基于场的时间干涉刺激表征：超越以靶点为中心的视角

时间干涉（TI）刺激是一种极具前景的非侵入性深部脑神经调控技术，但如何准确表征其复杂且具有空间分布特征的电场，仍是一个基础性挑战。本研究提出了一种新型计算框架，将拓扑分析与网格感知指标相结合，以克服传统全局场描述符的局限性。该方法包含三个相互关联的组成部分：（1）连通分量，用于提取高于阈值的空间连续电场区域；（2）离散椭球建模，用于量化各区域的几何质心、方向性扩展及各向异性；以及（3）局部 Moran's I，用于识别稳健的空间聚类，同时抑制数值噪声。将该框架应用于基于个体化四面体头部模型的 TI 仿真后，结果表明，在较高强度阈值下，数量最少的几个最大连通分量能够共同更准确地表征刺激靶区。该方法提供了具有高度可解释性的可视化结果，可将电场拓扑直接映射至脑部解剖结构，包括分层分量图、离散椭球以及空间加权聚类图景。通过提供一种拓扑一致、抗噪稳健且直观易懂的分析工具箱，本研究提升了 TI 电场评估的精确性与可解释性，为转化神经调控研究中的靶点定位、聚焦性量化及参数探索提供了更加可靠的支持。

时间干涉（temporal interference，TI）刺激是一种具有发展前景的非侵入性深部脑神经调控技术，但如何准确表征其复杂且空间分布广泛的电场，仍是一项根本性挑战。本研究提出了一种新型计算框架，将拓扑分析与网格感知指标相结合，以克服传统全局电场描述符的局限性。该方法包括三个相互关联的组成部分：（1）连通分量分析，用于提取高于设定阈值的空间连续电场区域；（2）离散椭球建模，用于量化各区域的几何质心、方向性扩展范围及各向异性；以及（3）局部 Moran’s I，用于识别稳健的空间聚类，同时抑制数值噪声。将该框架应用于基于个体化四面体头部模型的 TI 仿真后发现，在升高的强度阈值下，数量较少的最大连通分量能够共同更准确地表征刺激靶区。该方法可提供具有高度可解释性的可视化结果，将电场拓扑直接映射至脑部解剖结构，包括分层分量图、离散椭球以及空间加权聚类图谱。通过构建一种拓扑一致、抗噪稳健且直观易懂的分析工具箱，本研究提升了 TI 电场评估的精确性与可解释性，为转化神经调控研究中的靶点定位、聚焦性量化及参数探索提供了更加可靠的支持。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.16.752209v1?rss=1

🏷️ 时间干涉刺激 神经调控 电场建模 拓扑分析 空间聚类 深部脑刺激