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脊髓損傷（SCI）的機(jī)理

脊髓損傷通常由外傷（如車禍、跌落）或疾?。ㄈ缒[瘤、炎癥）引起，導(dǎo)致脊髓結(jié)構(gòu)或功能受損，進(jìn)而影響運動、感覺和自主神經(jīng)功能。損傷后，神經(jīng)傳導(dǎo)通路中斷，導(dǎo)致?lián)p傷平面以下功能喪失或減弱。SCI的病理機(jī)制包括：

原發(fā)性損傷：機(jī)械性損傷導(dǎo)致細(xì)胞死亡、軸突斷裂。

繼發(fā)性損傷：炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、凋亡等進(jìn)一步擴(kuò)大損傷范圍。

神經(jīng)可塑性受限：損傷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)自我修復(fù)能力有限，功能恢復(fù)困難。

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使用TI-tSCS進(jìn)行SCI康復(fù)

機(jī)理：

時間干擾（Temporal Interference, TI） 是通過兩對電極施加不同頻率（如1000 Hz和1040 Hz）的交流電，在深部組織（如脊髓）中產(chǎn)生低頻包絡(luò)（如40 Hz），從而激活神經(jīng)元。

該技術(shù)利用電場疊加原理，在不侵入體內(nèi)的情況下實現(xiàn)對深部神經(jīng)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)刺激。

優(yōu)勢：

非侵入性：無需手術(shù)，降低感染和并發(fā)癥風(fēng)險。

深部刺激：能穿透皮膚和軟組織，精準(zhǔn)作用于脊髓目標(biāo)節(jié)段。

可調(diào)節(jié)性：頻率、幅度、電極位置等參數(shù)可調(diào)，適合個性化治療。

潛在居家應(yīng)用：設(shè)備便攜，有望實現(xiàn)家庭康復(fù)。

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TI-tSCS康復(fù)系統(tǒng)

刺激位點選擇（圖2）：

根據(jù)脊髓功能分區(qū)，選擇C5（頸段）、T7（胸段）、L3（腰段） 作為目標(biāo)區(qū)域，因其分別控制上肢、軀干和下肢功能，對SCI患者功能恢復(fù)至關(guān)重要。

圖2 脊髓刺激靶點及對應(yīng)電極蒙太奇位置示意圖

Montage的定義與目的（圖3）：

Montage指的是即由d?和d?這兩個參數(shù)唯一確定的一種電極對空間配置方案。其目的是系統(tǒng)性地探索不同電極間距對目標(biāo)脊髓區(qū)域電場強(qiáng)度和聚焦性的影響，從而找到最優(yōu)刺激參數(shù)。

圖3 TI-tSCS刺激電場模擬流程圖

d?（水平距離）

定義：電極對與脊柱中線之間的水平距離（橫向距離）。

說明：兩對電極分別對稱放置在脊柱左右兩側(cè)，d? 表示每對電極中每個電極與背部皮膚表面最近點（原點）之間的水平距離。

取值：在研究中，d? 的取值包括：10 mm、21 mm、32 mm、43 mm、54 mm。

d?（垂直距離）

定義：電極對在垂直方向（沿脊柱方向） 上相對于目標(biāo)脊髓節(jié)段上方的參考點（原點）的距離。

說明：d? 控制電極在上下方向的放置位置，影響電場在脊髓目標(biāo)段（如 C5、T7、L3）的聚焦性和強(qiáng)度。

取值：在研究中，d? 的取值包括：10 mm、25 mm、40 mm、55 mm、70 mm。

總結(jié)關(guān)系：

每個電極布局（montage）由一對 (d?, d?) 值確定。

共有 5 × 5 = 25 種不同的電極布局組合。

通過比較不同 (d?, d?) 組合下的電場強(qiáng)度（EF intensity）和聚焦性（focality），研究者找出對特定脊髓節(jié)段（如 C5、T7、L3）最優(yōu)的電極放置方案。

