经生理机制,可适用于睡眠障碍、焦虑症状、认知障碍、乏力、食欲减退、偏头痛、以及癫痫等多种疾病的辅助治疗。


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经皮耳迷走神经刺激(taVNS)

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回映自研经耳迷走神经电刺激耳甲电极




基本参数

刺激强度:0 - 30mA;

刺激频率:1 - 200Hz;

刺激脉宽:100 - 1000us;

刺激维持ON状态:1 - 500s;

刺激间歇OFF状态:1 - 500s;

淡入淡出时间:0 - 10s.


产品3:回映手持式特发性震颤调控设备


手持式TAPS家用便携设备是一款基于经皮传入模式刺激(TAPS)疗法的非侵入性神经调控设备,专为特发性震颤(ET)患者设计。该设备通过靶向刺激手腕部正中神经与桡神经,以患者个体化震颤频率释放定制化电脉冲,干扰中枢震颤网络的病理性振荡,从而显著减轻手部震颤症状。单次40分钟治疗可提供≥60分钟的持续震颤缓解(80%患者临床验证),安全性高(零不良事件),适用于药物疗效不足或无法接受手术的患者。


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回映手持式震颤调控设备



基本参数


脉冲类型:双相电荷平衡脉冲


通道数:2


载波频率:150 Hz


交替刺激频率:4-12 Hz


脉宽:300 us ± 50 us


相位间隔:50 us ± 10 us


电流强度:0~30mA


刺激时长:40min



:4-12 Hz


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