毫米级无电池硬膜外皮质刺激器 Joshua E. Woods 1,& , Amanda L. Singer 1,2,& , Fatima Alrashdan 1 , Wendy Tan 1 , Chunfeng Tan 3 , Sunil A. Sheth 3 , Sameer A. Sheth 4 , Jacob T. Robinson 1,2,5,6,7 * 1 莱斯大学电气与计算机工程系,6100 Main St, Houston, TX, 77005 2 Motif Neurotech,702 Marshall St, Houston, TX, 77006 3 UTHealth McGovern 医学院神经内科,6431 Fannin St, Houston, TX, 77030 4 贝勒医学院神经外科系,1 Baylor Plaza, Houston, TX, 77030 5 莱斯大学生物工程系, 6100 Main St,休斯顿,德克萨斯州,77005 6 莱斯大学应用物理学项目,6100 Main St,休斯顿,德克萨斯州,77005 7 贝勒医学院神经科学系,1 Baylor Plaza,休斯顿,德克萨斯州,77030 & 这些作者贡献相同 * 通讯作者,jtrobinson@rice.edu 摘要 难治性神经和精神疾病越来越多地使用植入式神经调节装置进行脑刺激疗法治疗。然而,目前市售的刺激系统受到对植入式脉冲发生器和有线电源的需求的限制;这种架构的复杂性会产生多个故障点,包括导线断裂、移位和感染。实现微创方法可以增加获得这些疗法的机会。在这里,我们展示了第一个毫米大小的无导线脑刺激器,用于大型动物和人类受试者。这种数字化可编程的超脑治疗装置 (DOT) 宽度约为 1 厘米,但可以通过硬脑膜产生足够的能量来按需刺激皮质活动。这种极端的小型化是使用最近开发的磁电无线电力传输实现的,它使我们能够达到刺激大脑表面所需的功率水平,而无需直接接触皮质表面。这种外部供电的皮质刺激 (XCS) 开启了简单的微创外科手术的可能性,可以通过永不接触大脑表面的微型植入物实现精确、持久和在家的神经调节。当药物无效、效果不佳或产生无法忍受的副作用时,患者和临床医生越来越多地转向神经调节来寻求有效的治疗方法。对于帕金森病 (PD) 和特发性震颤 (ET),深部脑刺激是治疗震颤 1 和其他症状 2 的标准治疗方法。对于重度抑郁症 (MDD) 和强迫症 (OCD) 等精神健康问题,越来越多的共识认为,当药物无法提供充分治疗时,通过神经生理学调节特定大脑区域的活动可以提供一种有效的治疗方法 3 。经颅磁刺激 (TMS) 就是应用这种刺激的一种方法。TMS 可以使用 1-2 特斯拉的外部磁场 4 ,非侵入性地激活大脑表面几毫米到几厘米大小的小区域,并且已经在大量临床研究中成功用于治疗神经精神疾病。自 1998 年以来,使用 TMS 治疗神经精神疾病的临床试验数量呈指数级增长,翻倍时间约为 2.5 年 5 。根据这些临床试验的数据,FDA 已批准使用 TMS 治疗难治性抑郁症,并且如果患者对传统抗抑郁疗法无效,大多数保险公司都会报销多次临床治疗的费用 6 。还有有希望的数据表明,TMS 可用于治疗强迫症 7 、创伤后应激障碍 8 和阿尔茨海默病 9 。虽然 TMS 是一种经过临床验证的疗法,但这种疗法有两个主要局限性。首先,TMS 系统目前需要大约 3 MW 10 的大峰值功率,这意味着它们目前仅获准在诊所使用。因此,对于住得离 TMS 设施较远或无法从工作或其他生活中抽出时间接受日常 TMS 治疗的患者,无法使用 TMS。其次,每次治疗定位可能不精确,因为每次患者在诊所时都必须对准刺激器。虽然还有其他非侵入性脑刺激形式,如经颅直流刺激 (tDCS) 和经颅交流刺激 (tACS),但没有一种家用神经刺激技术得到广泛使用,可能是因为非侵入性电刺激器产生的电场无法达到直接激活大脑区域所需的场强,而不会激活头皮中的神经,而头皮神经会产生疼痛的副作用 11 。植入式刺激器可以提供精确的电刺激,持续激活大脑,但这些植入物需要复杂的外科手术,其成本和复杂性可能会限制患者的接受度。传统上,慢性刺激器的植入包括由电池供电的植入式脉冲发生器 (IPG),通过电线连接到刺激部位 12–15 。当 IPG 植入胸部时,导线必须穿过头部和颈部,据报道,4% 至 15% 的植入导线会因频繁移动而发生导线移位和断裂 16,17 。或者,也可以将 IPG 植入颅骨中,这需要患者接受开颅手术 18,19 。尽管如此,这些类型的设备已成功用于根据这些临床试验的数据,FDA 已批准使用 TMS 治疗难治性抑郁症,并且如果患者对传统抗抑郁疗法无效,大多数保险公司会报销多次诊所治疗的费用 6。