科创中国

行业领域

生物与新医药技术,医疗仪器技术、设备与医学专用软件

需求背景

仪器从当前记忆巩固机制研究的最新成果出发，针对现有基于经颅电刺激调控睡眠特征波形相关研究中存在的刺激空间和时间精度不足的问题，通过构建一套多导脑电信号采集-多导经颅电刺激一体化闭环设备，实现对空间脑区靶点在特定时间相位上施加精准刺激（锁源锁相刺激）。以期通过有效调控相关睡眠特征脑电振荡活动，实现对记忆巩固能力的调控。

记忆是人类最基本、也最重要的脑认知功能，记忆的损害关乎个人生存质量，也关乎社会健康发展。在老龄化正在重塑世界格局的今天，亟需借助脑科学、医学及工程领域的最新成果，寻求先进、有效、可行的记忆调控干预手段，为改善记忆衰退，延缓脑老化，提升老年人群生活满意度和个人生产力价值，促进和谐社会发展做出贡献。

众所周知，面对脑神经类疾病目前的诊疗方法除了药物治疗就是手术治疗。药物治疗见效慢、疗程长，治标不治本；手术治疗风险大、耗资巨大。而且药物治疗和手术治疗的共通点是只针对特定的人群才有相应的治疗效果，并不能全面的普及到所有病患。我们研究开发的仪器从大脑的振动波段采集、分析判定病因诊疗方法。通过体外刺激靶点神经系统，恢复大脑的神经机能，从而改善达到治疗的目的，具有无风险、费用低、疗效好等显著表现。

需解决的主要技术难题

公司在以往的研究中，也进行了电刺激神经调控相关的硬件设备研发。现已自主研发了无线经皮电刺激仪、多导经颅电刺激仪、经颅直流电刺激仪、脑电信号采集板和迷走神经刺激仪等非侵入神经调控设备。拟采用继电器阵列编码的电极状态切换矩阵实现对同一个脑电帽的每一个电极状态编码，完成电极采集、刺激或悬空三种状态之间的切换。

需突破的技术短板：针对睡眠特征脑电振荡活动施加时空精准的经颅电刺激，由于要在睡眠慢波振荡的上升相位施加刺激，而这一阶段只有1秒左右的时间，因此所有关于时空精准的计算都必须在这1秒内完成，以实现刺激的精准性。

拟解决的关键科学问题为：如何借助经颅电刺激设备对睡眠特征脑电振荡活动进行有效干预，从而实现对记忆巩固能力的调控？针对这一关键科学问题，实现空间和时间的精准刺激是核心内容，实现锁源锁相经颅电刺激调控睡眠特征脑电振荡活动为最终目标。

期望实现的主要技术目标

预期目标参数：

1. 采集模块通道数128
2. 输入阻抗＞10Mohm
3. 噪音＜2uVpp
4. 输入偏置电流＜1nA
5. 采样率≥2kHz
6. 采样精度18bit
7. 传输速度≥10Mbps
8. 刺激模块采样率≥24kHz
9. 命令响应时间＜10ms
10. tACS刺激模式时，输出波形频率0 ~***
11. 波形输出间隔时间＜***秒
12. 实时分析模块波形检测、相位确定、源定位和刺激参数优化完成总时间＜1秒
    

总体预期成果：通过对睡眠特征脑电振荡活动进行实时连续记录、检测、时空定位，并以此为靶点进行锁源锁相经颅电刺激，然后观测调控前后相应脑电振荡活动的改变，在此基础上探讨对记忆巩固能力调控的可能性，以期为正常老化、MCI及AD患者的记忆损伤提供一种新的诊疗手段。

需求解析

解析单位：“科创中国”人工智能专业科技服务团（西咸新区人工智能行业协会） 解析时间：2023-11-26

靖 锋

西咸新区人工智能行业协会

秘书长

综合评价

经颅磁脑反射电疗仪，是采用生物位息模拟仿真生物电刺激治疗原理及计算机软件技术，采用重复经颅磁刺激（RTMS）与仿真生物电刺激，对脑部进行械、电刺激，扩张脑血管，改善微循环、提高脑部血流量、保护神经细胞、促进神经功能恢复，引导脑电、脑磁活动趋向正常化、秩序化。同时，仿真生物电刺激患肢肌肉神经，起到改善神经系统传导功能的作用。 对于病人来说是一个很大的福音，可以在短时间内产生治疗效果。帕金森病、脑卒中后遗症、睡眠障碍等疾病方面有良好的应用前景。

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解析单位：陕西省西咸新区 解析时间：2023-09-23

彭宁

陕西省人民医院

科技处处长

综合评价

经颅磁脑反射电疗仪，是采用生物位息模拟仿真生物电刺激治疗原理及计算机软件技术，采用重复经颅磁刺激（RTMS）与仿真生物电刺激，对脑部进行械、电刺激，扩张脑血管，改善微循环、提高脑部血流量、保护神经细胞、促进神经功能恢复，引导脑电、脑磁活动趋向正常化、秩序化。同时，仿真生物电刺激患肢肌肉神经，起到改善神经系统传导功能的作用。 对于病人来说是一个很大的福音，可以在短时间内产生治疗效果。帕金森病、脑卒中后遗症、睡眠障碍等疾病方面有良好的应用前景。

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处理进度