经颅直流电刺激在卒中后吞咽障碍康复治疗中的应用研究进展

李安，夏艳秋，傅建玲，袁梦，郭馨予，崔丽君

卒中已成为我国首位致死原因，研究显示，卒中后吞咽障碍是卒中患者死亡的独立危险因素[1]。11%～13%的卒中所致急性吞咽障碍患者在卒中后6个月仍存在慢性吞咽障碍[2-3]。吞咽障碍可导致严重的并发症，如误吸、吸入性肺炎、水电解质紊乱、营养摄入不足等；同时吞咽障碍患者可出现一系列心理问题，如进食恐惧、焦虑、抑郁等，严重影响患者生活质量[4-7]。吞咽障碍的康复依赖于大脑的可塑性。研究表明，经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）技术可改变大脑皮质的兴奋性，配合康复训练可加速诱导大脑的可塑性进程，已初步应用于吞咽障碍患者的康复治疗[8]。目前，tDCS作为一种新型、无创的治疗方式，被广泛应用于治疗各种原因导致的神经系统损伤以及改善神经生理功能（如提升注意力、改善肌肉力量、延缓肌肉疲劳、促进运动技能学习）等多个领域的研究中[8-11]。本研究从神经作用机制、刺激参数以及刺激后效应等方面阐述tDCS的研究进展，以期为卒中后吞咽障碍患者寻找有效的康复方式，并为未来的研究提供依据。

1 tDCS治疗的作用机制及效应

1.1 治疗作用机制 tDCS使用直流电场刺激大脑，其治疗的理论基础是细胞“趋电性”现象，即细胞响应电势梯度信号并朝向或背离电极某一方向运动。tDCS可通过细胞“趋电性”影响细胞的迁移速度和方向、代谢和分化[12-13]。通常，tDCS阳极刺激可以提高细胞兴奋性，阴极刺激可以降低细胞兴奋性[14-15]。

研究显示，tDCS治疗卒中后吞咽障碍的机制可能包括以下几种：①tDCS通过弱电流（1～2 mA）对大脑皮质神经元活动进行调节，通过极性依赖调整大脑皮质兴奋性，即tDCS阳极通过使静息膜电位去极化提高皮质兴奋性，阴极使静息膜电位超极化降低皮质兴奋性，进而促进脑功能重塑[14-15]。②头颅fMRI检查显示前额叶背外侧皮质在阳极tDCS的作用下局部血流灌注增加，提示tDCS能改善脑血流状况和局部皮质代谢水平，即可通过脑部刺激干预实现脑功能网络的重组和优化[16]。研究发现tDCS能调节激活区脑组织血流量，如刺激额下回初级运动皮质时，阳极下局部脑血流量高于阴极下局部脑血流量，研究者认为这些改变有利于卒中后吞咽功能恢复[17]。③tDCS刺激对脑组织兴奋性的调节作用可持续较长时间，有利于神经功能重塑，可能与神经源性神经生长因子促进神经突触的可塑性及兴奋性神经递质（如N-甲基-D-天冬氨酸）的调节有关，但其具体机制目前尚未明确[18-19]。

1.2 治疗效应 目前有研究显示tDCS在改善卒中慢性期患者的神经功能方面有效且安全，但关于tDCS在卒中急性期应用的有效性和安全性的数据较少[3，20]。Galovic等[21]通过生存分析估计卒中患者经口摄入的恢复时间来建立卒中后吞咽功能恢复的临床过程图，发现吞咽功能自发恢复的轨迹取决于卒中后时间，在卒中发病后最初几周内，吞咽功能恢复的斜率更陡峭，提示卒中后早期康复可能更有利于吞咽功能的恢复。Suntrup-Krueger等[22]发现卒中后时间对tDCS的疗效有显著的影响，提出早刺激（急性期，但发病24 h以上）可更好地改善卒中后吞咽障碍。有研究者在类似的时间内对患者进行了调查，结果显示tDCS组与对照组相比，吞咽障碍结局及严重程度量表（dysphagia outcome and severity scale，DOSS）和纤维鼻咽内镜吞咽障碍严重程度量表（fiberoptic endoscopic dysphagia severity scale，FEDSS）评分差异均有统计学意义[22-23]。卒中急性期的自发恢复过程被认为与皮质功能的重塑和未受损大脑半球的代偿性重组有关，因此在急性期应用tDCS促进这一过程可能是有利的[24-25]。tDCS可以促进吞咽功能恢复，但目前对在卒中后不同时间应用tDCS治疗吞咽障碍的效果是否不同尚无定论，仍需进一步研究。