还有有希望的数据表明,TMS 可用于治疗强迫症 7、PTSD 8 和阿尔茨海默病 9。虽然 TMS 是一种经过临床验证的疗法,但这种疗法有两个主要局限性。首先,TMS 系统目前需要大约 3 MW 10 的大峰值功率,这意味着它们目前仅被批准用于诊所。因此,对于那些住得离 TMS 设施很远或无法抽出时间离开工作或其他生活活动来参加日常 TMS 治疗的患者来说,TMS 是无法使用的。其次,由于患者每次在诊所时都必须对准刺激器,因此每次治疗的定位可能不精确。虽然还有其他非侵入性形式的脑刺激,如经颅直流电刺激 (tDCS) 和经颅交流电刺激 (tACS),但没有一种家用神经刺激技术得到广泛使用,可能是因为非侵入性电刺激器产生的电场无法达到直接激活大脑区域所需的场强,而不会激活头皮中的神经,而头皮神经会产生疼痛的副作用 11 。植入式刺激器可以提供精确的电刺激,持续激活大脑,但这些植入物需要复杂的外科手术,其成本和复杂性会限制患者的采用。传统上,慢性刺激器的植入包括由电池供电的植入式脉冲发生器 (IPG),通过电线连接到刺激部位 12–15 。当 IPG 植入胸部时,导线必须穿过头部和颈部,据报道,4% 至 15% 的植入导线因频繁移动而导致导线移位和断裂 16,17 。或者,也可以将 IPG 植入颅骨中,这需要患者接受开颅手术 18,19 。尽管如此,这些类型的装置已成功用于根据这些临床试验的数据,FDA 已批准使用 TMS 治疗难治性抑郁症,并且如果患者对传统抗抑郁疗法无效,大多数保险公司会报销多次诊所治疗的费用 6。还有有希望的数据表明,TMS 可用于治疗强迫症 7、PTSD 8 和阿尔茨海默病 9。虽然 TMS 是一种经过临床验证的疗法,但这种疗法有两个主要局限性。首先,TMS 系统目前需要大约 3 MW 10 的大峰值功率,这意味着它们目前仅被批准用于诊所。因此,对于那些住得离 TMS 设施很远或无法抽出时间离开工作或其他生活活动来参加日常 TMS 治疗的患者来说,TMS 是无法使用的。其次,由于患者每次在诊所时都必须对准刺激器,因此每次治疗的定位可能不精确。虽然还有其他非侵入性形式的脑刺激,如经颅直流电刺激 (tDCS) 和经颅交流电刺激 (tACS),但没有一种家用神经刺激技术得到广泛使用,可能是因为非侵入性电刺激器产生的电场无法达到直接激活大脑区域所需的场强,而不会激活头皮中的神经,而头皮神经会产生疼痛的副作用 11 。植入式刺激器可以提供精确的电刺激,持续激活大脑,但这些植入物需要复杂的外科手术,其成本和复杂性会限制患者的采用。传统上,慢性刺激器的植入包括由电池供电的植入式脉冲发生器 (IPG),通过电线连接到刺激部位 12–15 。当 IPG 植入胸部时,导线必须穿过头部和颈部,据报道,4% 至 15% 的植入导线因频繁移动而导致导线移位和断裂 16,17 。或者,也可以将 IPG 植入颅骨中,这需要患者接受开颅手术 18,19 。尽管如此,这些类型的装置已成功用于每次治疗定位可能不精确,因为患者每次去诊所时都必须对准刺激器。虽然还有其他非侵入性形式的脑刺激,如经颅直流电刺激 (tDCS) 和经颅交流电刺激 (tACS),但没有一种家用神经刺激技术得到广泛使用,可能是因为非侵入性电刺激器产生的电场无法达到直接激活大脑区域所需的场强,而不会激活头皮中的神经,从而产生疼痛的副作用 11 。植入式刺激器可以提供精确的电刺激,持续激活大脑,但这些植入物需要复杂的外科手术,其成本和复杂性可能会限制患者的采用。慢性刺激器的植入传统上包括由电池供电的植入式脉冲发生器 (IPG),并通过电线连接到刺激部位 12–15 。当 IPG 植入胸部时,导线必须穿过头部和颈部,频繁移动会导致导线移位和断裂,据报道,植入导线中有 4% 至 15% 会发生这种情况 16,17 。或者,也可以将 IPG 植入颅骨中,这需要患者接受开颅手术 18,19 。尽管如此,这些类型的设备已成功用于每次治疗定位可能不精确,因为患者每次去诊所时都必须对准刺激器。虽然还有其他非侵入性形式的脑刺激,如经颅直流电刺激 (tDCS) 和经颅交流电刺激 (tACS),但没有一种家用神经刺激技术得到广泛使用,可能是因为非侵入性电刺激器产生的电场无法达到直接激活大脑区域所需的场强,而不会激活头皮中的神经,从而产生疼痛的副作用 11 。植入式刺激器可以提供精确的电刺激,持续激活大脑,但这些植入物需要复杂的外科手术,其成本和复杂性可能会限制患者的采用。慢性刺激器的植入传统上包括由电池供电的植入式脉冲发生器 (IPG),并通过电线连接到刺激部位 12–15 。当 IPG 植入胸部时,导线必须穿过头部和颈部,频繁移动会导致导线移位和断裂,据报道,植入导线中有 4% 至 15% 会发生这种情况 16,17 。或者,也可以将 IPG 植入颅骨中,这需要患者接受开颅手术 18,19 。尽管如此,这些类型的设备已成功用于
