通过选择特定的候选电极实现经颅颞部干扰刺激的快速精准参数优化

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《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Fast and Accurate Parameter Optimization of Transcranial Temporal Interference Stimulation by Selectively Employing Target-Specific Candidate Electrodes

【字体：大中小】 时间：2026年08月10日 来源：IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering 6.6

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　　摘要：经颅颞部干扰刺激是一种无需侵入即可调节大脑深层区域的方法，且对新皮层的激活作用有限。要实现精准的颞部干扰刺激，需要针对个体优化刺激参数，包括电极配置和电流强度。然而，传统的穷举搜索方法计算成本高昂，限制了针对个体参数优化的临床应用。我们提出了一种目标特定的受限穷举搜索策略，

摘要：

经颅颞部干扰刺激是一种无需侵入即可调节大脑深层区域的方法，且对新皮层的激活作用有限。要实现精准的颞部干扰刺激，需要针对个体优化刺激参数，包括电极配置和电流强度。然而，传统的穷举搜索方法计算成本高昂，限制了针对个体参数优化的临床应用。我们提出了一种目标特定的受限穷举搜索策略，在保持传统穷举搜索优化可靠性的同时大幅降低计算负担。通过40个个体有限元头部模型，采用传统穷举搜索方法找到了三个大脑深层目标（伏隔核、海马体头部及尾状核）的最佳两对电极刺激参数。随后根据多个受试者中观察到的电极选择模式，确定了针对每个目标的具体候选电极子集，仅在这些子集范围内进行搜索，从而实现了受限穷举搜索。我们采用了四折交叉验证方法来评估目标函数和计算时间的平均变化情况，并将其与传统穷举搜索结果进行比较。此外还通过参数分析确定了每个目标为保持良好性能所需的最小电极子集规模。在所有三个目标上，受限穷举搜索的优化精度与传统穷举搜索相当，但计算时间减少了约30到100倍，使得优化过程能在几分钟甚至几秒内完成。尤其是针对伏隔核时，能够在不影响刺激效果的前提下实现最大的搜索空间缩减。这是首项通过识别个体间特定的电极选择模式来优化经颅颞部干扰刺激的研究。该受限穷举搜索策略利用这些模式，保持了优化的确定性……

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