經(jīng)顱直流電刺激在腦卒中后感覺障礙康復(fù)中的研究進展

【摘要】 腦卒中是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，腦卒中后的感覺障礙是腦卒中常見的并發(fā)癥之一，對患者的運動功能和活動參與產(chǎn)生嚴重的負面影響。經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）是一種利用1～2 mA直流電調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)的技術(shù)，具有無創(chuàng)、安全性高且患者耐受性好的優(yōu)點。本研究闡述了tDCS治療腦卒中后感覺障礙的理論基礎(chǔ)和作用機制，并對tDCS在腦卒中后感覺障礙的應(yīng)用進行了分析與總結(jié)，證實了tDCS的有效性，為tDCS在腦卒中后康復(fù)領(lǐng)域的進一步臨床研究提供了有力支持。

【關(guān)鍵詞】 經(jīng)顱直流電刺激；腦卒中；感覺障礙；康復(fù)

Research progress in application of transcranial direct current stimulation in rehabilitation of post-stroke sensory disorder

LIU Dandan1， JIAO Rui2

（1.Southern Medical University， Guangzhou 510515， China； 2.The Second Affiliated Hospital of Shenzhen University， Shenzhen 518100， China ）

Corresponding author： JIAO Rui， E-mail： jr126@163.com

【Abstract】 Stroke is a common neurological disease. Post-stroke sensory disorder is one of the common complications of stroke， which has severe negative impact on motor function and activity participation of patients. Transcranial direct current stimulation （tDCS）， a technique that uses 1 to 2 mA of direct current to modulate the cerebral cortex， is non-invasive， safe and well tolerated by patients. This study elaborates on the theoretical basis and mechanism of action of tDCS in treating post-stroke sensory disturbances， and analyzes and summarizes the application of tDCS in post-stroke sensory disturbances， confirming the effectiveness of tDCS， providing strong support for further clinical research of tDCS in the field of post-stroke rehabilitation.

【Key words】 Transcranial direct current stimulation； Stroke； Sensory disorder； Rehabilitation

腦卒中作為一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，不僅對患者的運動功能和日常活動造成嚴重的負面影響，而且也是造成死亡和傷殘的主要原因之一［1］。腦卒中后的感覺障礙是腦卒中常見的并發(fā)癥之一，影響多種感覺功能，包括觸覺、痛覺、溫度覺及關(guān)節(jié)位置覺等。近60%的急性腦卒中患者至少會出現(xiàn)一種感覺障礙［2］，而在慢性腦卒中患者中，這一比例甚至達到70%以上［3］。這些感覺障礙對患者的運動功能和康復(fù)依從性產(chǎn)生了不利影響［4-5］。近年來，經(jīng)顱直流電刺激（transcranial direct current

stimulation，tDCS）作為一種神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，利用1～2 mA直流電對大腦皮質(zhì)進行調(diào)節(jié)［6］，具有無創(chuàng)、安全性高、受試者耐受性好等優(yōu)點，在治療腦卒中后感覺障礙領(lǐng)域逐漸受到關(guān)注。然而，目前對tDCS在腦卒中后感覺障礙康復(fù)應(yīng)用方面的研究尚缺乏系統(tǒng)性的總結(jié)，因此本研究總結(jié)了近年來tDCS在腦卒中后感覺障礙康復(fù)中的應(yīng)用進展，以期為其臨床應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 tDCS治療腦卒中后感覺障礙的理論基礎(chǔ)

1.1 腦卒中后感覺障礙

腦卒中患者常出現(xiàn)感覺障礙，包括觸覺、痛覺、溫度覺、關(guān)節(jié)位置覺等。而不同感覺障礙的產(chǎn)生與腦卒中患者大腦的損傷部位有關(guān)。例如，兩點辨別覺障礙和大腦S1或S2區(qū)域的損傷有關(guān)，觸覺和本體感覺障礙與額皮質(zhì)下區(qū)域和外囊的損傷明顯相關(guān)，本體感覺還與頂葉聯(lián)合皮層下區(qū)域和核殼的損傷有關(guān)［2-3］。腦卒中還可能引發(fā)卒中后疼痛，這種疼痛與冷熱覺的障礙明顯相關(guān)，可能是由受損的脊髓丘腦束引起［7-8］。研究表明，與無慢性疼痛患者相比，具有慢性疼痛的腦卒中患者感覺障礙的發(fā)病率明顯更高，這表明腦卒中后感覺障礙與卒中后慢性疼痛關(guān)系密切［3］。

