基于表面肌电图实时相位估计的闭环经皮脊髓刺激治疗原发性震颤

《IEEE Transactions on Nuclear Science》：EMG-Driven Phase-Locked Spinal Cord Stimulation Physiologically Modulates Essential Tremor

　　

摘要：

原发性震颤（ET）是最常见的运动障碍，但现有的药物治疗和手术治疗往往疗效不足或伴随显著风险。相位锁定神经调控为破坏病理性振荡提供了一种靶向方法，但其通过非侵入性脊髓刺激（tSCS）的实施在很大程度上仍未被探索。在本研究中，我们提出了一种基于表面肌电图（EMG）实时震颤相位估计的新型闭环tSCS框架，用于原发性震颤的治疗。该系统采用傅里叶线性组合器（FLC）算法逐样本跟踪解调后的EMG信号，从而实现短延迟刺激递送，同时减轻传统滤波或分解方法中固有的相位滞后。该框架在原发性震颤患者执行等长精细捏力任务时得到验证，刺激在震颤周期的八个等距相位中递送。结果表明，该系统具有技术可行性，其相对于试验均值的峰值至谷值震颤幅度调制约为20%。此外，在部分受试者中观察到相位依赖的频率调制现象，提示tSCS可能通过脊髓传入通路影响震颤发生的时间机制，而不会损害随意运动控制。这些发现初步证明，闭环tSCS能够在个体患者中产生相位依赖的震颤调制，其中生理调制是由刺激与患者自身神经生理学之间的精确时间同步驱动的。