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聚焦超声神经调控干预方案与不良事件的公开信

期刊:Brain StimulationDOI:10.1016/j.brs.2025.102994

本文档属于类型b——科学论文,但并非单一原创研究报告,而是一封由多位专家联署的公开信,针对聚焦超声神经调控领域的安全性事件进行讨论并提出建议。以下是详细报告内容:


作者与发表信息
该公开信由Miriam C. Klein-Flügge(牛津大学实验心理学系)领衔,联合来自全球多个机构的数十位学者(详见表格1签名列表)共同撰写,发表于2026年的《Brain Stimulation》期刊,标题为《Open Letter on Intervention Regimes and Adverse Events in Focused Ultrasound for Neuromodulation》。

主题与背景
公开信围绕聚焦超声(focused ultrasound, FUS)神经调控技术中发生的一起严重不良事件展开。事件源于一项针对物质使用障碍(substance use disorder)的临床试验,使用中高强度、低频聚焦超声时导致患者脑组织不可逆损伤(案例报告见Rezai et al., 2025)。公开信旨在回应此事件,强调不同强度干预方案的安全性差异,并呼吁领域内加强合作与透明化报告。


主要观点与论据

1. 聚焦超声强度分级的科学依据与安全边界
公开信明确将聚焦超声神经调控分为三类强度:
- 高强度:目标为不可逆结构性改变(如经颅热消融术,transcranial thermoablation)。
- 中强度:效应可能超出正常生理范围但可逆(例如微泡介导的血脑屏障开放,microbubble-mediated blood-brain barrier opening)。
- 低强度:效应保持在生理范围内(如通过机械敏感离子通道调节神经活动的经颅超声刺激,transcranial ultrasound stimulation)。
支持证据包括:
- 引用ITRUSST共识声明(Aubry et al., 2025),提出低强度暴露的安全阈值(机械指数MI<1.9时无显著空化风险)。
- 案例分析中,患者接受的干预参数(220 kHz,峰值负压1.3–2.4 MPa,MITC 2.7–5.1)接近高强度范围,导致空化(cavitation)引发不可逆损伤。

2. 空化风险的生物物理机制与监测局限性
- 空化是随机过程,概率随压力升高和频率降低增加。在220–230 kHz下,热效应显著的空化阈值约为1.8–2.1 MPa(机械指数MI=3.8–4.4)。
- 案例中使用的设备虽通过声学反馈监测空化活动,但未注入微泡时,低频超声治疗中空化检测的适用性尚未证实(引用Pauly, 2025和Martínez-Fernández et al., 2025)。
- 制造商提供的参数显示,实际颅內压力可能为理论值的60–70%(0.9–1.7 MPa RMS),但颅骨反射等变量带来显著不确定性。

3. 低强度聚焦超声的安全性确认
- 强调案例事件不影响低强度研究(MITC<1.9)的安全性评估。例如,220 kHz下MI=1.9对应峰值负压0.89 MPa,可通过数值模拟确保安全暴露水平(引用ITRUSST共识)。
- 建议利用声辐射力位移成像(acoustic radiation force displacement imaging)等直接反馈技术增强安全性验证。

4. 透明化报告与技术标准化的必要性
- 批评案例报告未提供关键声学参数(如压力、频率的详细数据),而此类数据在其他使用相同设备的研究中已有报告(如McDannold et al., 2024)。
- 呼吁遵循ITRUSST标准化报告指南(Martin et al., 2024),公开治疗影像和声学反馈信号,以利于结果解读和未来研究设计。


意义与价值
1. 领域共识的强化:公开信代表了全球聚焦超声与神经调控专家的集体立场,推动对强度分级的统一认知。
2. 临床安全的警示:明确中高强度干预的风险边界,尤其针对低频超声治疗中空化效应的不可预测性。
3. 方法学规范:提出参数透明化和标准化报告的实践要求,为后续研究建立安全框架。
4. 技术发展导向:强调低强度超声的潜力(如MITC<1.9的安全窗口),同时呼吁进一步明确低、中、高强度间的界限。

亮点
- 多学科协作:签署者涵盖物理学、神经科学、工程学和临床医学专家,体现跨学科响应。
- 案例驱动的政策建议:基于具体不良事件提出可操作的安全改进措施。
- 技术细节的深度剖析:结合制造商数据和独立研究,量化分析压力与空化风险的关系。

补充内容
公开信附有完整的签署者名单(表1)和补充数据,包括设备参数的技术细节(如脉冲模式、占空比),并开放持续签名以扩大共识影响(https://itrusst.com/blog/open-letter)。

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