4×1环形高分辨率经颅直流电刺激（HD-tDCS）的技术与应用注意事项

本视频的总体目标是通过以初级运动皮层刺激为例，演示四对一环形高分辨率经颅直流电刺激（HD tDCS）的使用方法，并阐述实现安全有效刺激所需考虑的因素。首先检查设备并准备实施高分辨率经颅直流电刺激所需的材料，以此达成上述目标。接着，测量受试者的头部，并根据研究方案确定需要刺激的脑区位置。

然后将电极放置在受试者头部，并确认接触质量良好。最后，验证刺激参数，包括电流极性、强度和持续时间，并实施干预。最终，该技术能够调节皮层兴奋性，与传统经颅直流电刺激（TDCS）相比具有更强的作用效果，从而产生不同的神经生理学和临床效应。

与传统的经颅直流电刺激相比，H-E-D-T-D-C-S 的显著优势在于，除了具有便携、操作简便、成本低廉以及受试者耐受性良好等特点外，还能够以更高的聚焦性对特定脑区进行刺激。脑部建模研究表明，高分辨率经颅直流电刺激的聚焦性局限于电极环的周边区域，已有多个试验报道其可在人体中诱导出神经生理学和临床效应。本文所述方法可适用于其他电极布局及皮层靶点。

最终，这将转化为更加合理的神经调控研究与临床应用。由于目前尚无关于该电极布局及设备操作的严格指南，因此对该方法进行可视化演示至关重要。不，不，在设备设置之前。

确认受试者不存在此处所述的H-D-T-D-C-S禁忌证。确保所有必需材料均如本文所示及文本方案中表二所注明的那样 readily available。接下来，将塑料HD外壳嵌入模块化脑电图记录帽中。

中心电极应对应于本次演示中的目标区域，即初级运动皮层（M1），而四个回路电极的半径应根据所研究的实验方案进行调整。在每次实验前，打开传统的经颅直流电刺激（TDCS）设备和多通道刺激适配器，并检查电池电量是否充足。目视检查电极是否存在异常磨损或损坏的迹象。

将五个银-氯化银中心环形电极的电缆连接到四合一适配器输出电缆上对应的接收端口。中心电极将决定刺激的极性，为阳极（ANODAL）或阴极（C oal）。请确保连接中心电极。

将导线连接至中央接收插孔，然后将剩余电极插入周围的插孔中。让受试者舒适地坐在椅子上。

仔细检查受试者的头皮是否存在皮肤病变，例如切口或炎症迹象。首先测量鼻根点到枕外隆突的距离，并将该距离平分为二，以此确定头顶点（CZ）的位置。用一条线标记该位置，然后测量左侧与右侧耳前点之间的距离。

将这段距离平分为二，并用一条线标记该位置。现在，连接两条线形成一个十字。为了刺激M1区，从CZ点开始，计算从CZ到左侧或右侧耳前点距离的20%。

接下来，在保持可见M1标记的情况下，将模块化脑电图（EEG）记录帽放置于受试者头部，同时用手固定中心塑料外壳，使其对准M1标记，以便始终能够看到头皮上的M1十字标记。在将高密度（HD）外壳放置于其上之前，可先拨动周围的头发。确保帽体贴合但佩戴舒适，并调整四个返回端塑料外壳的位置。然后使用卷尺调节帽子的绑带。

根据研究方案确认电极间的距离是否合适。然后使用木质棉签的一端，通过塑料外壳的开口分开毛发，直至暴露头皮。在每个外壳下方重复此操作，可使用塑料注射器或直接从瓶中施加试剂。

从塑料外壳的顶部开口处开始，向每个塑料外壳内注入约 1.5 毫升导电凝胶。注意避免将凝胶涂抹至塑料外壳边缘以外，以防导致电流分流。接下来，将环形电极的粗糙面朝下、光滑的圆面朝上，借助注射器或活塞作为引导，缓慢将其放入，直至电极落在塑料外壳的底部。

如有需要，可添加更多凝胶以覆盖电极，然后使用HD塑料外壳附带的盖帽将电极固定到位。为减少电极导线的张力，将导线缠绕在每个塑料外壳上，并用胶带固定在椅子上或受试者的衣物上。

然后将输出电缆的圆头端连接到四合一适配器的输出端口。将输入电缆的锥形插头端连接到四合一适配器的输入端口，并将输入电缆的另一端连接至传统经颅直流电刺激（TDCS）设备的输出端口。需要特别注意的是，标有“center”（中心）的电缆将决定中心电极输出的直流电极性，即阳极或阴极。

