康复知识经颅直流电刺激在脑卒中手功能

经颅直流电刺激在脑卒中手功能康复中的应用经颅直流电刺激概述tDCS刺激仪由供电电池、一对阳极和阴极表面电极片及一套设置刺激参数的控制软件构成，其可利用恒定的微弱直流电（1-2mA）作用于大脑皮质进而调节神经细胞的活性。tDCS常见的刺激范式包括阳极、阴极和sham刺激三种。整体而言，阳极通常能诱导刺激部位脑皮质的兴奋性增高，阴极则降低刺激部位脑皮质的兴奋性，而sham刺激多是作为安慰对照。tDCS的刺激效果主要取决于电极极性、作用部位、电流强度、极片面积和治疗时间等。当电流由阳极流向阴极时，其中只有一部分会分散到大脑皮质中，因此必须保证一定强度电流作用于皮质神经元的细胞膜和突触受体才能诱导脑功能的重塑。有研究报道，增大参考电极片面积同时减小刺激电极片面积可以有效地增强tDCS的治疗效果。由于大脑的功能网络在直流电场中受到的影响远比单个神经元更大，故而利用tDCS刺激能够调节大脑皮质多个功能区的可塑性。经颅直流电刺激的治疗方式和参数◆健康人两侧大脑半球的运动皮质活性总是保持动态平衡，一侧初级运动皮质（primarymotorcortex，M1）的兴奋会经由胼胝体通路抑制对侧半球M1的活动。脑卒中后一侧大脑半球的局灶性病变会导致两半球间的竞争性抑制失衡，即受累侧半球运动皮质因自身病灶影响兴奋性降低以及健侧半球运动皮质对受累侧半球运动皮质的抑制增强，这很可能是脑卒中患者手功能障碍产生的神经机制之一。◆脑卒中后大脑的感觉运动网络发生病理性重塑，tDCS刺激可以纠正脑卒中患者两侧大脑半球间运动皮质的失衡状态，其康复策略以提高患侧半球的兴奋性及抑制健侧半球过度的活跃为目标。因此，根据这种半球间竞争性抑制理论，在目前的脑卒中后运动功能障碍康复研究中，主要采用阳极tDCS提高患侧半球M1的兴奋性或阴极tDCS抑制健侧半球M1的兴奋性通过平衡两侧大脑半球间运动皮质的活性来促进脑卒中偏瘫患者手功能障碍的康复（见下图）。临床研究中，常见的3种tDCS刺激范式如下：①阳极放在患侧半球M1区，阴极放在对侧眼眶上缘；②阴极放在健侧半球M1区，阳极放在对侧眼眶上缘；③阳极放在患侧半球M1区，阴极放在健侧半球M1区。常用的治疗参数为：刺激时间10-20min，研究中使用最多的是20min，电流密度0.-0.mA/cm2。经颅直流电刺激与经颅磁刺激的区别经颅磁刺激概述经颅磁刺激（transcranialmagneticstimulation，TMS）也是一种非侵袭性的神经调控技术，通过线圈产生的强磁场穿透颅骨进而在大脑皮质产生感应电流，这可以引起神经元电生理和功能的变化。◆TMS主要有三种刺激模式：单脉TMS、双脉冲TMS以及重复性TMS（repetitiveTMS，rTMS）。◆rTMS通常指刺激频率为1-50Hz，刺激时间为1-30min的重复刺激。频率的高低决定了rTMS对神经组织起兴奋还是抑制作用。通常频率1Hz的慢刺激模式趋向于使皮层兴奋性下降，频率1Hz的快刺激模式则使皮层兴奋性增加。◆rTMS可采用两种干预方式促进脑卒中偏瘫患者运动功能的恢复：高频rTMS兴奋患侧半球运动代表区或低频rTMS抑制健侧半球运动代表区。两种刺激的比较表1总结了tDCS和TMS这两种神经调控技术在生物作用特性和临床应用等方面的一些基本情况。◆就空间分辨率而言，tDCS的定位准确性不如TMS，处于厘米水平；而且刺激深度一般也只有1cm左右，仅可以刺激到浅层大脑皮质。◆在治疗的神经机制方面，tDCS将微弱直流电通过表面电极传至颅骨对已经处于活动状态神经元的静息膜电位（不直接诱发动作电位）产生影响，进而导致离子通道或N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体活性的变化而发挥作用。◆在治疗后的持续效应方面，单次大于13分钟的tDCS刺激即可诱导长达1h以上的兴奋或抑制效应。◆在安全性方面，由于tDCS不会导致神经元自发放电而产生离散效应，故总体来说较TMS安全，因为研究提示rTMS有诱发癫痫发作的可能性。◆在临床试验的伪刺激设置方面，由于tDCS不会导致任何体感症状（比如肌肉抽搐或听觉异常等），患者本人和观察员都难以辨别分组情况，因而很容易设计随机双盲的安慰对照研究；而TMS由于会引起头痛、颈痛等反应，因此很难设置有效的伪刺激以排除安慰效应。◆在设备费用及应用方面，tDCS的优点在于价格不贵且使用方便。◆目前tDCS的主要用途是进行临床治疗和研究，而TMS可以通过评价皮质脊髓束完整性（中枢运动传导时间、运动诱发电位波幅、运动阈值）和运动皮质兴奋性（皮质静息期、皮质内抑制/易化）进行脑机制研究。此外，tDCS可以联合其他干预方法进行同步康复治疗，如作业疗法、物理疗法等，这是其相相较于TMS的又一大优势。表1经颅直流电刺激和经颅磁刺激的比较参考文献[1]TedescoTriccasL,BurridgeJH,HughesAM,etal.Multiplesessionsoftranscranialdirectcurrentstimulationandupperextremityrehabilitationinstroke:Areviewandmeta-analysis.ClinNeurophysiol.,(1):-.[2]KangN,SummersJJ,CauraughJH.Transcranialdirectcurrentstimulationfacilitatesmotorlearningpost-stroke:asystematicreviewandmeta-analysis.JNeurolNeurosurgPsychiatry.,87(4):-.[3]WesselMJ,ZimermanM,HummelFC.Non-invasivebrainstimulation:aninterventionaltoolforenhancingbehavioraltrainingafterstroke.FrontHumNeurosci.,9:.[4]NairDG,RengaV,LindenbergR,etal.Optimizingrecoverypotentialthroughsimultaneousoccupationaltherapyandnon-invasivebrain-stimulationusingtDCS.RestorNeurolNeurosci.,29(6):-.[5]NitscheMA,CohenLG,WassermannEM,etal.Transcranialdirectcurrentstimulation:Stateoftheart.BrainStimul.,1(3):-.[6]翁春晓,范肖冬,侯冰.经颅刺激对脑功能的调节作用[J].生物医学工程与临床.,19(2):-.[7]HaoZ,WangD,ZengY,etal.Repetitivetranscranialmagneticstimulationforimprovingfunctionafterstroke.CochraneDatabaseSystRev.,5:CD.







































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