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tcVNS对健康犬脑电图(EEG)和心率变异性(HRV)的影响

时间:2025-08-23作者:财阀佳分类:时尚科技浏览:4502

犬类与人类的脑电信号(EEG)和心率变异性(HRV)异同

相同点:

EEG频带划分标准一致:

均采用delta (1–4 Hz)、theta (4–8 Hz)、alpha (8–13 Hz)、beta (13–30 Hz) 频带。

tcVNS的生理效应相似:

EEG:刺激后theta/alpha功率显著降低,与人类研究中"脑活动去同步化"现象一致。

HRV:SDNN指数显著升高(反映迷走神经张力增强),平均心率下降,与人类tcVNS研究结果吻合。

不同点:

解剖与反应特异性:

犬类迷走神经心脏分支更靠尾侧,左侧刺激仍可能引发心动过缓(人类以右侧为主)。

伪影影响:

犬类"活跃"状态下低频带(delta/theta)功率升高,可能因运动伪影(如肌肉颤动)污染低频信号,而人类伪影多集中于高频带。

EEG节律差异:犬类缺乏明确的枕叶优势alpha节律(人类闭眼时的特征),且清醒状态EEG形态更易受运动伪影干扰。

HUIYING

临床研究

1.研究方法:

样本:6只健康犬,佩戴同步EEG+Holter设备(图1–3)。

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图1 犬镇静状态下经皮脑电电极放置与固定示意图

图2犬头颈部电极导线连接预包扎示意图

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图3 犬苏醒后头部绷带及Holter/EEG设备固定效果

刺激协议:

使用gammaCore-VET设备(图4),左侧颈部分叉处刺激120秒(前30秒滴定耐受强度,后90秒维持)。

图4 tcVNS实验流程时间轴示意图

刺激参数:5 kHz正弦波脉冲,25 Hz频率。

数据分析:

EEG:选取"平静"(躺/坐)与"活跃"(站立/探索)状态的4秒无伪影片段(图5),分析频带功率(图6)及频谱(图7)。

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图5 犬"平静"状态4秒脑电图示例

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图6 tcVNS刺激前后各频带平均功率对比(箱线图)

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图7 tcVNS刺激前后合并通道频谱功率变化

HRV:计算1小时刺激前后的平均SDNN指数和心率(图8、9)。

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图8 tcVNS刺激前后SDNN指数对比柱状图

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图9 六只犬平均心率变化趋势图(刺激前/中/后)

统计模型:广义线性混合模型(GLMM),校正个体、行为状态等随机效应。

2.关键结果:

指标 变化方向 显著性
EEG功率(图5、图6、图7
- Theta频带 ↓ (刺激后) *p=0.02*
- Alpha频带 ↓ (刺激后) *p=0.04*
- Beta频带 ↓ (刺激后) *p=0.035*
HRV(图8、图9
- SDNN指数 ↑ (刺激后) p<0.01
- 平均心率 ↓ (刺激后) p<0.01

耐受性:5/6犬耐受良好(最高强度2–4.5级),仅见短暂不适(如颈部肌肉抽动、发声)。

HUIYING

总结

生理效应验证:tcVNS在健康犬中可安全诱发与人类相似的EEG(低频功率↓)和HRV(SDNN↑)变化,证实其激活迷走神经通路的有效性。

临床意义:

为犬耐药性癫痫的辅助治疗提供依据,但需长期研究验证疗效。

HRV改善提示tcVNS或对犬心力衰竭等自主神经失调疾病有治疗潜力。

局限与展望:

小样本试点研究(*n*=6),缺乏对照组。

未来需扩大样本、设置假刺激对照,并探索慢性刺激方案(如剂量、疗程)。

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回映产品 :外周神经系统(PNS)调控设备

产品:经耳迷走神经刺激(taVNS)本产品采用经耳迷走神经刺激(taVNS)技术,通过非侵入性电刺激耳甲腔及耳甲艇的迷走神经分支,精准调控耳部迷走神经分支(耳甲腔CO10、耳甲艇CO15等穴位);具有多种刺激模式、信号调节范围大,直接作用于神经生理机制,可适用于睡眠障碍、焦虑症状、认知障碍、乏力、食欲减退、偏头痛、以及癫痫等多种疾病的辅助治疗。

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经耳迷走神经电刺激(taVNS)

da699072-79cf-11f0-9080-92fbcf53809c.png回映自研经耳迷走神经电刺激耳甲电极

基本参数

刺激强度:0 - 30mA;

刺激频率:1 - 200Hz;

刺激脉宽:100 - 1000us;

刺激维持ON状态:1 - 500s;

刺激间歇OFF状态:1 - 500s;

淡入淡出时间:0 - 10s.

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回映产品 :多模态生理参数采集设备

产品1:单通道肌电/心电/皮电采集设备

单通道肌电采集设备创新性地采用type-C转脑电电极以简单轻便的方式实现了单通道肌电、心电、皮电采集,且基于结构与硬件的特殊设计,支持高原环境下进行采集。另外产品总体结构采用魔术贴设计,方便于全身佩戴。

适用领域:单通道生理参数采集

dab5b9de-79cf-11f0-9080-92fbcf53809c.png单通道肌电/心电/皮电采集设备

基本参数

1.模数转换:24位;

2.通道数:2;

3.示值准确度:误差不大于±10%或±2μV,两者取较大值;

4.测量范围:测量范围±350mV;

5.分辨率:分辨率≤2uV;

6.系统噪声:系统噪声≤1uV;

7.通频带:通频带为20Hz~250Hz(不包括陷波波段);

8.差模输入阻抗:差模输入阻抗大于5MΩ;

9.共模抑制比:共模抑制比大于100dB;

10.工频陷波器:设备有50Hz陷波器,衰减后幅值不大于5μV(峰-谷值);

11.工作噪音:工作噪音不大于65dB(A);

产品2.基于干电极的32通道脑电采集仪

高质量脑电信号采集对于精准识别和分析非癫痫样异常(如弥漫性慢波、局灶性δ活动)至关重要。为此可以了解我们研发的一款32通道可穿戴脑电采集仪,采用高精度干电极采集脑电信号,无需导电膏即可快速佩戴,极大提升了受试者的舒适度和操作效率,特别适合长时间或动态环境下的数据采集。该设备不仅能通过全覆盖设计捕捉全脑电活动细节,还采用了type-C智能转接技术和抗干扰硬件架构,有效减少了运动噪声和电磁干扰对信号的影响,在高原或移动场景中也能稳定输出低噪声波形。

适用范围:多通道生理参数采集

基本参数

采样率:≤ 16KSPS,每个通道独立可控制;

共模抑制比:≥ 120dB;

系统噪声:≤ 5uVrms;

模数转换率:24 位;

输入信号范围:±375mVpp;

通频带:直流耦合放大,保留全部低频信号;

事件同步输入:无线同步,时间精度<1ms;

供电方式:可充电锂电池;

工作时间:单电池供电不低于4 小时;

优势:可支持高原环境采集。

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