经颅直流电刺激(简称 tDCS)是一种非侵入性脑刺激技术,其由置于头皮的阴极和阳极两个表面电极片组成,以微弱的直流电作用于大脑皮质,在早期的动物和临床研究发现,直流电的阳极靠近神经细胞的胞体或树突时,静息电位阈值降低,神经元放电增加;阴极使静息电位阈值增加,神经元放电减少。经颅直流电刺激具有不良反应小、刺激面积大、操作简单等优势。
目前, tDCS在脑卒中、帕金森病、老年性痴呆等神经系统疾病中应 用的研究不断深入,今天就和大家聊聊经颅直流电的临床应用现状。
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tDCS在脑卒中康复中的应用
脑卒中的康复涉及神经可塑性和功能重组,包括结构可塑性和功能可塑性。tDCS作为一种非侵入性脑刺激技术, 能够通过兴奋或抑制大脑皮质,促进大脑皮质功能区可塑性 的变化和功能重组,从而促进脑卒中的康复。
运动功能的恢复是脑卒中后神经康复最重要的目标之 一。tDCS对卒中后运动功能障碍的研究以上肢功能较多, 并且以手功能为主。目前研究对卒中各时期的手功能障碍均有涉及,刺激部位以初级运动皮质(M1区)为主,刺激方式为阳极刺激患侧M1区或阴极刺激健侧M1区,电流强度1—2mA,治疗时间1—6周不等,大部分研究结果表明tDCS能够改善肢体运动功能,也有部分研究结果显示治疗组与假刺激组无明显差异。
虽然目前关于运动功能的研究数量较多,但是仍然存在一系列问题。
首先,各研究中tDCS治疗的参数有很大差异, 电流强度、刺激部位、疗程均不一致。有 Meta 分析表明,tDCS的电极片大小、电荷密度、电流强度具有剂量-反应关系。目前的 tDCS 在应用中电流不超过 2mA,但有研究表明,脑卒中患者能耐受的安全电流强度可达4mA,更强的刺激量是否会产生更好的疗效,这是未来研究需要探讨的问题。
其次,肢体运动功能的恢复与其神经机制密切相关,除神经可塑性外,还涉及半球间抑制。因此临床上运用 tDCS改善卒中患者运动功能时,多以兴奋性阳极刺激损伤半球,或以抑制性阴极刺激健侧半球,或二者同时进行双侧电刺激。未来研究中,我们把运动功能障碍的神经 机制与运动控制网络的理论相结合,综合考虑卒中后运动相 关神经网络损伤的神经机制,其治疗将更具有靶向性。
1.2 失语症
1.3 吞咽障碍
吞咽障碍是脑卒中常见的并发症之一。究表明,急性期住院患者中吞咽障碍的发生率可达20.7%,是影响患者预后的重要原因,且急性期过后仍有一半的患者需要进行吞咽功能的康复。
tDCS用于治疗大脑半球卒中后吞咽障碍,其刺激部位 以 M1 区、初级感觉皮质(S1 区)为主。吞咽障碍的治疗与其神经损伤机制密切相关,吞咽功能涉及初级运动感觉皮质、岛叶、扣带回、前额、颞叶、顶枕区等多个脑区,从而构成了皮质吞咽中枢网络,这些脑区共同参与,从而完成吞咽过程,例如扣带回可能与吞咽过程中的注意、情绪方面的高级脑活动有关。此外,认知功能障碍相关的吞咽障碍,也可以通过tDCS的干预改善认知功能以促进吞咽的恢复 。未来应从吞咽障碍的神经损伤机制入手,对皮质吞咽中枢网络受损的脑区进行针对性的tDCS治疗。
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tDCS在帕金森病康复中的应用
tDCS针对帕金森的认知功能损害、抑郁等精神症状,其治疗部位有 DLPFC、M1 区、左额顶叶皮质(TPC)等 ,其中以DLPFC疗效为佳 。
目前tDCS关于帕金森病的研究主要集中在运动症状和认知方面,但仍存在一些问题。首先,各项研究中PD的分级各不相同,而PD的严重程度和症状、疗效关系密切,未来应针对性地关注不同时期的症状和疗效。其次,目前研究以运动症状最多,非运动症状相对较少,但是这些非运动症状也严重干扰患者的生存质量。再次,常规的康复治疗和药物对于PD也有一定的疗效,部分研究显示在tDCS治疗的同时 进行康复方面的干预可能会增强其治疗效果,但是如何将这 些治疗与 tDCS 联合应用以求更好的效果,现阶段尚无研究。最后,PD作为中枢系统疾病,其运动、语言等功能的障碍与神经网络的异常密切相关,未来应关注其神经机制,从而有针对性地进行治疗。
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tDCS在阿尔兹海默病康复中的应用
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tDCS在多发性硬化康复中的应用
多发性硬化(简称MS)是一种以中枢神经系统白质炎性脱髓鞘为主要病理特点的自身免疫性疾病,也是最常见的导致青壮年残疾的神经系统疾病之一。由于该病临床表现多样,药物治疗效果欠佳,其疾病的管理也面临巨大挑战。tDCS在该病的应用主要集中在疲劳、认知障碍、 运动障碍、感觉异常等方面。
在多发性硬化疲劳症状方面,临床研究中tDCS的刺激部位有双侧M1区、双侧S1区、左侧DLPFC。在认知方面,临床研究中刺激部位以左侧DLPFC为主。在感觉障碍方面,研究以MS疼痛和麻木症状为主。在运动方面,临床研究结果存在差异。目前,tDCS在MS的研究上存在着以下问题。首先,MS 临床分期较为复杂,其病变部位多,且具有反复地复发缓解的特点,不同时期的神经机制差别很大,而目前的研究多针对某个症状,未考虑到病程及临床分型的影响。其次,有些研究虽然是针对同一脑区,研究结果却有很大差异,这可能与该脑区在神经损伤机制中的地位、干预时间、是否联合其他方法及参数设置等有关。最后,多发性硬化临床表现为多种功能障碍,临床应用tDCS治疗时,可针对不同的功能障碍选择相应的脑区,从运动、感觉、认知心理等多方面联合入手, 这对于改善MS患者的生存质量及预后至关重要。
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tDCS在癫痫康复中的应用
tDCS在癫痫方面的研究集中在难治性癫痫、耐药性癫痫,其中颞叶癫痫研究较多,刺激部位多为病灶区域,电流 1mA 为主,刺激方式为阴极抑制性电刺激。研究中tDCS的作用机制可能是降低过度兴奋的或调节癫痫相关的网络的活动,也有动物实验表明阴极tDCS 对小鼠海马具有神经保护作用 。目前大部分研究结果显示阴极tDCS对癫痫具有一定治疗作用,但也存在许多问题。首先,现阶段研究tDCS治疗多为单次或几次,是否多次长时间的治疗其效应更佳,还需进 一步研究。其次,癫痫是一种慢性脑病,现阶段研究随访时间为1—2月,对于tDCS的累积效应和后效应可能存在tDCS 治疗时间太短的问题。最后,癫痫临床分型较复杂,目前认 为异常网络形成是癫痫反复发作的重要原因,目前的研究主 要以脑电图确定病灶进行相应治疗,未来可以从神经网络的角度出发,采用fMRI、脑磁图等确定病灶及相关脑区,可能疗效更佳。
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