在腦卒中后感覺障礙康復(fù)過程中，部分患者腦卒中后3個月內(nèi)感覺障礙可以得到一定的改善，腦卒中12個月后仍存在感覺障礙的患者比例會有所下降［2-3］。這種現(xiàn)象通常歸因于腦卒中早期出現(xiàn)的神經(jīng)可塑性增強，以及伴隨的自發(fā)性神經(jīng)生物學(xué)恢復(fù)，后者是腦卒中發(fā)病后12周內(nèi)感覺障礙和運動功能障礙恢復(fù)的重要因素，而在腦卒中恢復(fù)期感覺障礙的自發(fā)恢復(fù)是運動功能障礙恢復(fù)的先決條件之一［4］。然而，在這過程中，感覺功能的恢復(fù)和重組會增加對患側(cè)半球的募集，進而延遲腦卒中后大腦對感覺的處理［8］。此外，腦卒中患者的感覺障礙還與康復(fù)依從性密切相關(guān)，由于感覺運動障礙感覺，患者感覺肢體沉重，這種感覺在康復(fù)過程中可能導(dǎo)致患者的依從性降低［5］。

1.2 tDCS

tDCS是一種使用持續(xù)的微弱直流電刺激的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，它通過在頭皮和電極之間使用電解質(zhì)作為電流傳導(dǎo)介質(zhì)來實現(xiàn)對大腦皮質(zhì)的調(diào)節(jié)，因此tDCS也是一種無創(chuàng)的非侵入性技術(shù)。tDCS一個周期的電流波形包括一次上升和下降。關(guān)于tDCS的治療參數(shù)，包括電流強度、刺激持續(xù)時間和治療時間等，已有研究進行了廣泛回顧，根據(jù)這些研究，tDCS在應(yīng)用過程中顯示了良好的安全性，沒有出現(xiàn)嚴重的不良反應(yīng)或?qū)е虏豢赡嫘缘膿p傷［9］。

tDCS兩個電極的放置位置決定了電流方向及刺激部位，電流方向與靶腦區(qū)的功能調(diào)節(jié)密切相關(guān)，很大程度上決定了刺激的有效性［10］。根據(jù)電極放置的位置可將tDCS分為單側(cè)tDCS（unilateral-tDCS，ua-tDCS）和雙側(cè)tDCS（bilateral-tDCS，bi-tDCS）［11］。ua-tDCS包括兩種模式：一是陽極刺激（anode-tDCS，a-tDCS），陽極放置在患側(cè)的目標腦區(qū)，陰極放置于對側(cè)眼眶上緣或后背，以期提高目標腦區(qū)興奮性；二是陰極刺激（cathode-tDCS，c-tDCS），陰極放置在健側(cè)的目標腦區(qū)，陽極放置于對側(cè)眼眶上緣或后背，達到抑制目標腦區(qū)興奮性的目的。bi-tDCS也稱為雙極刺激（dual pole-tDCS，dual-tDCS），是將陽極放置于目標腦區(qū)，陰極放置在對側(cè)腦區(qū)，結(jié)合兩個電極的特性進行治療［11］。

2 tDCS治療腦卒中后感覺障礙的作用機制

tDCS兩個電極的特性不同，與c-tDCS相比，a-tDCS可以明顯增加刺激部位區(qū)域的腦血流量［12］。a-tDCS通過使細胞膜發(fā)生去極化，增加電活動及增強體感誘發(fā)電位振幅來調(diào)節(jié)大腦的興奮性。a-tDCS開始后刺激區(qū)域的感覺門控明顯增加，而感覺門控作為神經(jīng)中樞的一種抑制機制，可以減少大腦對重復(fù)和冗余感官信息的處理［10， 13］。c-tDCS則通過抑制過度興奮的大腦皮質(zhì)調(diào)節(jié)大腦性能。bi-tDCS結(jié)合了兩個電極的特性，應(yīng)用a-tDCS促進同側(cè)皮質(zhì)興奮性和c-tDCS抑制對側(cè)皮質(zhì)興奮性的機制［11， 14］。因此，tDCS可促進大腦中樞神經(jīng)對內(nèi)外刺激做出反應(yīng)，進而重組大腦功能，促98XlcPwHvcukPDu8XPj/aQ==進各結(jié)構(gòu)連接，有利于調(diào)節(jié)腦功能和誘導(dǎo)神經(jīng)可塑性［14］。

