# HD-tES

HD-tES 是空间实现层，不是独立波形。它可以承载 DC、AC、噪声或脉冲；评估重点是全部电极共同形成的场是否带来可验证的目标参与。

> 阅读规则：以下观察来自本地全文卡；历史节点、机制解释、睡眠结果和产品结论仍需按各自证据层级判断。

## HD-tES：它改变的是电极布局与回流路径，不是一种新波形

HD-tES 不能与 tDCS、tACS、tRNS 当成同一维度的第四种波形。它是用多个较小电极分配回流、重塑空间电场的实现层；同一个 HD montage 可以承载 DC、AC、随机噪声或脉冲。最常见的 `4x1` 是中央电极加四个环绕回流电极，中央电流必须由四个回流通道闭合。所谓“return”仍在传递电流，接触阻抗、gel 扩散、回流不均和环半径都会改变实际剂量。

### 2009：先在模型中解决“大 pad 的场为何不在 pad 正下方”

HD-01 用 `1 mm3` MRI 建立 gyri-resolved 有限元头模。常规 M1-对侧眶上 `7 x 5 cm` pad 在 `1 mA` 下产生广泛场，`0.67 V/m` 峰值出现在两 pad 之间的额叶脑回，而非目标 pad 正下方；4x1 中央 `4 mm` 半径电极与四个相距 `3 cm` 的回流，在 `2 mA` 下把 `0.44 V/m` 峰值约束在中央电极下及环内。这个结果定义了 HD 的历史问题：把“头皮位置”等同于“脑内靶点”的经验 montage，改造成可计算的完整电流路径。

但这仍是单个头模，而且两种 montage 分别用了 1 和 2 mA。它只证明该模型中的**相对场分布更集中**，没有测神经元、MEP、行为或患者结局。CSF、颅骨厚度与脑沟方向形成的热点也意味着，同一帽位不保证不同人的同一脑内剂量。

### 2013：高强度脉冲证明电流可到达运动结构，但不是弱 DC 的直接验证

HD-02 在三名成人以 C3 为中心、FC5/FC1/CP5/CP1 为回流，用 `50 us`、约 `709-1738 mA` 的单个 suprathreshold TES 脉冲诱发手部 MEP，并把 montage 向前/后移动一个或两个环半径。MEP 随空间移动衰减，且跨个体达到类似 MEP 所需输入相差超过两倍，方向上与个体头模一致。这是“4x1 回路能穿过颅骨并募集运动结构”的人体验证。

关键限制是，该生理实验用的是能直接触发放电的高压短脉冲；治疗性 `1 mA` HD-tDCS 的场仍由模型外推。论文在一个环半径的空间尺度也无法区分 4x1 TES 与 figure-of-eight TMS 的相对聚焦，更没有证明 DC 临床效果会更好。因此不能把这篇论文简写成“HD-tDCS 已被人体证明与 TMS 一样精准”。

HD-03 随后把 HD 变成可复现硬件流程：电池恒流器接 4x1 adapter，五个烧结 Ag/AgCl 环电极置于独立 gel holder；逐通道检查接触、确认中央极性、防止 gel bridge、固定线缆，并在 active 与 sham 后都记录瘙痒、刺痛和灼热。环更小通常提高相对聚焦但降低脑内场，环更大增加强度/深度同时扩大暴露。这里的“聚焦”来自全部五个接触共同定义的场，不是小电极本身。

### 2021-2024：生理与临床比较没有显示一个简单的“HD 更强”定律

HD-04 让 30 名健康成人交叉接受 C4-左肩常规 tDCS、C4 中央加 FC2/FC6/CP2/CP6 回流的 HD-tDCS，以及 sham；三者均为 `1.5 mA`，active 持续 20 分钟。总体手指反应时的 pairwise 差异不显著，Purdue Pegboard 也为阴性。只有在较低基线 alpha 人群中，HD 后 alpha 相对 sham 降低；较高基线 beta 人群中则是常规 tDCS 降低 beta。HD 的行为优势仅为 `p=0.068` 的条件性趋势。

这支持“不同回路可产生不同且依赖基线状态的后效应”，不支持“HD 普遍更强”。常规条件使用肩部回流，HD 使用四个头部回流，比较同时改变了场范围、外周路径与回流位置；刺激后 EEG 也不能定位究竟是哪段路径导致差异。