2 tDCS治疗的刺激参数

2.1 刺激类型 tDCS的刺激方式有阳极刺激、阴极刺激和伪刺激3种[26]。tDCS只能影响活动状态的神经元，不能促使休眠状态的神经元放电。此外，与其他作用于大脑的传统电刺激技术不同，tDCS不会导致神经元细胞自发放电，也不会产生离散效应（如与传统刺激技术相关的肌肉抽搐）[27]。

阳极tDCS刺激指将阳极放在靶区，如初级运动区、背外侧前额叶等，阴极放在参考区域，一般选对侧的眶上区域、肩部或者颈部。阴极tDCS刺激则与之相反，阴极放在靶区，阳极放在参考区域[10]。目前临床多认为阳极tDCS刺激可增强刺激区兴奋性，在tDCS治疗卒中后吞咽障碍的文献中，大部分研究者都采用阳极tDCS刺激进行治疗。现已证实阳极tDCS刺激卒中后吞咽障碍患者的健侧或患侧吞咽运动皮质都有可能增强双侧大脑兴奋性，从而改善吞咽功能。

阴极刺激可抑制刺激区兴奋性，Cosentino等[28]对健康受试者进行阳极刺激、阴极刺激或伪刺激（安慰剂）试验，受试者分别进行3次测试，评估摄入液体的体积和颏下肌群的肌电图活动。结果显示，无论是阳极刺激还是阴极刺激，应用于健康人的吞咽运动皮质时，均会增加在吮吸和吞咽任务期间摄入液体的体积以及吮吸和吞咽相关的舌骨上肌群/颏下肌群的肌电图信号的变化，但这种变化仅在阳极刺激时有显著性。Cosentino等[28]推断阴极刺激对刺激侧大脑半球的抑制作用可以被对侧皮质兴奋性增高所代偿，通过这种跨胼胝体的效应，从而保持生理学功能的稳定。招少枫等[29]采用相同参数刺激健康受试者发现，阴极刺激可以同时改变双侧大脑半球吞咽皮质的兴奋性，抑制同侧刺激区，增强对侧未刺激区皮质脑干束的传导，因而具有跨胼胝体效应，为Cosentino等的猜想提供了神经生理学的佐证。目前关于阴极刺激对卒中后吞咽障碍的刺激作用效果及机制研究较少，后续研究可关注。Pingue等[30]在患侧大脑半球采用阳极tDCS和在健侧采用阴极刺激，结果显示tDCS组达到不同改善阈值的患者比例高于假手术组，但差异无统计学意义。

伪刺激是指5 s内将直流电逐渐增加到1～2 mA，在30 s后关闭，以产生如在阳极和阴极刺激条件下类似的最初刺痛感或瘙痒感，但在剩余的刺激期内大脑不受电流刺激，伪刺激常被研究者用作对照[28，31]。

2.2 刺激部位 关于采取阳极刺激卒中后吞咽障碍患者的患侧还是健侧大脑半球对吞咽功能恢复有更大的改善作用，目前观点还不统一。有关卒中后吞咽功能恢复的研究表明，健侧吞咽运动皮质的重塑可促进吞咽功能的改善，阳极刺激健侧大脑半球可以增加其代偿性，从而有助于吞咽功能的恢复[32-34]。但由于吞咽在两侧大脑半球皮质都有相应的功能区，因此患侧大脑半球的重塑对吞咽功能的恢复可能也起着重要作用[35]。阳极刺激受损的大脑半球可以增强患侧神经兴奋性，限制健侧大脑半球过度活跃及经胼胝体对患侧的抑制[36-39]。双侧大脑半球都在吞咽的起始过程中起作用，故刺激任何一侧大脑半球都可能促进吞咽功能的改善[40]。但Hamdy等[24]的研究表明，其中一个大脑半球可能占主导地位，因此单侧大脑半球卒中导致的吞咽障碍可能是吞咽的“优势半球”受损所致。由于吞咽功能的咽部肌肉组织通常是双侧神经支配的[32]，因此，Ahn等[20]提出了采用双半球阳极tDCS模式，通过将2个独立的阳极刺激回路以提高双侧吞咽运动皮质兴奋性的方法与常规吞咽障碍治疗（如补偿方法、口肌运动和热触觉刺激等）结合的方案对卒中后吞咽障碍患者进行康复治疗，结果显示，双半球阳极tDCS联合常规吞咽障碍治疗与单纯常规吞咽障碍治疗比较，可更有效地改善慢性卒中患者的吞咽功能。综上所述，中枢刺激联合外周感觉运动刺激可能是改善卒中后吞咽障碍更有效的治疗选择，但具体tDCS刺激健侧、患侧还是双侧吞咽皮质哪种方案更优，还需要更多的研究来证实。