有研究通過計算bi-tDCS、a-tDCS以及c-tDCS前、后靜息態(tài)頭皮表面的電勢差（EEG信號）的復(fù)雜程度發(fā)現(xiàn)bi-tDCS影響的腦區(qū)范圍最大，其中bi-tDCS刺激后雙側(cè)腦區(qū)的EEG信號復(fù)雜度升高，a-tDCS刺激后患側(cè)腦區(qū)的EEG信號復(fù)雜度升高，c-tDCS刺激后健側(cè)腦區(qū)的EEG信號復(fù)雜度升高［11］。

目前的研究表明tDCS作用機制復(fù)雜，涉及到腦血流改變、神經(jīng)重塑等，且a-tDCS和c-tDCS的刺激效果稍有不同，更深層的作用機制，比如腦網(wǎng)絡(luò)的探究等需要繼續(xù)深入研究。

3 tDCS在腦卒中后感覺障礙康復(fù)中的臨床研究

3.1 支持tDCS應(yīng)用于腦卒中后感覺障礙康復(fù)的研究

在國外研究中，tDCS對腦卒中患者恢復(fù)期的感覺功能改善顯示出積極的效果。Bornheim等［15］的研究納入50例發(fā)病48 h后的缺血性腦卒中患者，實驗組的陽極置于患側(cè)初級運動皮層，陰極置于對側(cè)眼（C3/Fp2或C4/Fp1），使用1 mA的tDCS刺激，20 min/次，5次/周，持續(xù)4周，對照組進行假tDCS治療，結(jié)果顯示治療3周后實驗組和對照組Semmes-Weinstein單絲檢查（Semmes-Weinstein monofilament test，SWMT）感覺存在顯著差異，且在3個月后效果保持穩(wěn)定。Koo等［12］對24例缺血性或出血性腦卒中發(fā)病小于1個月的患者進行10次治療，實驗組陽極置于患側(cè)初級體感覺皮層S1，陰極置于對側(cè)眶上區(qū)域上方，進行1 mA持續(xù)20 min的tDCS，對照組進行假刺激，治療后，實驗組在修訂后的諾丁漢感覺功能評價量表（revised Nottingham sensory assessment scale，reNSA）得分明顯更高。Lima等［16］對1例發(fā)病2個月的出血性腦卒中患者進行了bi-tDCS，陽極置于患側(cè)半球的M1上，陰極置于對側(cè)半球的小腦上，給予2 mA電流刺激，持續(xù)20 min，治療結(jié)果顯示患者感覺功能得到了改善。Abualait［17］對1例缺血性右額頂葉損傷的患者進行了類似研究，結(jié)果顯示，與假刺激相比，bi-tDCS明顯改善了患者的觸覺。

國內(nèi)的研究亦顯示了tDCS對腦卒中患者的感覺功能恢復(fù)的效果。王超等［18］的研究表明，接受2個月的tDCS結(jié)合感覺功能訓(xùn)練組患者的兩點辨別覺及感覺閾值均低于只進行感覺功能訓(xùn)練組。李沖［19］的研究顯示干預(yù)后bi-tDCS刺激組SWMT、兩點辨別覺測試（two-point discrimination，2PD）、改良版諾丁漢感覺功能評價量表（reversed Nottingham Sensory Function Assessment Scale，reNSA）及感覺神經(jīng)定量檢測結(jié)果較實驗前明顯改善，治療后實驗組較假刺激對照組2PD、reNSA和感覺神經(jīng)定量檢測的改善程度大（P均< 0.05），刺激方案為2 mA、20 min/次、5次/周、共4周的bi-tDCS刺激，陽極放置在患側(cè)初級感覺皮層，陰極放置在健側(cè)初級感覺皮層。譚娟等［20］對40例發(fā)病1年左右的腦卒中后中樞性疼痛患者進行不同時間的tDCS，一組刺激時間為20 min/次，另一組刺激時間為30 s/次，將陽極置于患側(cè)初級運動皮層（M1區(qū)），陰極置于患者對側(cè)眶上區(qū)，給予2 mA的tDCS刺激，結(jié)果顯示，20 min/次刺激組治療后視覺模擬評分法（Visual Analogue Scale，VAS）分數(shù)低于治療前（P < 0.05），并且明顯低于30 s/次刺激組（P < 0.05）。郭麗云等［21］和王偉等［22］使用上肢Fugl-Meyer評估量表的軀體感覺部分對患者的感覺狀況進行評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)a-tDCS后患者的感覺評分明顯高于假刺激后的患者（P < 0.01）。Xu等［23］的研究納入了腦卒中發(fā)病大于6個月的患者，根據(jù)所給予的刺激不同將其分為3組：一組進行經(jīng)顱交流電刺激（transcranial alternating current stimulation，tACS）和bi-tDCS，一組進行單純的tACS，一組進行假tACS和tDCS；tDCS的陽極置于Fpz，陰極置于健側(cè)半球，給予雙側(cè)tDCS刺激，結(jié)果顯示只有tACS和tDCS的聯(lián)合治療組與基線相比提高了視覺表現(xiàn)，3組效果相比，tACS聯(lián)合tDCS>tACS>假tACS聯(lián)合tDCS。

