TIDE：基于纤维束追踪信息的个体化经颅磁刺激强度剂量估计

经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）通常通过将刺激强度设定为静息运动阈值（resting motor threshold, RMT）的固定百分比来确定剂量，尽管基于运动系统获得的强度未必能在非运动靶点上产生可比的神经募集效应。我们提出了TIDE（Tractography-Informed Dose Estimation，基于纤维束追踪信息的剂量估计），这是一个基于 SimNIBS 的开源流程，旨在为非运动白质靶点推导个体化刺激强度。TIDE 将个体RMT测量、有限元电场建模以及弥散MRI纤维束追踪相结合，根据感兴趣通路的几何特征和刺激效率对刺激强度进行重新标定。 具体而言，该方法沿受试者特异性的流线计算激活函数，并估计使目标通路达到与皮质脊髓束在RMT下所产生激活水平相当时所需的刺激器输出，该输出以最大刺激器输出百分比表示。在一个由19名参与者组成的独立数据集中，刺激采用传统方式按RMT固定百分比确定剂量；结果表明，实际给予强度与TIDE估计强度之间的相对差异，与两个额斜束（frontal aslant tract, FAT）刺激位点上TMS诱发行为效应的大小相关，而仅实际给予的强度本身并无这种相关性。因此，TIDE将传统电场剂量设定从皮层电场幅值扩展到受试者特异性的通路几何特征，提供了一种超越“通路参与均一性”假设的方法，同时能够考虑个体间在通路特异性刺激效率方面的变异性。

经颅磁刺激（TMS）通常通过将刺激强度设定为静息运动阈值（RMT）的固定百分比来确定剂量，尽管基于运动系统推导的强度未必能够在非运动靶点之间产生可比的神经募集效应。我们提出了 TIDE（基于纤维束追踪信息的剂量估计，Tractography-Informed Dose Estimation），这是一个基于 SimNIBS 的开源流程，旨在为非运动白质靶点推导个体化刺激强度。TIDE 结合个体 RMT 测量、有限元电场建模以及扩散 MRI 纤维束追踪，根据目标通路的几何结构和刺激效率对刺激强度进行重新标定。具体而言，它沿受试者特异性的纤维流线计算激活函数，并估计使目标通路达到与皮质脊髓束在 RMT 下所产生激活水平相当所需的刺激器输出，该输出以最大刺激器输出百分比表示。

在一个包含 19 名参与者的独立数据集中，刺激剂量按传统方法设定为 RMT 的固定百分比；结果显示，实际施加的强度与 TIDE 估计强度之间的相对差异，与两个额额斜束（FAT）刺激位点处 TMS 诱发行为效应的大小相关，而单独考察实际施加的强度则未显示这种关联。因此，TIDE 将传统电场剂量设定方法从皮层电场强度扩展到受试者特异性的通路几何结构，提供了一种超越“通路参与均一”假设的方法，同时考虑了通路特异性刺激效率的个体间变异。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.20.746040v1?rss=1

🏷️ 经颅磁刺激 剂量估计 纤维束追踪 弥散MRI 有限元电场建模 个体化神经调控