2.3 刺激参数 国外研究中，tDCS治疗卒中后吞咽障碍的刺激频次多在4～10次，每次刺激时间在20～30 min。有研究者认为tDCS刺激时间过长可能会引起神经适应，导致神经兴奋阈水平升高[41]。国内研究中，tDCS刺激时间多在2周到2个月不等。茅慧雯等[42]对卒中后吞咽障碍患者进行阳极刺激联合常规综合治疗，结果显示刺激组的吞咽造影、DOSS、功能性吞咽障碍量表、营养相关指标和感染指标均显著优于组内治疗前和常规综合治疗组治疗后。现有研究对tDCS治疗卒中后吞咽障碍的刺激时长没有具体划分，部分研究对刺激频次的说明也不够清晰，后续需要更多高质量的对照研究来寻找tDCS治疗卒中后吞咽障碍的最优刺激时长和电流频率。

2.4 电流参数 tDCS应用于卒中后吞咽障碍治疗的研究主要以1～2 mA的弱电流刺激为主，但电流刺激最有效的强度还缺乏大样本、多中心的高质量研究支持。Kumar等[23]的研究采用2 mA的电流强度对卒中后吞咽障碍患者进行阳极刺激，患者在刺激后较刺激前DOSS评分有改善，且与对照组相比差异有统计学意义。Suntrup-Krueger等[22]利用1 mA电流对卒中发病后至少24 h的吞咽障碍患者进行阳极刺激，1个月后患者FEDSS评估结果显示吞咽障碍改善，该结果与Wang等[31]研究结果一致。何欢等[43]对卒中发病1个月以上吞咽障碍患者进行1.4 mA电流的tDCS刺激，患者洼田饮水试验结果显示吞咽功能较治疗前明显提高。为探讨tDCS对卒中后吞咽障碍改善的最有效强度，杜宇鹏等[44]对卒中后吞咽障碍患者分别给予1.0 mA、1.5 mA和2.0 mA阳极刺激，治疗后，3组误吸程度评分均有升高趋势，但只有高强度电流刺激组的改善有显著性差异，说明在相同刺激时间下，高强度tDCS能有效提高卒中后吞咽皮质兴奋性，改善吞咽障碍，但该研究存在样本量偏小等不足。进一步研究应扩大样本量，探索tDCS的作用机制，为临床应用提供理论参考。

3 总结与展望

现有研究表明，tDCS配合传统吞咽训练可明显改善卒中后吞咽障碍患者的吞咽功能。卒中后吞咽障碍患者可能存在单侧或双侧脑皮质损伤，tDCS刺激的位置应选择健侧、患侧还是双侧吞咽皮质，不同研究者有不同观点。当前关于tDCS治疗卒中后吞咽障碍的研究有以下几方面局限性：①患者样本量均偏小，且刺激部位不一；②很少跟踪随访治疗的长期效应，并且大部分研究所采用的评估方法是临床吞咽功能评估量表，如DOSS、标准吞咽功能评价量表（standard swallowing function assessment scale，SSA）、经口摄食功能量表（functional oral intake scale，FOIS）、改良曼恩吞咽能力评估量表（modified Mann swallowing ability assessment scale，MMASA）等，结果指标以主观评价为主；③大部分研究并未说明卒中患者损伤部位、卒中类型（缺血性与出血性），并未针对不同损伤部位、卒中类型观察卒中后吞咽障碍患者tDCS的治疗效果。因此，亟待高质量的多中心随机对照研究，通过多学科、多中心合作以及功能影像学方法，寻找tDCS的最佳技术参数，并揭示其作用机制，以促使今后tDCS在临床更好的应用，从而更有效地促进卒中后吞咽障碍患者吞咽功能的康复。

【点睛】tDCS已经逐渐被应用于卒中后吞咽障碍的康复治疗，但目前研究尚未明确其最佳治疗时机及刺激的部位、参数、频次等具体治疗策略，尚需前瞻性、大样本、多中心的研究进行深入探索。