经颅磁刺激治疗阿尔茨海默病的DLPFC靶向方法电场分布差异及线圈取向优化研究

推荐：本研究针对阿尔茨海默病（AD）患者经颅磁刺激（TMS）治疗中背外侧前额叶皮层（DLPFC）靶向精度不足的问题，通过比较功能性与解剖学靶向方法的电场（E-field）分布特征，首次揭示了功能靶点空间离散性更高、线圈取向（平行/垂直于LOI）对EROI和E⊥的差异化调控规律，为个性化TMS方案设计提供了电场优化新策略。

　　

阿尔茨海默病（AD）作为最常见的神经退行性疾病，其认知功能衰退与背外侧前额叶皮层（DLPFC）的神经网络损伤密切相关。经颅磁刺激（TMS）作为一种非侵入性脑刺激技术，虽在AD治疗中展现出潜力，但临床疗效存在显著个体差异。究其原因，传统靶向方法如"5 cm规则"或国际10-20系统定位的DLPFC靶点精度不足，且未能充分考虑刺激电场（E-field）在脑组织中的空间分布特性。更关键的是，功能靶向（基于fMRI）与解剖靶向（基于Brodmann分区）的电场差异、线圈取向对邻近脑区的影响等核心问题尚未系统阐明，这严重制约了TMS治疗AD的精准化发展。

针对这一科学瓶颈，首都医科大学宣武医院联合多学科团队在《NeuroImage: Clinical》发表创新研究。该研究首次同步分析30例AD患者和30例健康对照（HCs）的DLPFC功能靶点（以左侧海马为种子点的功能连接区）与解剖靶点（MNI坐标-38,44,26）的电场特征差异，采用SimNIBS软件建立个体化头模型，量化不同线圈取向下E_ROI（平均电场强度）和E_⊥（垂直皮层分量）的空间分布规律，并创新性提出以功能-解剖靶点连线（LOI）为基准的线圈取向优化策略。

关键技术方法包括：1）基于静息态fMRI（rs-fMRI）和T1加权像的多模态靶点定位；2）采用SimNIBS构建包含头皮、颅骨、脑脊液等多组织层的电磁场模型；3）设定80%静息运动阈值（rMT）的刺激强度（0.8 A/μs）；4）通过150°旋转梯度评估6种线圈取向的电场分布；5）统计比较功能靶点与解剖靶点的空间离散度、电场比值等参数。

3.1 靶点空间分布特征
功能靶点展现出显著的空间离散性（径向距离13.61±6.82 mm），是解剖靶点（5.17±2.66 mm）的2.63倍（P<0.001）。功能-解剖靶点间距达24.45±8.04 mm，但二者ROI脑体积无统计学差异（P=0.87），证实功能靶向存在更大个体化变异。

3.2 电场分布差异
当线圈对准功能靶点时，其E_ROI（0.68±0.082）与解剖靶点（0.67±0.086）无显著差异（P>0.05），但相邻解剖区电场强度降低35.3%（0.44±0.14），显示空间特异性。健康对照中该现象更显著，提示AD病理可能改变电场传播特性。

3.3 线圈取向调控效应
平行LOI取向时，功能靶点E_⊥（0.34±0.057）显著高于解剖靶点（0.27±0.048，P<0.001）；垂直LOI取向时，功能靶点E_⊥保持稳定（0.31±0.057）而解剖靶点降低33.3%（0.18±0.049），形成1.72倍电场比（P<0.001）。150°旋转时46.7%AD患者达到最大功能-解剖靶点电场比（2.18±1.34），60°时50%患者出现最小比值（1.23±0.22）。

这项研究开创性地揭示了AD患者DLPFC功能靶向的电场分布规律，提出三条重要结论：1）功能靶向具有更高的空间变异性和网络特异性，需个体化定位；2）垂直LOI的线圈取向可显著提升功能靶点激活同时抑制解剖靶点干扰；3）AD病理可能改变电场传播模式，健康对照的结论不能简单外推至患者。这些发现为临床TMS治疗提供了可量化的电场优化参数，特别是通过调整线圈角度实现"功能靶点激活+解剖靶点抑制"的双重调控，对提高AD神经调控的精准性具有里程碑意义。未来研究需结合弥散张量成像（DTI）进一步阐明白质通路对电场分布的影响，并通过随机对照试验验证不同取向的治疗效果差异。

（注：全文严格依据原文数据，专业术语如DLPFC、E_ROI等首次出现均标注英文全称，研究机构按国内规范翻译为"首都医科大学宣武医院"，保留所有统计学符号如P值、标准差±表示等）