본 발명은 초음파를 이용한 뇌자극 및 영상 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초음파를 이용한 뇌자극 및 영상 모니터링 시스템은, 두개골의 개방 부위에 삽입 배치되어 초음파를 발생시키며, 뇌자극 부위의 관측이 가능하도록 광투과성의 투명 소재로 형성되거나 중앙부가 개방된 구조로 형성되고, 상기 초음파를 타겟이 되는 뇌 자극 부위로 제공하는 초음파 변환자, 및 상기 초음파 변환자의 상측에 배치되어, 상기 초음파 발생 시 상기 초음파 변환자의 투명한 표면 또는 상기 개방된 중앙부를 통해 관찰되는 상기 뇌 자극 부위의 반응 영상을 모니터링하는 광학 영상부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 초음파 변환자를 두개골 윈도우로 활용하여 초음파를 기반으로 선택적 뇌자극이 가능하고 광학 영상을 통해 뇌자극 부위의 반응 영상에 대한 실시간 모니터링이 가능할 뿐만 아니라, 광학 영상 모니터링 결과에 대응하여 초음파 자극을 변화시킬 수 있는 초음파 기반의 뇌자극 및 영상 모니터링 플랫폼을 제공한다.