无创深部干扰电刺激仪

用于干扰（IF）或时间干扰（TI）刺激的科学研究的集成设备和附件套件

产品名称:无创深部干扰电刺激仪

通道数：2组独立通道

刺激模式：tACS经颅交流电刺激

Interferential Stimulation（IFS）——干扰电刺激是一种新型的无创深部脑组织刺激调控技术。传统的无创神经调控技术——经颅电刺激（tES）或经颅磁刺激（TMS）虽然是无创的，但是他们只能作用于大脑表层结构（2-5cm），无法到达更深的脑组织。而脑深部技术（DBS）虽然可以实现对深部脑组织的调控，但是这种刺激方式是有创的，需要进行开路手术，风险非常高。而IFS技术结合了两种技术的优点，既可以对深部脑组织进行刺激调节，又避免了开颅手术带来的风险。

IFS利用两组外置电极发出的高频（1KHz以上）正弦电流，两组高频电流会在大脑深部的特定位置产生一种“干涉”，形成一组低频信号，实现对深部脑组织的电刺激，有效地激活神经元或特定神经元控制的机体功能或行为。

工作原理

IFS之所以能实现对脑深部组织的刺激，在于神经元细胞对不同频率电流响应的特异性以及不同频率电流之间的干涉现象。

研究表明，神经元细胞通常只对低频电流进行响应，而不对高频电信号进行响应，因此对大脑施加高频信号可以让信号有效的穿透大脑表层，抵达更深的脑组织。此外，IFS的实现有赖于不同频率电流之间的干扰现象——两种不同频率的正弦交流电相遇时，两者之间会相互干扰，高频信号之间相互抵消，得到一个频率为两者频率差值的低频信号（差频）。例如有两组频率分别为2000Hz和2010Hz的高频交流电，当两者相遇时，就会在某一个区域形成一个10Hz的低频交流电。

IFS正是利用了这两种简单的物理现象，首先将两组高频正弦交流电信号施加于被试头部，让他们可以穿透大脑皮层，抵达大脑的深部。然后，通过调整电极的位置，让两组信号在目标区域交汇，得到一个差频信号，而这个差频信号因为频率较低，所以能够对周围的神经元细胞产生影响，实现神经调控的目的。

HD-IFS介绍

HD-IFS干扰电刺激系统是美国Soterix推出的一款可以对脑深部组织刺进行无创神经调控的设备，也是全球可以应用于人体研究的干扰电刺激设备。HD-IFS继承了Soterix一贯安全、高效的风格，刺激参数如电流强度、频率、刺激时间等完全由控制面板操作，简单快捷，设备采用可充电锂电池供电，电流上升和下降时间可控，保证了刺激过程的安全性。刺激器中央的显示屏可以实时显示输出电流以及当前通道的连接质量。HD-IFS同样为使用者提供了伪刺激功能、单双相波切换功能和trigger接口，让科研更加便利。Soterix同样可以提供设备定制功能，研究者可以通过定制来获得更符合他们使用要求的HD-IFS设备，例如更强的电流或更多的通道数。

HD-IFS系统内置前沿的监控和控制系统，以较高的频率实时更新设备表现和反馈，在整个刺激过程中即使电极环境改变，输出精度（信噪比）依然可以得到保持，而输出电流的精确控制对于实验而言是保证刺激效果和安全性的基本要素。Soterix产品的Smartscan功能，时刻监控连接质量从而保证输出的稳定性和安全性，让实验结果变得可靠、可重复。

设备参数

通道数：2个独立电流输出通道，每通道电流值可控。

电流强度：-2.5mA~+2.5mA

**输出电流：2.5mA

刺激时间：5-40min

输出误差：≤1%

单通道电压：≤30V

尺寸：13.6英寸（长）10.6英寸（宽）6英寸（高）

重量：7磅

Trigger接口：BNC接口

可选软件HD-targets软件

虽然干扰电刺激的原理非常简单，但是如何安放电极来获得对目标点的精准刺激却是一个难题，而Soterix的HD-targets软件则可以有效解决这个问题。只需要在HD-targets软件中指出你想刺激的部位，研究者就可以获得对该部位刺激的电极安置方案。

HD-targets预设超过1100个脑部位置可供研究者选择，研究人员只需选择刺激聚焦的刺激位置、电极数量，软件将自动计算出每个通道电极位置及每个通道注入的电流量，操作者可以根据软件的推导结果按照自己的实验刺激部位的需要来确定如何摆放电极。

还会给出该方案下电场分布的2D和3D视图，供使用者查看。通过MRI下预设脑膜和虚拟电场整合的方式显示颅内电流场位置；提供冠状、矢量、横切面三种视角图形显示。全方位360°观测刺激聚焦位置，确定高精度电极放置位置。

HD-targets预设三种标准脑模：正常成人、儿童、异常脑模。提供近三百种刺激点。可申请将任意个体的脑模（fMRI图）存入软件库，实现个体化的应用及实验设计，实现精准的刺激模拟。使用颜色区分电流强度，模拟结果在界面中清晰可见。可自行编辑设定应用方案，方案及数据可存储，导出作为论文发表的依据。

配件展示

参考文献

1.Grossman N , Bono D , Dedic N , et al. Noninvasive Deep Brain Stimulation via Temporally Interfering Electric Fields[J]. Cell, 2017, 169(6):1029-1041.e16.

研究者研究了一种无创的深部脑组织刺激调控技术：通过对大脑施加高频信号，可以让信号有效的穿透大脑表层，抵达更深的脑组织。基于此理念，研究者们进行了实验，在不刺激活鼠大脑皮质的情况下进行其脑深部区域（海马）的刺激，并使用建模以及神经生理学理论，最终验证了这一概念。最后，研究者还证实通过改变固定电极的电流，可以稳定地唤醒活鼠的不同运动模式。

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