物质使用障碍(SUD)是重大的医学挑战,特别是对于阿片类和甲基苯丙胺依赖患者,现有治疗手段疗效有限。伏隔核(NAc)作为大脑奖赏通路的核心节点,已被脑深部电刺激研究所验证,成为神经调控治疗成瘾的潜在靶点。
低强度经颅聚焦超声(FUS)是一种可穿透颅骨进行靶点刺激的新型技术,具有空间分辨率高、无需侵入性植入电极等优势。美国西弗吉尼亚大学洛克菲勒神经科学研究所Ali Rezai团队自2021年起,使用Insightec公司生产的Exablate Neuro 220kHz设备,开展了一系列相关研究。前期开放标签试验显示出患者对物质渴求和使用产生了显著且持续的改善效果。在此基础上,该团队于2024年3月启动了随机双盲假对照临床试验(NCT06218706),旨在进一步验证NAc FUS治疗严重SUD的有效性与安全性。
然而,2025年10月31日,团队在《Brain Stimulation》(IF:8.4)报道了一例在经颅聚焦超声过程中发生的严重不良事件——患者出现脑内微出血、水肿及远期脑容积丢失(doi:10.1016/j.brs.2025.10.012),以期为无创神经调控的安全性管理提供参考。尽管该团队此前已在35例成瘾患者中完成类似治疗且未发生严重不良事件,但此次事件凸显了低频长脉冲经颅超声调控中空化风险的不可忽视性。
患者为44岁男性,患有治疗抵抗性SUD(阿片类药物依赖约20年,甲基苯丙胺依赖约10年),曾发生约6次药物过量,多次住院及门诊治疗失败。合并疾病包括丙型肝炎、胃食管反流、哮喘和睡眠障碍,均非研究排除标准。患者最初被随机分配至假刺激组,完成治疗及12周观察期间多次复发甲基苯丙胺和可卡因,其后同意交叉至活性治疗组。活性治疗当天早晨,患者常规评估、尿药筛查阴性,接受丙泊酚和右美托咪定镇静后安装立体定向头架。术前CT显示颅骨密度比为0.41,属于正常范围。治疗采用Insightec 220kHz系统,同时利用磁共振测温监测温度,并配备声学反馈接收器,一旦超过阈值立即停止辐照。每个治疗模块包括双侧NAc辐照,持续300秒,最多6个模块;每次辐照采用100ms脉冲宽度,约3.3%占空比,有效脉冲重复时间3秒,每个NAc靶点包含四个依次处理的子点,声输出功率最高达100W。
在第一次90W辐照进行至89秒时,因声学反馈信号超过制造商设定的安全阈值而自动暂停,但该现象在既往多数参与者中也曾发生,从未伴随神经行为或影像学异常。此时MR测温显示靶点温度无升高,患者也无神经行为改变。紧接着进行的第二次90W辐照持续300秒,未出现声反馈暂停。然而辐照结束后,患者立即变得无法唤醒,格拉斯哥昏迷评分为E1M5V1,对称性运动反应,治疗随即中止。紧急MRI显示靶点区域内外均出现点状微出血,但无明显脑实质内血肿。
患者生命体征在整个过程中保持稳定,被转入重症监护室。动脉/静脉血气分析显示高碳酸血症(PCO₂分别为52/58 mmHg),经双水平正压通气后缓解。患者在24小时后恢复意识,但意识状态波动。随后数周,患者逐步改善,变得警觉且注意力集中,但仍有间歇性混乱。术后5个月,患者无局灶性神经功能缺损,可自主行走,日常生活基本独立,但存在记忆力差、间歇性混乱及失禁发作。患者否认药物渴求,行为状态接近术前基线。随访MRI显示水肿和微出血逐渐演变,出现相应的弥散受限结构性改变,以及靶点区域及其周围脑容积丢失。
团队联合临床、工程、神经放射学及设备制造商进行全面审查,确认设备运行符合设计及批准规范。治疗日志分析显示,第二次辐照期间出现了异常高且不规则的声学反馈模式,但未达到安全停止标准;整体模式提示惯性空化导致了脑损伤。患者静脉输液管路中未见气泡,也未使用微泡造影剂,术中也未吸入氧气。术前的嗜睡与鼾声可能促进了二氧化碳蓄积,但缺乏血气分析证据。
为进一步提升治疗安全性,研究团队与美国食品药品监督管理局(FDA)及Insightec公司合作,改进了设备声学反馈监测与每子点的停止标准。具体而言,将专门采用功率调制模式,根据空化信号动态调整发射功率,确保声反馈不超过安全阈值。同时,增加术中MRI成像频率以加强患者监测。这些额外安全与监测标准已获FDA批准。
然而,该病例报告发表后,Openwater Health公司高级超声工程师Muhammad Zubair在同期杂志上发表述评指出,“作者将其风险缓解策略描述为依赖声学反馈控制,而非限制机械指数。这令人担忧,原因有三:第一,它否定了机械指数作为生物物理安全限值的地位;第二,它接受空化作为正常操作的一部分,依赖实时检测在损伤发生前停止治疗;第三,没有提供任何关于被动空化检测经颅骨性能的数据,没有校准结果、阈值或延迟数值。该病例报告自身的日志回顾指出,在第二次90W声辐照期间出现了‘高且不规则的声学反馈’,但系统并未停止,这意味着阈值或检测延迟存在不足。”
值得一提的是,述评还尖锐指出原始论文缺失多项关键暴露参数,“这一情况暴露了学术研究、临床试验和专有技术交织的一个系统性问题。如果将基本安全参数视为知识产权,研究界将失去独立评估和控制的能力……我承认学术与产业合作的复杂性,也接受制造商可能会保护某些工程细节。然而,(这些基本安全参数)不应成为商业秘密,监管或伦理机构更应在关乎安全的核心场景下获知此类信息。”
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