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超声脑机接口平台
声入深部 · 精准调控

经颅聚焦超声(tFUS)是当前为数不多的无创、毫米级、可直达深部核团的神经调控技术路线。清湃以 256/512 通道相控阵硬件、影像引导与开放软件栈,打造面向科研的调控型超声脑机接口底层平台。

WHAT IS tFUS · 技术原理

用"声音"无创轻触大脑深处

数百个微型超声"小喇叭"按精确时差同时发声,声波安全穿过颅骨,在大脑深处一个毫米级的点上汇合——就像用放大镜把阳光聚成一个光斑,只不过我们汇聚的是声波。

01

相控聚焦

256/512 个阵元按精确计算的时差依次发声,声波在深部靶点同相叠加,形成约 2 mm 的高能焦点,焦点外能量随距离快速衰减。

02

安全穿颅

选用 0.25–1 MHz 低频超声,兼顾颅骨穿透与聚焦精度;配合个体化声学校正,补偿颅骨对声波的折射与衰减。

03

机械调控

聚焦声波对神经元膜施加微小机械应力,调控机械敏感离子通道(Piezo、TRP、TREK 等);在科研常用剂量范围内以非热效应机制为主。

04

可逆可重复

效应随刺激结束而消退,通过频率、占空比、强度等参数实现兴奋 / 抑制双向、可重复的精准调控。

对比维度tFUS 经颅聚焦超声TMS 经颅磁刺激DBS 深部脑刺激
创伤性完全无创无创需开颅植入电极
空间分辨率毫米级(可达 2 mm)厘米级毫米级
作用深度全脑深部核团主要限于皮层深部可达
双向调控兴奋 / 抑制均可,参数可调以皮层兴奋性调节为主以持续刺激为主
影像兼容天然兼容 MRI / EEG / fUS存在电磁干扰伪影与安全性受限

资料来源:公开学术文献与临床研究报告整理,仅供科研参考,不构成医疗用途宣称。

tFUS-Neuro256/512 头盔式 256/512 阵元半球面相控阵探头 头盔探头 · 双目视觉定位 · 相控功率超声发射源 · 调控工作站
FLAGSHIP · 旗舰系统

tFUS-Neuro256 / 512

影像引导多通道经颅聚焦超声神经调控系统

整合 256/512 阵元头盔式半球面相控阵、可编程功率超声发射源、双目视觉结构光配准与声场仿真软件,构成"影像引导 · 深部精准 · 无创可逆"的全流程调控工作流,兼容核磁环境,支持脱离核磁室的独立科研部署。

  • 256 / 512 通道独立程控相控阵
  • ≤ 2 mm 全脑刺激聚焦精度
  • 5 ns 逐通道延时聚焦精度
  • 100×100×50 mm 电子调焦范围
  • 600 kHz 中心频率,0.5–1 MHz 可定制
  • 2–5 W 每通道独立功率输出
  • 24–26 cm 半球面探头内孔径
  • MATLAB / C# SDK,GUI 图形化序列编辑
参数项tFUS-Neuro256 主要技术指标
系统定位集成功率探头与激励源的 256 通道系统,用于人体颅脑及动物神经调控、药物递送、BBB 开放、LIFU / HIFU 等用途
频率中心频率 600 kHz,支持 0.5–1 MHz 可定制,多频率探头可选
阵元 / 探头256 / 512 通道;头盔式半球面探头,内孔径 24–26 cm,贴合常规人类颅脑曲率
通道控制256 / 512 通道独立控制,逐通道延迟聚焦精度达 5 ns;方波等激励波形可选
输出功率2–5 W / 每通道独立输出
软件平台MATLAB / C# 编程,GUI 图形化界面编辑;提供 C/C++ SDK 动态链接库接口(通道选择、频率延时、幅值、工作周期、PRF 等),支持二次开发
声场校准提供声场精准导航校准与测试技术支持;支持相控阵声场光学动态可视化;支持时间反转法声焦斑形状与位置校准
可选扩展融合影像 / 光学 / EEG 接口;原始相位数据导出;视觉-声场-颅骨协同标定设备;开放影像配准、声场计算、影像分割算法接口

注:以上为 tFUS-Neuro256 主要技术指标;4 通道科研型(TUS4A)与定制配置请联系销售获取详细资料。参数以最新技术规格书为准。

Marsonics TUS4A-3M 四通道经颅聚焦超声神经调控系统主机与软件界面 台式便携主机 · 双目视觉导航 · 250K / 500K 双频探头
PORTABLE · 便携科研版

Marsonics TUS4A-3M

四通道经颅聚焦超声神经调控系统

面向小动物(鼠、兔)与人体科研场景,提供从单靶点到多靶点网络调控的完整刺激能力。标配双目视觉导航定位,配合高精度机械臂保持位姿,开放 MATLAB / Python SDK,可快速融入脑科学与神经调控研究流程。

  • 4 通道独立输出,各通道延迟精度 ≤ 10 ns
  • 250 / 500 kHz 双频探头,焦点 ≤ 6 / ≤ 3 mm
  • ≥ 60 W/cm² 探头声强,防水设计
  • 脉宽 10 μs – 100 ms 可调
  • 同步 / 异步 / 序列刺激模式
  • 双目视觉导航 + 高精度机械臂免手持
  • Trig In / Trig Out,PCD 数据采集可选配
  • 核磁兼容版本可选配
Marsonics PIIP-tFUS 多模态成像与超声调控联用平台 成像 / 调控同步触发 · 联用实验平台
INTEGRATION · 联用平台

