一种外周神经调制系统、外周神经靶点标测方法及外周神经调制闭环控制方法

本申请涉及神经调控，具体而言，涉及一种基于超声成像与功能刺激双标测的外周神经调制系统、外周神经靶点标测方法及外周神经调制闭环控制方法。

背景技术：

1、外周神经病变及功能紊乱在临床实践中极为普遍，对患者健康和治疗效果产生深远影响。现代生活节奏加快与精神压力持续累积，导致自主神经失衡现象日益突出，表现为交感神经过度活跃而迷走神经调节功能相对减弱。这种失衡状态虽可短期调动机体潜能应对紧急状况，但长期持续将引发炎症反应、血管内皮损伤、代谢异常及心肾功能损害，进而诱发心脑血管疾病、代谢综合征甚至猝死等严重后果。通过调控外周神经活动以恢复自主神经平衡，已成为治疗相关疾病的关键研究方向。迷走神经刺激或交感传入信号抑制等策略，能够经中枢整合后降低交感张力，发挥降压、减缓心率、改善代谢及抗炎等生理效应。超声技术凭借其优异的组织穿透能力、精准聚焦特性及成像治疗一体化优势，逐渐成为神经调控的重要工具。低强度聚焦超声神经调控具有无创性、可逆性及靶向精准性特点，已在迷走神经刺激、交感传入信号调节及神经消融等领域开展多项实验与临床探索。

2、然而，现有外周神经超声调制技术仍面临多重技术瓶颈。首先，靶点定位过程严重依赖超声影像解剖结构识别，缺乏功能状态验证机制。例如，现有装置虽能集成超声成像与刺激换能器实现物理对准，或利用几何或多阵元换能器形成聚焦焦点进行神经探测，但仅能显示靶区形态学位置。颈动脉体、颈动脉窦等关键靶点在超声图像中仅呈现特定回声特征，无法区分功能性组织与非功能性组织，更难以判断当前生理或病理状态下靶点是否适宜干预。这种"可视但不可验"的局限导致靶点选择存在显著不确定性，治疗精准度严重不足。其次，生理信号监测体系过于单一，未能建立多维度特异性反应判据。现有技术多聚焦于脑电或单一物理参数采集，忽视了不同外周神经靶点的生理特性差异：颈动脉体作为化学感受器受刺激后主要引发呼吸与心血管反应，颈动脉窦作为压力感受器则产生血压与心率变化，星状神经节刺激则表现为同侧瞳孔及皮肤阻抗改变。现有方案既未针对靶点类型构建差异化反应指标体系，也缺乏对血压变化斜率、心率变异性等动态功能性参数的定量分析能力。再者，闭环调控技术主要局限于中枢神经系统应用，其反馈机制难以迁移至外周神经场景。中枢神经闭环系统调控往往有创，依赖脑血流速度或局部场电位等特异性信号；并具有多核团及不同水平的复杂调节，难以实现器官和组织的特异性功能调制。而外周神经调控涉及明确的脏器和范围，可实现具有明确靶标的功能调控，且两者在信号特征与调控目标上存在本质差异。目前尚无专门针对外周神经靶点的多维度生理信号闭环反馈控制方案。最后，现有技术缺乏普适性框架以适配不同靶点特性。颈动脉体、颈动脉窦、迷走神经颈段及星状神经节在解剖位置、功能机制及安全阈值方面差异显著，但现有方案多针对单一靶点设计，无法形成统一的技术路径。上述缺陷共同导致当前神经调节治疗处于定位模糊、反应评估粗放及调控过程非闭环的状态，严重制约治疗的安全性、有效性与临床转化潜力。

技术实现思路

1、本发明提供了一种外周神经调制系统、外周神经靶点标测方法及外周神经调制闭环控制方法，具有实现外周神经靶点的精准定位与功能验证，支持多维度生理信号反馈的闭环调控，提高治疗的安全性和有效性的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种外周神经调制系统，包括：

4、超声头，所述超声头包括超声影像换能器和超声刺激治疗换能器，所述超声影像换能器与所述超声刺激治疗换能器同轴安装，所述超声刺激治疗换能器的焦点在所述超声影像换能器的成像视野中具有对应的位置标示，所述超声头为手持式结构或可拆卸地固定于小型台架；