意義：

d? 對電場強(qiáng)度影響更大：較小的 d? 導(dǎo)致電場強(qiáng)度較低，較大的 d?（如 ≥40 mm）能顯著提高目標(biāo)區(qū)域的電場覆蓋和強(qiáng)度。

d? 影響電場分布和聚焦性：較小的 d? 和 d? 組合能提供更好的聚焦性，即電場更集中在目標(biāo)區(qū)域。

個體差異顯著：不同人體模型（如 Duke 男性和 Ella 女性）對同一 (d?, d?) 的響應(yīng)不同，說明個性化電極布局的重要性。

最優(yōu)Montage配置（圖4）：

研究測試了25種Montage（d1: 10–54 mm,d2: 10–70 mm），通過仿真比較電場強(qiáng)度與聚焦性。

結(jié)果總結(jié)：

C5：最優(yōu)Montage為 (d1,d2)=(21–43mm,55–70mm)

T7：最優(yōu)為 (10mm,40mm)

L3：最優(yōu)為 (10mm,70mm)

聚焦性（Focality） 最高時，Montage通?？拷繕?biāo)區(qū)域（d1 和d2 較?。?，如T7段聚焦性可達(dá)430%（Duke模型）。

圖4 Ella模型C5節(jié)段在不同蒙太奇下的TI電場分布示例

內(nèi)容總結(jié)：圖4以女性Ella模型的C5節(jié)段為例，展示了使用不同d?和d?蒙太奇時，在脊髓內(nèi)部 induced 的電場分布云圖?？梢灾庇^地看到，當(dāng)d?太小時，電場強(qiáng)度弱；當(dāng)d? ≥ 40mm時，目標(biāo)區(qū)域的電場覆蓋和強(qiáng)度顯著增加。

分析：圖4提供了定性的視覺證據(jù)，支持了后續(xù)定量分析的結(jié)論。它讓讀者能直接“看到”電極距離如何影響電場的穿透深度和集中程度，強(qiáng)調(diào)了d?（電極對的垂直距離）對于在深部脊髓中形成有效電場至關(guān)重要。

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臨床研究方法與結(jié)果（仿真研究）

研究方法：

使用 Sim4Life 軟件進(jìn)行有限元電場仿真。

采用兩名志愿者（Duke 男性和 Ella 女性）的高分辨率人體模型。

評估 25 種 montage 配置（d1: 10–54 mm，d2: 10–70 mm）。

評估指標(biāo)：

目標(biāo)區(qū)域平均電場強(qiáng)度（V/m）

聚焦性（Focality）：目標(biāo)區(qū)域電場與整個節(jié)段電場的比值（%）

研究結(jié)果：

電場強(qiáng)度（圖5）：

最佳 montage 因節(jié)段和性別而異：

Duke（男）：C5: (32/43, 70), T7: (10, 40), L3: (10, 70)

Ella（女）：C5: (21, 55), T7: (10, 40), L3: (10, 70)

Ella 模型的電場強(qiáng)度普遍高于 Duke，提示個體解剖差異影響顯著。

圖5 不同蒙太奇下各靶點的TI誘導(dǎo)電場強(qiáng)度

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)1（強(qiáng)度）：確認(rèn)了d?過小會導(dǎo)致電場強(qiáng)度不足。并給出了最優(yōu)蒙太奇：

C5: Duke-(32/43,70), Ella-(21,55)

T7: (10,40) （兩個模型相同）

L3: (10,70) （兩個模型相同）

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)2（個體差異）： 直接對比兩模型，Ella模型的電場強(qiáng)度普遍高于Duke模型（C5高54.5%，T7高29.7%，L3高31.3%），強(qiáng)有力地證明了個體解剖差異對刺激效果的巨大影響，凸顯了個性化參數(shù)設(shè)定的必要性。