Marsonics PIIP-tFUS

多模态成像与超声调控联用平台

光声 / 超声成像与聚焦超声调控协同集成,通过同步触发关联刺激参数与成像响应。超声负责"写入",fUS / 光声 / EEG 负责"读出"——为调控效应评估与同步联用实验提供工程基础。

  • 光声 / 超声成像 + fUS / ULM 功能成像
  • 刺激-成像同步触发,关联原始数据
  • 开放数据与软件接口,支持算法开发
  • 面向调控效应评估与多模态联用研究
  • 多系统联用(EEG / 行为学 / 钙成像等)
  • 配置依课题确认
FRONTIER · 前沿方向

BBBO 血脑屏障开放
撬动脑内药物递送的平台技术

血脑屏障阻隔了约 98% 的小分子药物和几乎全部大分子药物进入脑组织,是中枢神经系统疾病药物研发的核心瓶颈。

低强度聚焦超声联合静脉注射的微泡造影剂,可使微泡在靶区血管内产生稳态空化,机械性牵张内皮紧密连接,实现局部、一过性、可逆的血脑屏障开放(通常数小时内自行恢复),无需开颅、可重复进行。

  • 脑药物递送:化疗药、抗体、基因载体入脑
  • 阿尔茨海默病:促进 Aβ / Tau 清除,多项临床试验中
  • 脑肿瘤:增强替莫唑胺等药物瘤内浓度
  • 声活检:促进脑源性标志物入血,助力无创分子诊断
清湃推进口径 · 审慎表达

临床前验证与合作探索

清湃围绕聚焦超声联合微泡的可逆、靶向血脑屏障开放开展临床前验证、医院 / 药企合作与平台能力建设:已通过微泡和染料法验证血脑屏障打开的可控、可逆特征,实现空化检测与闭环控制,并完成小动物实验验证,正推进大动物及临床研究准备。相关能力按配置与课题确认,不构成近期取证或商业化承诺。

系统适配能力

TUS4A / tFUS-Neuro 均支持 BBBO 研究

250 kHz 低频探头覆盖 BBBO 研究常用低频窗口;10 μs – 100 ms 脉冲参数宽范围可调,兼容各类微泡方案;多通道可同步驱动多探头扩大开放区域;视觉导航保障靶区可重复性;开放 SDK 便于与微泡注射泵、影像监测联动,构建闭环开放实验。

APPLICATIONS · 应用方向

一套系统,覆盖广阔的研究方向

以下方向均有已发表的人体研究或前沿文献支撑(整理自公开学术资料,仅供科研参考,不构成医疗用途宣称)。

PSYCHIATRY

抑郁 / 焦虑

靶向左侧背外侧前额叶(dlPFC),RCT 显示刺激后症状显著改善并维持随访。

PAIN

慢性疼痛

调控前扣带皮层(ACC)等疼痛矩阵节点,实现快速且持久的镇痛效应。

EPILEPSY

癫痫

对致痫灶及丘脑深部节点抑制性调控,多靶点能力支持癫痫网络研究。

MOVEMENT

震颤 / 帕金森

聚焦超声用于震颤治疗已有临床获批案例(热消融路线,与低强度可逆调控属不同技术路线);θ 节律方案开辟网络级调控新范式。

CONSCIOUSNESS

意识障碍促醒

中央丘脑 LIFU 刺激促进行为反应恢复,无创、可在床旁实施。

ALZHEIMER

阿尔茨海默病

TPS 认知改善可持续约三个月,BBBO 促进病理蛋白清除。

SUD

成瘾障碍

靶向伏隔核(NAc)降低药物渴求,相当于"无创版 DBS"路径探索。

STROKE

卒中康复

促进缺血模型运动功能恢复、缩小梗死体积,保护血脑屏障完整性。

ASD

孤独症谱系

双盲 RCT 证实 TPS 减轻核心症状,效果维持至 3 个月。

SCHIZOPHRENIA

精神分裂症

低强度 rTUS 显著改善阴性症状,皮层兴奋性客观提升。

OCD / PTSD

强迫症 / 创伤应激

皮层-纹状体-丘脑环路、杏仁核-前额叶环路调控探索。

uBCI

脑机接口与闭环

与 EEG / fUS 联用构建实时闭环调控系统,超声负责"写入"。

SERVICE · 长期同行

从设备交付到论文见刊,全程陪伴

免费升级

硬件支持的前提下提供软件版本更新与硬件调整,避开课题关键实验节点。

现场支持

研发背景 + 生物实验背景工程师现场支持平台搭建、参数调试与预实验配合。

专属服务群

每台设备建立含硬件、软件与应用支持人员的专属客户群,及时响应。

科学家顾问团队

相关领域科研人员提供研究方向交流,不定期组织用户学术交流活动。

IN ACTION · 平台实拍

看神经调控平台如何工作

中枢神经系统三维血管投影成像——深部脑区血管网络的可视化呈现
全脑各向同性三维重建(120 μm 各向同性分辨率,离体样本方法展示)

需要选型建议?联系技术团队

从 4 通道便携科研版到 512 通道旗舰相控阵,清湃团队可根据您的课题方向给出平台配置建议。

工作日 9:00 – 18:00 · 400-014-0010