5、主机，与所述超声头连接，所述主机包括显示单元和控制单元；

6、生理信号采集单元，用于采集目标对象的生命体征信号和神经活动效应信号；

7、反馈控制单元，分别与所述生理信号采集单元和所述超声刺激治疗换能器连接，用于接收所述生理信号采集单元输出的信号，并根据所述信号的变化控制所述超声刺激治疗换能器的输出参数。

8、进一步的，本发明还提供了一种外周神经靶点标测方法，应用于本发明的基于超声成像与功能刺激双标测的外周神经调制系统，包括以下步骤：

9、通过所述超声影像换能器获取目标区域的超声影像，并参照解剖结构，识别候选神经靶点位置；

10、根据所述超声影像上显示的焦点位置标示，移动所述超声头或调节所述超声刺激治疗换能器的焦点位置，使所述焦点对准所述候选神经靶点；

11、控制所述超声刺激治疗换能器向所述候选神经靶点输出第一超声能量；

12、获取所述生理信号采集单元在所述第一超声能量输出前和输出后采集的信号；

13、计算所述信号在所述第一超声能量输出前后的变化量；

14、若所述变化量超过预设的阳性反应阈值，则判定所述候选神经靶点为功能性靶点，记录所述候选神经靶点的位置信息。

15、进一步的，本发明还提供一种外周神经调制闭环控制方法，应用于本发明的外周神经调制系统，包括以下步骤：

16、根据本发明的外周神经靶点标测方法获取功能性靶点的位置信息；

17、向所述功能性靶点输出第二超声能量，所述第二超声能量的声强高于所述第一超声能量的声强；

18、在输出所述第二超声能量的过程中，持续获取所述生理信号采集单元输出的信号，并计算所述信号相对于基线的实时变化量、实时变化率或实时变化百分比；

19、根据所述实时变化量、实时变化率或实时变化百分比与预设目标范围的比较结果，调节所述第二超声能量的输出功率、作用时间、脉冲参数或占空比；

20、当所述实时变化量、实时变化率或实时变化百分比达到所述预设目标范围时，停止输出所述第二超声能量或降低所述第二超声能量的输出功率。

21、有益效果

22、本发明的一种外周神经调制系统、外周神经靶点标测方法及外周神经调制闭环控制方法，通过集成超声成像与功能刺激双标测技术，结合多维度生理信号实时反馈机制，实现靶点解剖定位与功能状态验证的同步进行，并动态调节刺激参数以适配不同靶点特性，具有实现外周神经靶点的精准定位与功能验证，支持多维度生理信号反馈的闭环调控，提高治疗的安全性和有效性。

1.一种外周神经调制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外周神经调制系统，其特征在于，所述超声刺激治疗换能器为超声阵列，所述超声阵列为几何聚焦阵列和/或电子相控阵聚焦阵列；所述相控阵聚焦阵列通过电子程控实现焦点位置的动态移动。

3.根据权利要求1所述的外周神经调制系统，其特征在于，所述超声刺激治疗换能器具有连续波输出模式、脉冲波输出模式、程控脉冲序列输出模式、双频或多频差频输出模式、低占空比高瞬时功率输出模式中的至少一种工作模式。

4.根据权利要求1所述的外周神经调制系统，其特征在于，所述生理信号采集单元包括用于采集心电、血压、呼吸、血氧饱和度、呼吸流量、通气量或呼气氧含量的生命体征传感器，和/或用于采集肌交感神经活性、经皮交感神经活性、皮肤阻抗、出汗量、血管舒缩状态或瞳孔大小的神经活动效应传感器。

5.一种外周神经靶点标测方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的外周神经调制系统，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的外周神经靶点标测方法，其特征在于，所述阳性反应阈值根据靶点类型设定：

7.一种外周神经调制闭环控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的外周神经调制系统，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的外周神经调制闭环控制方法，其特征在于，所述向所述功能性靶点输出第二超声能量，所述第二超声能量的声强高于所述第一超声能量的声强中，所述输出第二超声能量的步骤采用分阶段治疗模式，包括：

9.根据权利要求7所述的外周神经调制闭环控制方法，其特征在于，所述获取功能性靶点的位置信息之后还包括：

10.根据权利要求7所述的外周神经调制闭环控制方法，其特征在于，所述第一超声能量的声强低于调制阈值，所述第二超声能量的声强达到或超过调制阈值。