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.
项目概要 行政补充项目的目标是将 NIBIB 现有的 R21 奖项扩大到 开发用于小关节成像的可穿戴超声设备,专注于慢性无创 用于治疗和缓解阿尔茨海默病及其相关痴呆症(ADRD)的神经调节。 无创神经调节为传统有创神经调节提供了一种安全、方便且低成本的替代方案 在这些非侵入性方法中,超声波具有高空间分辨率并且可以穿透。 与经颅磁模拟相比,具有高时空分辨率的深部大脑区域 然而,现有的经颅超声设备。 首先,这些设备体积庞大并且只能集中使用。 其次,它们是刚性的,不符合不同大小和形状的头骨。 设备通常由少量传感器组成,需要高传输功率 我们建议设计和补偿颅骨衰减并实现大脑的有效调节。 开发一种可拉伸的超声波换能器阵列将克服所有这些挑战,首先,它具有低。 其次,它的形状因素允许在旅途中进行便携式和慢性神经调节。 第三,每个头骨都有不同的大小和形状。 每个换能器的传输功率,并且仍然在聚焦深部保持大量的调制强度 此外,相控阵控制机制将能够控制光束并刺激。 如果成功的话,它将能够治疗和减轻神经系统疾病。 实时诊断ADRD,大大提高治疗效率和效果。

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.
使用可拉伸超声相控阵连续监测深部组织血流动力学。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    28.1
  • 作者:
    Wang, Chonghe;Qi, Baiyan;Lin, Muyang;Zhang, Zhuorui;Makihata, Mitsutoshi;Liu, Boyu;Zhou, Sai;Huang, Yi;Hu, Hongjie;Gu, Yue;Chen, Yimu;Lei, Yusheng;Lee, Taeyoon;Chien, Shu;Jang, Kyung;Kistler, Erik B;Xu, Sheng
  • 通讯作者:
    Xu, Sheng
An epidermal patch for the simultaneous monitoring of haemodynamic and metabolic biomarkers.
用于同时监测血流动力学和代谢生物标志物的表皮贴片。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    28.1
  • 作者:
    Sempionatto, Juliane R;Lin, Muyang;Yin, Lu;De la Paz, Ernesto;Pei, Kexin;Sonsa;de Loyola Silva, Andre N;Khorshed, Ahmed A;Zhang, Fangyu;Tostado, Nicholas;Xu, Sheng;Wang, Joseph
  • 通讯作者:
    Wang, Joseph
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