以上國內(nèi)外研究普遍支持tDCS用于腦卒中后感覺障礙的康復(fù)治療，盡管這些研究在受試者納入標準、治療參數(shù)等方面不盡相同，但仍能為我們提供一些參考，有助于指導(dǎo)臨床實踐。

3.2 不支持tDCS應(yīng)用于腦卒中后感覺障礙康復(fù)的研究

Muffel等［10］的研究納入了首發(fā)腦卒中6個月以上的24例患者，每隔1周進行ua-tDCS、bi-tDCS及假tDCS刺激，結(jié)果顯示bi-tDCS和ua-tDCS這兩種設(shè)置會導(dǎo)致無視覺反饋的手臂位置匹配的降低。在無視覺反饋的評估中，參與者需要在患側(cè)感覺皮質(zhì)中處理感覺信息，再和對側(cè)感覺皮質(zhì)所接收的位置進行比較。因此參與者只能利用本體感覺輸入的信息，這一過程大腦的活動復(fù)雜導(dǎo)致tDCS不利于腦卒中后本體感覺恢復(fù)。Llorens等［24］對29例腦卒中患者進行臨床試驗，其中實驗組基于虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）系統(tǒng)進行tDCS，并配合常規(guī)物理治療，對照組僅接受常規(guī)的物理治療，干預(yù)后2組間reNSA總分、觸覺分、動覺分、立體認知分無統(tǒng)計學(xué)差異。姜妍［25］對30例腦卒中患者的患側(cè)大腦進行了研究，實驗組接受刺激強度為1～1.5 mA、20 min/次、5次/周、療程2周的a-tDCS，對照組接受假刺激，治療后2組患者的手感覺功能均有改善，但是組間差異無統(tǒng)計意義。Baik等［7］對22例首發(fā)腦卒中患者進行5次/周、

持續(xù)2周的tDCS，結(jié)果顯示干預(yù)前后簡短疼痛量表評分沒有明顯差異。Yagüe等［26］對19例急性期腦卒中患者進行了雙盲、隨機試驗，試驗組tDCS陽極放置于患側(cè)運動皮層M1手區(qū)（C3/C4），陰極放置于健側(cè)運動皮層的相同區(qū)域，對照組進行假tDCS，研究發(fā)現(xiàn)，治療前后組間SEP差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。Larcombe等［27］和R?ty等［28］對tDCS是否改善卒中后視覺障礙進行了研究，結(jié)果顯示tDCS不能改善參與者的視覺功能，對視覺表現(xiàn)沒有影響。

綜上所述，盡管tDCS在某些研究中顯示出對腦卒中后感覺障礙療效，但也有研究未能發(fā)現(xiàn)其對改善腦卒中后感覺障礙的明顯效果。這些結(jié)果提示我們在臨床應(yīng)用tDCS時需要更加謹慎，并進一步探索其作用機制和最佳應(yīng)用方案。