聚焦性（圖6）：

最佳聚焦性通常出現(xiàn)在d1 和d2 較小時（如 10 mm）。

T7 節(jié)段聚焦性最高（>400%），因其脊髓節(jié)段較長，電場更易集中。

d2 增大通常導(dǎo)致聚焦性下降，但d1 增大時聚焦性變化復(fù)雜（U型或倒U型）。

圖6 不同蒙太奇下各靶點的TI誘導(dǎo)電場聚焦性

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)1（聚焦性）： 聚焦性最好的蒙太奇通常是d?和d?都較小的配置（如 (10,10)），因為電場更集中于電極之間。T7節(jié)段的聚焦性最高（>400%），是因為胸椎脊髓節(jié)段較長，分母（整個胸髓的平均場強(qiáng)）相對較小，使得比值增大。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)2（參數(shù)規(guī)律）：

固定d?，聚焦性隨d?增大而降低（電場更分散）。

固定d?，聚焦性隨d?的變化趨勢復(fù)雜（如U形、倒U形），取決于具體的靶點節(jié)段和模型。

工程權(quán)衡：圖6與圖4結(jié)合揭示了一個重要權(quán)衡（Trade-off）：高強(qiáng)度和高聚焦性往往難以兩全。高強(qiáng)度需要更大的d?，而高聚焦性需要更小的d?。臨床應(yīng)用中需根據(jù)治療目標(biāo)（需廣泛激活還是精準(zhǔn)刺激）來優(yōu)化參數(shù)

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總結(jié)

TI-tSCS 是一種非侵入性、深部、聚焦的脊髓刺激新技術(shù)，適用于SCI康復(fù)。

通過計算建?？蓛?yōu)化電極布置（montage）和刺激參數(shù)，實現(xiàn)個性化治療。

個體解剖差異顯著影響電場分布，強(qiáng)調(diào)個性化參數(shù)設(shè)計的必要性。

目前仍處于仿真研究階段，需進(jìn)一步開展臨床試驗驗證其安全性與有效性。

未來可結(jié)合實時成像與反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整刺激參數(shù)，提升康復(fù)效果。

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回映產(chǎn)品

產(chǎn)品1：手持式經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激(tSCS)

本設(shè)備采用經(jīng)皮脊髓電刺激（transcutaneous Spinal Cord Stimulation, tSCS）技術(shù)，是一種基于生物電調(diào)控原理的非侵入性神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)。其核心技術(shù)特征為：通過高頻載波信號的低頻脈沖幅度調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation, PAM），在保證刺激深度的同時顯著降低皮膚阻抗帶來的不適感。刺激電流經(jīng)體表電極耦合至目標(biāo)脊髓節(jié)段，可選擇性激活脊髓后柱神經(jīng)通路及中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。

從臨床應(yīng)用維度，本系統(tǒng)具有多節(jié)段調(diào)控能力：頸段tSCS通過調(diào)節(jié)頸膨大（C5-T1）神經(jīng)環(huán)路，可有效改善中樞性上肢運動功能障礙；腰骶段tSCS作用于腰膨大（L1-S2）神經(jīng)中樞，能促進(jìn)下肢運動功能重建（包括直立位平衡及步態(tài)訓(xùn)練），同時通過門控機(jī)制實現(xiàn)疼痛調(diào)控。現(xiàn)有循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持其在慢性脊髓損傷康復(fù)、神經(jīng)源性膀胱管理及急性痛癥干預(yù)等領(lǐng)域的輔助治療價值。

