摘要：近日，中国科学院自动化研究所的研究团队成功开发了一款便携式、可穿戴的经颅磁刺激（rTMS）设备。该设备由电池供电，可在步行或日常活动中提供治疗性磁脉冲，有望突破现有TMS设备对静态使用场景的限制，为神经调控和康复治疗带来新的可能性。相关研究成果已发表于《Nat

近日，中国科学院自动化研究所的研究团队成功开发了一款便携式、可穿戴的经颅磁刺激（rTMS）设备。该设备由电池供电，可在步行或日常活动中提供治疗性磁脉冲，有望突破现有TMS设备对静态使用场景的限制，为神经调控和康复治疗带来新的可能性。相关研究成果已发表于《Nature Communications》。

突破现有技术局限，助力移动化治疗

重复经颅磁刺激（rTMS）是一种非侵入性神经调控技术，广泛用于抑郁症、卒中后运动功能障碍及其他神经精神疾病的治疗，同时也在认知与运动功能研究中发挥重要作用。然而，现有的TMS系统普遍体积庞大，需要外接电源，仅适用于临床环境中的静态使用。这一局限不仅影响对动态环境下大脑活动的研究，也使患者难以在日常生活中接受治疗，增加了治疗成本和依从性挑战。

此前，尚无电池供电或可穿戴式设备能够达到触发直接神经元响应所需的刺激强度。为解决这一难题，研究团队结合轻量化线圈设计和高压脉冲技术，成功研制出全球首款可在自然运动状态下进行神经调控的便携式rTMS设备。

创新设计：轻量化头戴线圈与便携电源

该系统由头戴式刺激线圈和后背佩戴的控制与电源单元两部分组成。其中，研究人员设计了一种新型8字形线圈，采用特殊磁芯材料，在提升磁场强度的同时降低能耗，使其能够在仅依靠电池供电的情况下提供有效的神经刺激。

控制与电源单元重量仅约1千克，可通过肩带固定在背部，内置高功率转换器，能够在18伏电池的支持下输出最高1,600伏、500毫安的电脉冲，并具备能量回收功能，有效延长电池寿命并减少热量积聚。实验表明，该设备可在单次充电下提供超过8,000次磁刺激，且线圈温度始终保持在国际医疗设备安全标准范围内，不会因高频使用而过热。

实验验证：动态环境下有效刺激大脑

为了验证设备的有效性，研究团队对15名健康成年人（年龄25-40岁）进行了实验测试。研究人员首先利用计算机模拟评估该设备在人体大脑中的电场分布，并与商业化TMS设备进行比较，测量了脉冲宽度、磁通密度、温升和重复频率等关键参数。

在人体实验中，受试者在静坐和步行状态下分别接受运动皮层的磁刺激，并通过肌电图（MEP）记录手部与腿部肌肉的反应。实验结果显示，在步行状态下，肌电反应幅度比静息状态下增加了两倍以上，表明该设备可在自然运动过程中提供有效的神经刺激。

测量数据显示，该可穿戴设备可产生1.2特斯拉（Tesla）的磁场强度，脉冲宽度348微秒（microseconds），其性能与商业化rTMS系统相当。设备支持高达100Hz的刺激频率，可执行10Hz和Theta Burst（θ节律）等标准化刺激模式，满足临床治疗需求。

未来展望：家庭化与智能化发展

尽管本次研究主要在实验室环境下进行，研究团队认为未来该设备有望应用于家庭康复和移动治疗。下一步，研究人员计划将设备与脑电监测系统（EEG）集成，实现实时反馈与自适应调节，从而支持闭环神经调控（closed-loop neuromodulation），提升个性化治疗效果。

这一突破性的便携式rTMS设备不仅为脑科学研究提供了新的工具，也有望显著降低神经精神疾病患者的治疗门槛，为远程康复、居家治疗和个性化干预提供全新解决方案。

参考文献：Zihui Qi et al, A wearable repetitive transcranial magnetic stimulation device, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58095-9

来源：科学家干货