HD-tDCS 對卒中后上肢運動功能障礙的解決機理

HD-tDCS 采用 4 X 1 環(huán)形電極配置，陽極置于患側(cè)半球C3或C4，周圍四個陰極，以聚焦電流于手部運動皮層區(qū)域。這種配置能更精確地調(diào)節(jié)目標皮層的興奮性，促進神經(jīng)可塑性（圖1）。

重新平衡半球間抑制：卒中后，患側(cè)半球興奮性下降，健側(cè)半球過度活躍，導致半球間抑制失衡。HD-tDCS通過陽極興奮患側(cè)皮層，陰極抑制周圍區(qū)域，有助于重建正常的半球間抑制平衡。

降低神經(jīng)資源負擔：研究顯示，HD-tDCS后患者在執(zhí)行手部任務時，患側(cè)半球激活更集中，激活強度降低，表明神經(jīng)效率提高，所需血流動力學負擔減少。

圖1 HD-tDCS改善中風患者運動通路功能和上肢恢復示意圖

HUIYING

臨床研究

研究方法：

受試者：26名慢性期（>6個月）卒中患者。

干預方案（圖2）：

陽極（Anode）：1個中心電極，電流為+1.0mA。

陰極（Cathode）：4個環(huán)繞電極，每個電極電流為-0.25mA（4個陰極總和為-1.0 mA，形成回路）。

設備與蒙太奇：使用Starstim 8系統(tǒng)，采用 4×1 環(huán)狀HD-tDCS蒙太奇。

靶點位置：中心陽極置于患側(cè)半球的C3或C4（根據(jù)國際10-20系統(tǒng)）。

電流參數(shù)：

刺激時長：20分鐘，包括30秒的淡入/淡出時間。

療程：連續(xù)4天，每天1次。

圖2 研究設計與實驗設置示意圖

評估時間點：干預前（T0）和干預后立即（T1）。

評估工具：

fNIRS：測量 FTT 任務中 氧合血紅蛋白oxyHb/脫氧血紅蛋白deoxyHb 變化。

TMS：測量 rMT（靜息運動閾值）和 MEP（運動誘發(fā)電位）振幅。

行為評估：

FMA-UE：Fugl-Meyer 上肢評分，評估運動功能恢復。

BBT：Box and Block Test，評估手部粗大運動靈活性。

FTT：手指敲擊任務，評估準確性與反應時間。

研究結(jié)果：

fNIRS結(jié)果（圖3）：

組水平（SPM統(tǒng)計參數(shù)映射）分析：干預前（T0），患者執(zhí)行FTT時雙側(cè)半球均被激活。干預后（T1），激活主要集中于患側(cè)半球，整體激活范圍減小。這表明半球間平衡得到改善。

圖3 fNIRS-SPM 皮層激活圖

時間序列分析（圖4）：在患側(cè)半球靠近刺激位點的通道（特別是Channel 32），執(zhí)行手指敲擊任務FTT時的氧合血紅蛋白oxyHb濃度在T1干預后顯著低于干預前T0（均值與積分值均顯著下降）。這表明完成任務所需的神經(jīng)資源減少，效率提高。

圖4 fNIRS通道與HD-tDCS電極布局及時間序列數(shù)據(jù)

TMS結(jié)果（見表1）：

rMT（靜息運動閾值）：患側(cè)半球的rMT有輕微下降，但無統(tǒng)計學顯著性（p > 0.05）。

MEP（運動誘發(fā)電位）振幅：患側(cè)半球的MEP振幅有輕微增加，但無統(tǒng)計學顯著性（p > 0.05）。

說明：雖然變化趨勢積極（r降低預示興奮性提高，MEP增大預示通路完整性改善），但短期干預未能引起顯著的神經(jīng)生理學變化。

表1 行為與神經(jīng)生理評估結(jié)果（T0干預前；T1干預后）

行為評估結(jié)果（見表1）：

FMA-UE（Fugl-Meyer Assessment-Upper Extremity）：顯著提高（p < 0.001）。FMA-UE是評估卒中患者上肢運動功能（包括反射、協(xié)調(diào)、速度等）的標準化量表，分數(shù)越高功能越好。

BBT（Box and Block Test）：顯著提高（p = 0.001）。BBT評估手部粗大運動靈巧性，計算60秒內(nèi)單手將木塊從一個盒子轉(zhuǎn)移到另一個盒子的數(shù)量，數(shù)量越多功能越好。

FTT（Finger Tapping Test）：

準確性（Accuracy）：顯著提高（p = 0.001）。

反應時間（Response Time）：有減少趨勢，但無統(tǒng)計學顯著性（p > 0.062）。

HUIYING

總結(jié)

HD-tDCS 通過聚焦刺激患側(cè)運動皮層，有助于重建半球間抑制平衡，提高神經(jīng)效率；

fNIRS 顯示干預后oxyHb濃度下降，表明神經(jīng)資源需求減少，血流動力學負擔降低；

行為學結(jié)果（FMA-UE、BBT、FTT）顯著改善，證實HD-tDCS對上肢功能有積極影響；

hMHS 是個體化刺激的關(guān)鍵靶點，未來需結(jié)合神經(jīng)導航實現(xiàn)個性化電極放置；

本研究為初步探索，需進一步開展隨機對照試驗驗證其療效。