回映經(jīng)皮脊髓電刺激tSCS設(shè)備示意圖

產(chǎn)品2：48通道8腦區(qū)同步高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備

回映電子科技院線級多腦區(qū)高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備(MXN-48)是一款可8腦區(qū)/8人同步干預(yù)的高精度經(jīng)顱電刺激實驗平臺。其已突破了Soterix對該技術(shù)的壟斷(Soterix產(chǎn)品Soterix MXN-33 高精度經(jīng)顱電刺激系統(tǒng)其之前是市面上唯一款可對不同腦區(qū)進(jìn)行同步精確干預(yù)的設(shè)備)回映高精度經(jīng)顱電刺激產(chǎn)品M×N-48其具有48個獨立輸出通道，每個通道的波形，強(qiáng)度等參數(shù)都可以獨立設(shè)置，可以實現(xiàn)對8個不同腦區(qū)的同步干預(yù)，不同腦區(qū)的相位同步性<0.1°，大大增強(qiáng)了tES的神經(jīng)調(diào)控效果?；赜掣呔冉?jīng)顱電刺激設(shè)備提供了兩種不同的操作模式以供研究者選擇——基礎(chǔ)模式和自由模式?；A(chǔ)模式使用更加方便，設(shè)定簡單；自由模式則允許導(dǎo)入自定義電流波形，功能更加強(qiáng)大。

回映自研 48通道8腦區(qū)同步高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備
適用范圍：康復(fù)醫(yī)學(xué)：運動功能障礙、語言障礙、認(rèn)知障礙、吞咽障礙、意識障礙、上肢肌張力障礙、卒中后抑郁、卒中后疼痛等精神病學(xué)：抑郁癥、焦慮癥、強(qiáng)迫癥、物質(zhì)成癮、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙﹑精神分裂癥等兒童康復(fù)：腦癱、運動功能障礙、注意缺陷多動障礙、孤獨癥、閱讀障礙、語言發(fā)育遲緩等神經(jīng)病學(xué)：睡眠障礙、耳鳴、慢性疼痛、帕金森病、纖維肌痛、慢性疼痛(脊髓損傷下肢)、阿爾茨海默病、單側(cè)忽略﹑偏頭痛、神經(jīng)性疼痛等腦科學(xué)研究：記憶、學(xué)習(xí)、言語等

產(chǎn)品3：手持式高精度經(jīng)顱電刺激HD-tES設(shè)備

回映便攜式高精度經(jīng)顱電刺激儀(HD-tES)創(chuàng)新地采用type-C轉(zhuǎn)生物電極的設(shè)計使得產(chǎn)品能夠非常便捷地被使用。回映便攜式高精度經(jīng)顱電刺激儀(HD-tES)通過多電極配置(1個中心電極和4個返回電極)實現(xiàn)高精度電流聚焦,精準(zhǔn)刺激目標(biāo)腦區(qū)。其核心優(yōu)勢在于通過縮小電極尺寸(直徑12mm的環(huán)形電極)和增加電極數(shù)量,顯著提升刺激的聚焦性和精準(zhǔn)性。
回映HD-tES支持多模式刺激,覆蓋多場景需求：HD-tDCS模式：調(diào)節(jié)皮層興奮性,適用于中風(fēng)康復(fù)、抑郁癥干預(yù)等。HD-tACS模式：精準(zhǔn)鎖定腦電頻段(如β-γ頻段改善強(qiáng)迫癥,4Hz增強(qiáng)工作記憶)適配認(rèn)知障礙治療等。HD-tRNS模式：HD-tRNS 對顯式和隱式計時任務(wù)的影響不同,用于研究大腦的計時機(jī)制和時間處理能力等。

回映便攜式HD-TES設(shè)備示意圖

回映自研type-C轉(zhuǎn)生物電極示意圖
適用范圍:神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療，意識障礙和認(rèn)知功能調(diào)節(jié)，康復(fù)治療，運動和認(rèn)知功能恢復(fù)。產(chǎn)品4：便攜式經(jīng)顱強(qiáng)交流電刺激儀(Hi-tACS)
該設(shè)備采用非侵入性的10-30mA刺激電流直接刺激大腦區(qū)域，進(jìn)而刺激大腦深部的神經(jīng)核團(tuán)、改變神經(jīng)遞質(zhì)水平，影響腦電節(jié)律、改善腦區(qū)間的聯(lián)絡(luò)，從而增強(qiáng)腦功能，治愈疾病。

回映便攜式經(jīng)顱強(qiáng)交流電刺激儀設(shè)備示意圖