3.3 tDCS治療腦卒中后感覺障礙效果的影響因素

年齡和病種對腦卒中后感覺障礙的治療效果影響較小，而病程對tDCS治療感覺障礙的效果有一定影響。在支持tDCS能改善腦卒中后淺感覺或本體感覺障礙的研究中［12， 15， 19-21］，大多納入了病程小于6個月的參與者，并發(fā)現(xiàn)tDCS能明顯改善腦卒中后淺感覺和本體感覺障礙；僅有少數(shù)研究針對腦卒中1年左右或2年患者，也觀察到tDCS對腦卒中后淺感覺障礙改善［17， 20］。相比之下，那些發(fā)現(xiàn)tDCS對腦卒中后淺感覺或本體感覺障礙治療效果不明顯的研究［7， 10， 13， 24］，通常納入了病程超過6個月的患者。其中病程在6個月以上患者在使用tDCS后，會對腦卒中后本體感覺產(chǎn)生消極影響［10］。納入患者病程約9個月的研究發(fā)現(xiàn)，tDCS對腦卒中后淺感覺的治療效果不明顯［24］。另有一項臨床研究對腦卒中1個月左右的患者進行tDCS刺激，發(fā)現(xiàn)治療效果與假刺激相比并不明顯［25］。此外，病程對tDCS改善腦卒中后的感覺傳導(dǎo)通路也有明顯影響，對急性期腦卒中患者進行tDCS并沒有顯著改善SEPs等神經(jīng)生理數(shù)據(jù)［26］，而對病程大于6個月的患者則有明顯影響［29］。

治療參數(shù)對tDCS治療腦卒中后的淺感覺和本體感覺障礙的效果也有一定影響。譚娟等［20］的研究顯示，20 min/次比30 s/次的tDCS更能改善腦卒中后中樞性疼痛。電極放置位置同樣關(guān)鍵，與陽極置于患側(cè)運動皮層的M1手區(qū)（C3/C4）、陰極置于對側(cè)相同位置的bi-tDCS相比，4個陰極包圍放置在初級皮層中心陽極的tDCS干預(yù)更能對軀體感覺誘發(fā)電位產(chǎn)生明顯影響［26， 29］。Xu等［23］將tDCS陽極置于Fpz，陰極置于健側(cè)半球上方，進行tDCS和tACS的聯(lián)合治療，結(jié)果改善了視覺表現(xiàn)。Larcombe等［27］給予患側(cè)a-tDCS，陽極沿乳突線放置在枕骨隆突上方3 cm，矢狀面中線旁6 cm，陰極放置在頂點，結(jié)果顯示對視覺表現(xiàn)沒有影響。R?ty等［28］使用雙側(cè)雙模式tDCS刺激，一對電極的陽極刺激患側(cè)半球，另一對電極的陰極刺激健側(cè)半球，與假刺激相比tDCS只增加了對側(cè)眼的視野，不對卒中后視覺障礙恢復(fù)產(chǎn)生主要影響。

綜上所述，tDCS治療腦卒中后感覺障礙的效果受到病程、治療參數(shù)和電極放置位置等多種因素的影響。未來的研究需要進一步探索這些因素如何綜合作用，以及如何優(yōu)化tDCS治療方案，以提高治療效果，促進患者的康復(fù)。

3.4 tDCS治療腦卒中后感覺障礙相關(guān)研究的不足

在當前的實驗設(shè)置中，大多數(shù)研究并未采用單一的tDCS治療，而是將其與藥物治療、常規(guī)物理治療、作業(yè)治療、感覺功能訓(xùn)練等適宜技術(shù)聯(lián)合進行治療，還有部分研究探索了tACS、TMS這兩種非侵入性腦刺激技術(shù)與VR技術(shù)聯(lián)合使用的效果。臨床研究使用的tDCS刺激模式，電極放置位置，以及治療參數(shù)（電極面積、電流強度、持續(xù)時間）的選擇都有所差異。此外，不同研究中關(guān)于tDCS治療腦卒中后感覺障礙的療程設(shè)置也不盡相同，使用的評估方法和評估時間點亦略有差異。研究之間入選者的年齡、病程、腦卒中類型等可能也存在較大差異。這些因素均可能對研究結(jié)果的一致性和可比性造成影響。

4 總結(jié)與展望

tDCS作為一種非侵襲性技術(shù)，在腦卒中后感覺障礙的臨床治療中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。盡管如此，關(guān)于tDCS在腦卒中后感覺障礙康復(fù)中的效果，現(xiàn)有研究結(jié)果仍存在矛盾。這些矛盾可能源于多個方面，包括參與者納入標準、實驗設(shè)計、電極放置位置以及治療參數(shù)等。為了提高治療效果，未來的研究需要進一步合理地設(shè)計臨床研究，優(yōu)化電極放置位置（治療靶點）和治療參數(shù)，選擇多個治療參數(shù)并探索最優(yōu)值，擴大樣本量等。通過上述措施，我們期待tDCS在腦卒中后感覺障礙的康復(fù)治療中發(fā)揮更大的作用，為患者帶來更有效的治療方案。

參 考 文 獻

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（責任編輯：鄭巧蘭）