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隨著TES技術臨床應用的不斷深入，研究人員不斷探索出新的刺激方法來提高刺激聚焦性、刺激強度和刺激深度，目前涌現出來更多優化的經顱電刺激方法諸如：高精度經顱電刺激 HD-tES、相移經顱交流電刺激Phase-shifted tACS、振幅調制經顱交流電刺激AM-tACS、時間干擾電刺激tTIS、交叉脈沖電刺激ISP、高強度經顱交流電刺激Hi-tACS等方法。下圖中為不同優化方式的具體示意。

圖1不同優化tES具體配置示意

A.傳統tACS:電極的位置由刺激的位置決定，強度低。

B. 高精度經顱電刺激HD-tES：藍色區域為陽極，黑色區域為陰極，通過4X1的方式實現高聚焦。

C.相移經顱交流電刺激Phase-shifted tACS：藍色區域為陽極，黑色區域為共同的陰極；兩個藍色電極所施加的刺激只是在相位上有所不同。

D. 振幅調制經顱交流電刺激AM-tACS：藍色區域為陽極，黑色區域為共同的陰極；由兩個藍色所施加的刺激電極分別是包絡波和調制波。

E. 時間干擾電刺激tTIS：藍色和黑色的區域是兩對具有不同高頻電刺激的電極，實現高深度和高聚焦的激活調控。

F. 交叉脈沖電刺激ISP：每個箭頭兩端有一對電極，每對電極的刺激時間不同，通過多對>100KHz的刺激電流實現高精度高聚焦且對刺激過程中實時采集腦電影響較小的調控方式。

HUIYING

高強度經顱交流電刺激Hi-tACS

強電流 tACS 概述強電流 tACS 采用交流脈沖方波，是提高刺激電流強度的優化方案之一，其刺激波形主要借鑒兩種改進的電刺激波形——利莫日（Limoge）波形和列別捷夫（Lebedev）波形。Limoge 電流刺激波形，由一個強度高且持續時間短的正脈沖和一個強度低且持續時間長的負脈沖組成Lebedev 電流刺激波形，由 1:2～1:5 比例的交流脈沖和直流信號組成，兩種刺激持續時間均為 3～4 ms，刺激電流包絡頻率為 77～78 Hz，具有良好的鎮痛效果。強電流 tACS 波形由高振幅和低振幅的雙相脈沖刺激組成，刺激包絡頻率為 77.5 Hz，電流強度可以高達 15 mA，配置電極放在前額和兩個乳突。當最高刺激強度設為 15 mA 時，其刺激波形如圖所示，圖中還展示了 15 mA 峰值電流處大腦表面法向電場強度（normE）的分布。強電流刺激的優勢與應用相較于傳統 TES，強電流 tACS 大幅提升了電流刺激強度，電流強度高達 15 mA，而不產生灼熱感等副作用。這是因為強電流 tACS 波形中無凈直流，其波形是由高頻信號、低頻信號和隨機信號調制獲得的包絡信號。此外，這種刺激模式采用大面積電極片，使得電流密度較小，皮膚感覺不明顯，例如：Wang 等采用了一片 4.45 cm × 9.53 cm的額間電極片和兩片 3.18 cm × 3.81 cm 的左右乳突電極片。

由于高刺激強度的設定，使強電流tACS 有效提升了到達腦深部核團的電場強度，強電流tACS可能使得下丘腦和腦干的部分結構興奮，促進某些神經遞質或受體的激活。尤其是，該刺激模式會刺激內源性阿片肽系統，從而增加 β-內啡肽等阿片肽的釋放。此外，強電流tACS 的作用效果還與下丘腦中情緒相關通路的激活有關。目前，該技術已用于抑郁和失眠的治療，臨床報告的不良反應較少且隨訪期內效果良好。強電流tACS已經通過美國食品藥品監督管理局（Food and DrugAdministration，FDA）認可，在國內也已經引進了TES治療儀Nexalin ADI（Nexalin Technology Inc.，美國），并獲得了國家藥品監督管理局認證許可。