中国科学院自动化研究所脑网络组与脑机接口北京市重点实验室的科研成果——全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS）。阐述了该设备在研制过程中突破的技术难题，以及其在临床和科研方面的巨大应用潜力。
3月26日有消息传来，中国科学院自动化研究所脑网络组携手脑机接口北京市重点实验室，成功研制出了全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS）。这一令人瞩目的科研成果已经在国际学术期刊《自然・通讯》（Nature Communications）上发表。
▲ 可穿戴式重复经颅磁刺激
在这款设备的研制过程中，科研团队面临诸多挑战，但他们凭借卓越的智慧和不懈的努力，成功突破了两大关键难题。
第一个难题是轻量级磁芯线圈设计。通过这一创新设计，TMS的单脉冲能量损耗大幅降低，降至传统商用rTMS设备的1/10以下。同时，最大功率也从10 kW显著降至800 W。令人惊喜的是，在能量损耗和功率降低的情况下，刺激强度和线圈重量却能维持不变，这无疑是一项了不起的成就。
第二个难题是高功率密度高压脉冲驱动技术。科研团队运用这项技术，将驱动器的功率密度提高至传统商用rTMS设备的10倍以上。更为关键的是，主机的重量从原本的55kg锐减至3公斤，并且实现了由电池供电，真正做到了全场景的可穿戴应用，为设备的广泛使用提供了极大的便利。
从中国科学院自动化研究所进一步了解到，这款可穿戴rTMS设备在临床和科研领域都展现出了巨大的应用潜力，具体体现在以下几个方面：
在临床治疗方面，它为抑郁症等神经精神疾病的治疗带来了全新场景的解决方案。患者可以随时、随地、随身使用该设备，这不仅扩大了受众群体，还能有效降低就医成本，提高治疗依从性，让更多患者受益。
在科研领域，该设备为研究自然场景下脑功能的动态变化提供了全新工具。它有助于科研人员因果地验证自由运动过程中不同脑区的功能，为脑科学的深入研究打开了新的窗口。
值得一提的是，可穿戴的rTMS设备未来还有着广阔的发展前景。它可以与脑电、近红外等非侵入式脑信号检测技术相结合，有望让闭环脑机接口从实验室走向真实场景的大规模应用，推动脑科学技术的进一步发展。
本文介绍了中国科学院自动化研究所研制的全球首款电池供电可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS），该设备突破了轻量级磁芯线圈设计和高功率密度高压脉冲驱动技术难题，在临床治疗神经精神疾病、科研研究脑功能动态变化以及推动闭环脑机接口应用等方面具有巨大潜力。
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