HD-06 在 69 名亚急性皮层下卒中患者中直接比较 20 次 M1 `1.5 mA` HD、常规 anodal tDCS 与短时 sham；64 人进入分析。四周时两种 active 在部分量表上优于 sham，但 HD 与常规在 ARAT、UEFM、MAS、MBI 上均无显著差异。八周时只有 MBI 继续随访并显示 HD 较高。所有人同时接受针灸、物理因子、运动和作业治疗，又没有个体电场或 MEP target-engagement，所以结果最稳妥的表述是“短期临床效果相当；单个后续生活能力信号待复核”，而不是“聚焦已转化成临床优势”。

### 睡眠：目前只有一个无法支持失眠疗效的等待名单先导

HD-05 将 F3 中央阳极和 `7 cm` 半径四回流用于 31 名社区老年人；`1.5 mA x 25 min`，白天每周五次、两周共十次。PSQI 睡眠时长分项出现 group-by-time 差异，habitual sleep efficiency 交互校正后为 `p=0.07`，PSQI 总分交互不显著；醒态静息 fMRI 的 DMN-subcortical connectivity 同时下降并与 PSQI 变化相关。

参与者没有主观睡眠问题，对照只是等待名单，没有 sham、盲法、PSG 或 actigraphy。因而它只能说明“该白天 F3 HD 程序与一项主观睡眠分量和静息连接变化相关”，不能说明改善了客观睡眠、治疗了失眠、在睡眠中牵引了某个节律，或优于常规 tDCS。

HD-tES 当前证据链应写成：

```text
多电极回流 -> 模型场更集中
             -> 高强度脉冲可产生空间衰减的运动响应
             -> 弱 DC 后效应可能因 montage 和基线状态而异
             -/-> 尚未稳定证明更好的行为、临床或睡眠结局
```

下一步不是继续把“HD”当作卖点，而是在同一实验中同时给出每通道实际电流、个体脑内场、感觉/盲法、空间 target engagement 和预设临床或 PSG 终点。

## 本地证据入口

| ID | 年份 | 题名 | 研究作用 | 睡眠关联 | 全文 |
| --- | ---: | --- | --- | --- | --- |
| [HD-01](/evidence/papers/HD-01) | 2009 | Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad | 4x1 ring focality modeling foundation | indirect | [PDF](https://raw.githubusercontent.com/labspc/neuromodulation-map/main/US-pdf/01-electrical-transcranial/hd-tes/HD-01_Datta_2009_ring_model.pdf) |
| [HD-02](/evidence/papers/HD-02) | 2013 | Physiological and modeling evidence for focal transcranial electrical brain stimulation in humans: a basis for high-definition tDCS | human physiological and model validation of focal TES | indirect | [PDF](https://raw.githubusercontent.com/labspc/neuromodulation-map/main/US-pdf/01-electrical-transcranial/hd-tes/HD-02_Edwards_2013_human_validation.pdf) |
| [HD-03](/evidence/papers/HD-03) | 2013 | Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation | 4x1 ring HD-tDCS device, montage and operating protocol | indirect | [PDF](https://raw.githubusercontent.com/labspc/neuromodulation-map/main/US-pdf/01-electrical-transcranial/hd-tes/HD-03_Villamar_2013_protocol.pdf) |
| [HD-04](/evidence/papers/HD-04) | 2021 | Neurophysiological and behavioural effects of conventional and high definition tDCS | conventional versus HD-tDCS neurophysiology and behavior | indirect | [PDF](https://raw.githubusercontent.com/labspc/neuromodulation-map/main/US-pdf/01-electrical-transcranial/hd-tes/HD-04_2021_conventional_vs_HD.pdf) |
| [HD-05](/evidence/papers/HD-05) | 2018 | High definition-transcranial direct current stimulation changes older adults' subjective sleep and corresponding resting-state functional connectivity | HD-tDCS subjective sleep and resting connectivity in older adults | direct | [PDF](https://raw.githubusercontent.com/labspc/neuromodulation-map/main/US-pdf/01-electrical-transcranial/hd-tes/HD-05_2018_older_adults_sleep.pdf) |
| [HD-06](/evidence/papers/HD-06) | 2024 | Clinical Comparison between HD-tDCS and tDCS for Improving Upper Limb Motor Function: A Randomized, Double-Blinded, Sham-Controlled Trial | patient comparison of HD-tDCS, conventional tDCS and sham | none | [PDF](https://raw.githubusercontent.com/labspc/neuromodulation-map/main/US-pdf/01-electrical-transcranial/hd-tes/HD-06_2024_clinical_comparison.pdf) |

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