摘要 深部脑刺激是一种基于设备的神经外科技术方法,是治疗帕金森病运动障碍的独特而专门的方法。它的基本功能是减轻运动症状和恢复运动功能。然而,在脑的 STN 中插入小微电极是一项复杂的任务。嵌入微传感器(微电极)和编码 DBS 设备具有挑战性,并且是最终结果/临床结果的主要量化重要因素。本研究介绍了最新的科学成果——帕金森病研究,并强调了包罗万象的众所周知的网络与精确达到目标的 DBS 相结合的重要性。DBS 还为研究帕金森病大脑中各种皮层下结构的电活动(即振荡神经活动)提供了独特的机会。推进解剖结构和功能网络的目标,专注于病理神经活动的发明,将解决和改善 DBS 的临床结果并降低运动障碍。该研究还通过实验研究了目标皮层下结构和靶向方法的最新发现,并提出了全面细致的创新技术和创造性机制,这些技术和机制支持编码 DBS 技术并加速选择内置生物反馈信号中的参数期望,即 DBS 中整合的生物标志物和局部场电位,现在被定义为自适应闭环 DBS 系统。这些科学进步的重点是实现通过最不可能/最不可能的运动障碍来预防主要运动特征。增强对涉及病理神经元和神经活动的计算生成的解剖结构和功能网络的针对性将在临床和预后上推进 DBS 效应,并消除运动障碍和构音障碍(不良影响)。
联系人地址4主要代表4购买信息5产品注册6为什么要注册您的购买?6 How to Register Your Purchase 6 Product Announcement Mailing List 6 EU Declaration of Conformity 8 History of the DS2A 9 Hardware & Controls Overview 10 Major Features 11 Symbols Used 12 Trigger Sources & Input Requirements 12 External Pulse Duration Control 14 Single-Shot Trigger Button 14 Output Characteristics 15 Output Impedance 15 Device Mounting 16 Accessories 16 Batteries 16 Battery Testing 17 Battery Life 17 Battery Replacement 17 Internal View & Jumpers 19 “Single” Jumper 19规格20保修信息22有限保修22获得保修服务22产品更改或中止22参考23常见问题24操作员注26
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(1)登记事项证明书或者住所证明书 (2)驾驶执照等的复印件(属于第4项的情况除外) (3)证明建设申请人是社会保护法第6条第1项规定的保护对象或者促进留在中国等的日本人顺利回国及支援留在中国等的日本人及其特定配偶永久回国自立的法律第14条规定的抚养给付对象(以下称为“保护对象等”)的文件(仅当建设申请人是保护对象等时才附加)
最初的批准是基于 PMA 研究,该研究纳入了 69 名患者,有效率为 72.5%。另外增加了 21 名难治性患者队列,这些患者既往接受过多种手术并且使用不同方式的电刺激均未成功,有效率达 33.3%。接受治疗的 90 名患者中,79 名在治疗终止后至少进行了 4 年的随访,随访率为 88%。随访结果是 45 名患者痊愈,4 名之前痊愈的患者死亡,3 名在治疗结束时“痊愈”的患者通过额外治疗痊愈。仅计算 45 名无条件治愈的患者,4 年随访时的有效率为 50%。随后一家独立机构在 1988 年 3 月至 1990 年 9 月对 295 名患者进行了调查,结果显示有效率达 73.2%。
任何仪器、设备、器具、软件、材料或其他物品,无论是单独使用还是组合使用,连同任何附件,包括制造商旨在专门用于诊断和/或治疗目的的软件,以及其正确应用所必需的软件,制造商旨在用于人类的以下目的: — 疾病的诊断、预防、监测、治疗或缓解, — 伤害或残疾的诊断、监测、治疗、缓解或补偿, — 解剖或生理过程的研究、更换或修改, — 受孕的控制,并且其在人体内或人体上的主要预期作用不是通过药理学、免疫学或代谢手段实现,但可以通过此类手段辅助其发挥作用