当连接准备好后，打开设备。通过转动四通道单通道刺激适配器上的模式选择旋钮进行扫描，确保阻抗值处于适当范围内。设备将依次扫描电极，并在显示窗口中逐个显示每个电极的阻抗值。

使用铅切换按钮来切换显示屏上电极的自动切换功能。然后按下按钮，将显示屏锁定在选定的电极上并检查阻抗。四通道单通道刺激适配器设备测量的阻抗质量单位值将等于或低于1.5至2.0。

在以往的研究中，质量单位曾被用作判断标准。如果阻抗值超出预期范围，请打开塑料外壳的盖子，取出显示高阻抗的电极中的银/氯化银中心环形电极。按照上述步骤重新调整毛发和电极位置，以获得最佳阻抗。

达到目标质量值后，盖上外壳的盖帽。确认所有电极的阻抗质量均在理想范围内后，将四通道单输出刺激适配器上的模式选择旋钮从“扫描”（scan）转至“通过”（pass）。确保受试者舒适地坐在椅子上，并在刺激过程中保持清醒状态。

将传统经颅直流电刺激（TDCS）设备的设置调整为假刺激或主动刺激模式，并确认刺激的持续时间和强度。要启动高分辨率经颅直流电刺激（HD TDCS）会话，请按下传统TDCS设备上的启动按钮。当直流电流强度逐渐升高时，启动指示灯将闪烁，达到目标电流后，指示灯将持续亮起。

计时器将显示剩余时间，真实电流指示器将显示输送至中心电极及四个回路电极的总电流强度。如果受试者因瘙痒或刺痛感到不适，可使用放松功能手动将电流强度降低 0.2 至 0.5 毫安，持续数秒，直至受试者感觉舒适。随后应立即逐步将电流强度恢复至原始剂量。

会话结束后，如有需要，可再次测量所有通道的电阻，打开塑料帽，轻轻将银/氯化银中心环电极从外壳中取出。如有必要，可使用棉签的钝端。为避免拉扯电极导线，请将带有嵌入式塑料外壳的脑电帽一并取下。

然后使用纸巾并在必要时配合清水，清除受试者头部残留的导电凝胶。让受试者填写问卷，以监测是否有任何不良事件发生。如果电极位置放置正确且阻抗值处于适当范围内，电流将从阳极流向阴极。

在假刺激模式下，设备将输出目标电流强度，并在其真实电流指示器中显示。设备将在启动电流输出约30秒后自动停止，指示器将显示电流已终止。除了本视频中展示的4×1环形电极配置外，高分辨率经颅直流电刺激（TDCS）还可根据所研究的实验方案，定制用于其他不同类型的电极布置。

计算模型显示，与传统经颅直流电刺激（TDCS）相比，4×1环形高分辨率经颅直流电刺激（HD TDCS）能够实现更为局灶性的脑刺激。皮层兴奋性调节的区域被限制在环形电极的周界内，且电场峰值位于中心电极下方。相比之下，传统TDCS会刺激多个不同区域，如同侧、颞叶以及双侧额叶区域，且电场峰值位于两个电极之间的中点，而非电极正下方。

其中一项研究采用4×1环形H-D-T-D-C-S发现，在健康志愿者中，该方法可显著降低热觉和冷觉感知阈值，并对冷痛阈值产生轻微的镇痛效果。此外，通过运动诱发电位测量发现，它还能引起皮质兴奋性的显著变化。事实上，已有报道称，单次10分钟、2.0毫安的阳极H-D-T-D-C-S干预所产生的兴奋性后效应比传统经颅直流电刺激（TDCS）更显著且持续时间更长。

此外，在纤维肌痛患者中，使用四阳极一阴极环形电极（H-D-T-D-C-S）进行刺激后，与假刺激相比，整体感知疼痛显著减轻，机械感知阈值显著提高。观看本视频后，您应能充分理解如何以安全有效的方式进行一次高分辨率经颅直流电刺激（TDCS）操作。在实施该操作时，需特别注意：当将四通道多通道刺激适配器连接至常规TDCS设备时，必须仔细核对电缆的极性。

尽管高清经颅直流电刺激（TVCS）提供了多种自定义选项，但出于安全考虑，应仅遵循本文所述的电极放置与准备方法。应使用专门为高清经颅直流电刺激测试过的硬件和配件。这种noggle技术可为脑刺激领域的研究人员提供一条途径，以研究无创、更聚焦的直流电向特定AL靶区递送时所产生的效应。

潜在应用可能包括神经生理学研究、认知与行为评估，以及针对慢性疼痛、中风、帕金森病、偏头痛及其他疾病的治疗干预。这些仍有待探索。