神经系统疾病作为一种功能性疾病,严重威胁着人类健康,且目前仍未发现有效的治疗方法。诸如经颅磁刺激及经颅电刺激等无创神经调控技术均存在刺激深度不足以及空间分辨率低的缺点。超声刺激作为一种新型的无创神经调控技术,其具有足够的刺激深度和良好的空间分辨率。但目前尚没有同时具备多参数发射脉冲可调及串口控制的超声刺激系统。为了克服该缺陷,该文研制了一种便携式参数可调的低强度经颅超声刺激系统,并通过神经元响应数据分析验证了系统的可行性。首先,研制了低强度经颅超声刺激系统,以此为核心,搭建了超声生物刺激平台并对其性能参数进行了分析测试。超声刺激系统硬件电路以FPGA为控制核心,包含激励脉冲可调的发射模块电路以及FPGA逻辑控制电路模块。发射模块包括MOS管驱动器、反激式开关电源电路模块、功率放大模块。FPGA逻辑控制模块包括系统的供电模块、时钟模块以及FPGA芯片。软件设计主要包括FPGA逻辑软件以及上位机通信软件设计。FPGA逻辑软件主要负责实现超声刺激系统激励脉冲参数的调节,FPGA通过规定的通信协议与上位机通信,在PC端显示所要监测的信息,并且可以通过该协议来完成FPGA对控制发射超声信号参数的调整。超声生物刺激平台性能指标分析及测试包括超声刺激信号分辨率的理论计算、超声刺激信号的聚焦测试以及超声刺激声强的测量计算。其次,获取了低强度经颅超声刺激神经元兴奋性响应数据,并对其进行了统计分析,验证了超声波控制机械敏感离子通道打开与闭合的机理。设计了一种基于低强度超声的离体脑组织刺激方法,以超声刺激前后神经元的场电位以及胞内钙离子浓度变化作为经颅超声刺激对神经元兴奋性的观测指标,揭示了经颅超声对神经元兴奋性的作用机制问题。最后,获取了低强度经颅超声刺激神经元生长发育的数据,并对其进行了统计分析,验证了超声波控制胞内钙离子浓度变化的机理。设计了一种基于低强度超声的原代神经元刺激方法,以刺激前后神经元胞体面积、突起长度、存活率及突起个数作为观测指标,揭示了低强度经颅超声刺激影响神经元生长发育的可能性。