类型b：

国际经颅超声刺激安全与标准联盟（ITRUSST）关于经颅超声刺激生物物理安全的共识报告

本文档由国际经颅超声刺激安全与标准联盟（ITRUSST）的多位专家共同撰写，主要作者包括Jean-François Aubry（法国巴黎高等物理化学学院）、Kim Butts Pauly（美国斯坦福大学）、Lennart Verhagen（荷兰拉德堡德大学）等，合作机构涵盖法国、美国、英国、加拿大等多个国家的顶尖研究机构。该共识于2025年发表在期刊 Brain Stimulation 上，旨在为经颅超声刺激（Transcranial Ultrasound Stimulation, TUS）的生物物理安全性提供标准化建议。

1. 研究背景与目标

经颅超声刺激（TUS）是一种新兴的非侵入性脑刺激技术，具有高空间分辨率和深部脑区调控潜力。然而，目前缺乏针对TUS的安全应用指南，导致研究者和临床医生在参数选择上存在不确定性。ITRUSST联盟汇集了全球超声神经调控领域的专家，结合现有生物医学设备安全标准（如FDA、IEC、ISO等），制定了TUS的“无显著生物物理风险”（Non-Significant Risk, NSR）参数范围。

2. 主要共识内容

（1）机械效应安全标准

TUS的机械风险主要与声空化（acoustic cavitation）相关，可能导致组织损伤或血管出血。ITRUSST建议：
- 机械指数（Mechanical Index, MI）或经颅机械指数（MITC）≤1.9：这一阈值基于诊断超声的安全标准，并得到动物实验支持。例如，羊脑实验显示，MITC≤1.9时未观察到组织损伤（Gaur et al., 2020）。
- 避免空化核：共识强调需排除超声造影剂等可能增强空化风险的因素。

（2）热效应安全标准

超声能量吸收可能导致组织升温，ITRUSST提出以下NSR阈值：
- 温升≤2°C或绝对温度≤39°C（假设基线温度为37°C）。
- 组织特异性热剂量（Thermal Dose）限制：
- 脑组织≤2 CEM43（等效43°C分钟）
- 骨组织≤16 CEM43
- 皮肤组织≤21 CEM43
- 热指数（Thermal Index, TI）与暴露时间关联：例如，TI≤2.0时最长暴露80分钟，TI≤6.0时仅允许10秒。

（3）经颅应用的特定考量

• 颅骨插入损耗（Insertion Loss）：需通过数值模拟、实验测量或解析模型校正声波穿透颅骨后的实际压力。
  
• 温度估算方法：建议结合MR测温、数值模拟或头模实验，确保模型保守性以覆盖个体差异。
  

3. 共识的科学依据

• 机械安全：FDA诊断超声的MI≤1.9标准已被广泛验证，而MITC进一步优化了颅骨衰减的估算（Attali et al., 2023）。
  
• 热安全：阈值参考了MRI（IEC 60601-2-33）和植入式设备（ISO 14708-3）的标准，并纳入脑组织对热的敏感性数据（如犬脑实验显示7.5 CEM43可致损伤）。
  

4. 局限性与未来方向

• 钙化灶影响：共识未涵盖脑内钙化灶可能对声场的干扰，需进一步研究。
  
• 长期与重复刺激：现有数据支持单次TUS的安全性，但长期累积效应需更多证据。
  
• 技术发展：低频率（ MHz）TUS的空化阈值需更精确的实证数据。
  

5. 意义与价值

该共识为TUS研究提供了首个国际认可的NSR参数框架，有助于：
1. 标准化研究设计：减少实验间的参数异质性，促进结果可比性。
2. 指导伦理审查：为机构审查委员会（IRB）评估TUS风险提供依据。
3. 推动临床应用：在神经精神疾病（如癫痫、抑郁症）的干预中确保安全性。

6. 亮点

• 多学科协作：融合声学、神经科学及临床医学的专家意见。
  
• 保守性与灵活性：参数阈值基于最严格标准，同时允许更高水平的科学论证。
  
• 动态更新机制：共识明确未来将随新证据迭代修订。
  

本文档虽非强制性标准，但为TUS领域奠定了安全基石，后续需结合生理效应评估（如神经调控特异性）完善全面指南。