Noninvasive realtime neuron-modulation by stretchable, large ultrasonic transducer arrays.

通过可拉伸的大型超声换能器阵列进行无创实时神经元调节。

基本信息

  • 批准号:
    10121612
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.69万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-06-01 至 2023-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY The goal of administrative supplementary project is to expand the existing R21 award in NIBIB on developing wearable ultrasonic device for small joints imaging to focus on chronic noninvasive neuromodulation for treating and alleviating Alzheimer’s disease and its related dementias (ADRD). Noninvasive neuromodulation provides a safe, convenient, and low-cost alternative to conventional invasive approaches. Among these noninvasive approaches, ultrasound has high spatial resolution and can penetrate to deep brain regions with high spatiotemporal resolution, in comparison with transcranial magnetic simulation (TMS) and transcranial direction current stimulation (tDCS). However, existing transcranial ultrasound devices present these following challenges. First, these devices are bulky and are only available in centralized hospitals. Second, they are rigid and do not conform to skulls with different sizes and shapes. Third, these devices are often composed of a small number of transducers that require high transmission power to compensate the skull attenuation and achieve effective modulation in the brain. We propose to design and develop a stretchable ultrasonic transducer array that will overcome all of these challenges. First, it has low form factors that allow portable and chronic neuromodulation on the go. Second, it is soft and can adapt to every skull of different sizes and shapes. Third, it is composed of a large array of transducers that allow low transmission power of each transducer and still maintain substantial modulation intensity in the focused deep regions. Additionally, the phased array control mechanism will enable steering the beam and stimulating the brain at any region on demand. If successful, it will enable treating and alleviating neurological disorders such as ADRD in real time, greatly improving the treating efficiency and outcome.
项目摘要 行政补充项目的目标是扩大尼比布的现有R21奖 开发可穿戴的超声设备,用于小关节成像,以专注于慢性无创 用于治疗和减轻阿尔茨海默氏病及其相关痴呆症(ADRD)的神经调节。 无创神经调节提供了一种安全,方便且低成本的替代方案 方法。在这些无创方法中,超声具有很高的空间分辨率,并且可以穿透 与经颅磁模拟相比,到具有高时空分辨率的深脑区域 (TMS)和trancranial方向电流刺激(TDCS)。但是,现有的thrancranial超声设备 提出以下挑战。首先,这些设备笨重,仅在集中式中使用 医院。其次,它们是刚性的,不符合具有不同尺寸和形状的头骨。第三,这些 设备通常由少数需要高传输功率的传感器组成 补偿头骨衰减并在大脑中实现有效的调节。我们建议设计和 开发可拉伸的超声波传感器阵列,该阵列将克服所有这些挑战。首先,它的低 允许在旅途中允许便携式和慢性神经调节的形式。其次,它柔软,可以适应 每个大小和形状的头骨的每个头骨。第三,它由大量的传感器组成,允许低 每个换能器的传输功率,并且仍然保持重点深度的大量调制强度 地区。此外,分阶段的阵列控制机构将使梁转向并刺激 任何区域都需要大脑。如果成功,它将能够治疗和减轻此类神经系统疾病 作为实时的ADRD,大大提高了治疗效率和结果。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Continuous monitoring of deep-tissue haemodynamics with stretchable ultrasonic phased arrays.
  • DOI:
    10.1038/s41551-021-00763-4
  • 发表时间:
    2021-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    28.1
  • 作者:
    Wang, Chonghe;Qi, Baiyan;Xu, Sheng
  • 通讯作者:
    Xu, Sheng
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