非侵入性脑刺激NIBS技术在脑卒中康复中的应用及策略-单春雷_精品文档.pptx

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非侵入性脑刺激（非侵入性脑刺激（NIBSNIBS）技术技术在在脑卒中康复中的脑卒中康复中的应用及策略应用及策略南京医科大学第一附属医院南京医科大学第一附属医院江苏省人民医院康复医学中心江苏省人民医院康复医学中心单春雷单春雷脑卒中脑卒中国民第一位死因。

国民第一位死因。

每年新增每年新增200200万（每万（每12s12s新发新发11例），例），70%70%留有不同留有不同程度运动、认知、语言、吞咽、情感、活动障碍。

程度运动、认知、语言、吞咽、情感、活动障碍。

每年经费投入每年经费投入100100多亿。

多亿。

2脑卒中后治疗脑卒中后治疗3脑卒中后康复脑卒中后康复4非侵入性脑刺激技术非侵入性脑刺激技术经颅磁刺激（经颅磁刺激（TMSTMS）经颅直流电刺激（经颅直流电刺激（tDCStDCS）经颅脉冲刺激（经颅脉冲刺激（tPCStPCS）经颅交流电刺激（经颅交流电刺激（tACStACS）经颅超声刺激（经颅超声刺激（tUStUS）5TMSTMS：

电流：

电流-磁场磁场-电流电流6调控神经生理和生化过程调控神经生理和生化过程感应电流感应电流-神经元兴奋性改变（动作电位）神经元兴奋性改变（动作电位）长时程增强（长时程增强（LTPLTP）或长时程抑制（）或长时程抑制（LTDLTD）GABAGABANMDANMDA胆碱胆碱多巴胺多巴胺神经元神经元-突触突触-环路环路-网络网络78不同的调控作用不同的调控作用1Hz（常用3或5Hz）的rTMS阈上刺激可以增加神经元兴奋性，而1Hz的阈上刺激可以降低神经元兴奋性。

间断性和连续性节律串刺激（intermittentandcontinuoustheta-burststimulation，iTBSandcTBS）是阈下rTMS方式，iTBS增加、cTBS降低神经元兴奋性。

9成对关联刺激（pairedassociativestimulation，PAS），通过把外周神经（如正中神经）和对侧初级运动皮质（M1）刺激结合，导致类似LTP/LTD的改变。

外周-皮质的刺激间间隔（interstimulusinterval，ISI）长短决定这种改变是兴奋或抑制的。

不同的调控作用不同的调控作用10Giovannietal,201411脑卒中的脑卒中的TMSTMS研究广泛研究广泛运动障碍（偏瘫）、言语语言障碍（失语、运动障碍（偏瘫）、言语语言障碍（失语、构音障碍、言语失用）、知觉（偏盲）、构音障碍、言语失用）、知觉（偏盲）、认知障碍（记忆障碍、偏侧忽略症、失用认知障碍（记忆障碍、偏侧忽略症、失用症、执行功能）、吞咽障碍、情感障碍、症、执行功能）、吞咽障碍、情感障碍、疼痛、自主神经功能异常、日常生活能力疼痛、自主神经功能异常、日常生活能力等。

等。

12运动运动诱发电位诱发电位MotorevokedpotentialsMotorevokedpotentials（MEPMEP）：

阈上）：

阈上TMSTMS导致上运动导致上运动神经元的的一连激活，继而导致脊髓神经元的的一连激活，继而导致脊髓alphaalpha运动神经元激运动神经元激活，并被表面或针式肌电图（活，并被表面或针式肌电图（EMGEMG）在靶肌肉记录电位活）在靶肌肉记录电位活动。

动。

幅值、曲线下面积、潜伏期等用来评测幅值、曲线下面积、潜伏期等用来评测运动皮质兴奋性运动皮质兴奋性。

13静息运动静息运动阈值阈值Restingmotorthreshold（rMT）：

10次TMS刺激引起5次小幅度（正负50V左右）MEP时的刺激强度（用TMS机器强度%表示）。

反映了神经元的膜兴奋性，和Na+、Ca+离子通道状态及白质束微结构有关。

14Centralmotorconductiontime（CMCT）：

指TMS的诱发信号从运动皮质沿着皮质脊髓束到（支配上下肢的）脊髓运动神经元的时间。

反映下传运动通路的病理及发展过程。

CMCT延长见于皮质脊髓束的传导减慢，提示皮质脊髓束的受损，如轴突受损或脱髓鞘变化。

CMCT计算方法：

皮质TMS的MEP潜伏期减去外周TMS的MEP潜伏期，包括颈神经根刺激计算法或F-波检测法。

中枢运动传导中枢运动传导时间时间15CMCT=MEPCMCT=MEP潜伏期潜伏期-（M-wavelatency+F-wavelatency-1）/2-（M-wavelatency+F-wavelatency-1）/2.16皮质内抑制或兴奋皮质内抑制或兴奋同一线圈在M1释放成对刺激（paired-pulseTMS，ppTMS），第一个条件刺激（conditioningstimulation,CS）可能对其后的检测刺激（teststimulation，TS）产生兴奋或抑制作用，即反映了皮质内的抑制或兴奋。

17皮质内抑制或兴奋皮质内抑制或兴奋短间隔皮质内抑制（short-intervalintracorticalinhibition,SICI）：

阈下CS，间隔1-6ms给予阈上TS，MEP较单独阈上TS受到抑制。

与GABAA有关。

长间隔皮质内抑制（long-intervalintracorticalinhibition，LICI）,阈上CS，间隔50-200ms给予阈上TS，MEP降低。

与GABAB有关。

皮质内促进（intracorticalfacilitation，ICF）,阈下CS，间隔8-30ms给予阈上TS，MEP较单独TS增高。

与NMDA介导的兴奋性突触后电位有关。

1819皮质静息期皮质静息期Corticalsilentperiod（CSP）对侧静息期（contralateralsilentperiod，cSP）：

阈上TMS刺激M1，导致对侧自主运动（20%MVC）肌肉所产生的肌电活动被抑制。

与GABAB有关。

20同侧静息期同侧静息期IpsilateralsilentperiodIpsilateralsilentperiod（iSP）iSP）：

阈上：

阈上TMSTMS刺激刺激M1M1，导致导致同侧同侧自主运动肌肉产生的自主运动肌肉产生的肌肌电活动被抑制。

电活动被抑制。

兴奋性谷氨酸通路刺激了对侧半球的兴奋性谷氨酸通路刺激了对侧半球的GABAGABA环路，环路，起到抑制作用，及起到抑制作用，及反映了跨胼胝体抑制反映了跨胼胝体抑制。

21半球间抑制半球间抑制Interhemisphericinhibition（IHI）一个半球M1的阈上刺激（CS），10ms左右后另一半球M1的阈上刺激（TS）。

与跨皮质的谷氨酸神经元兴奋对侧M1的GABA-B抑制性中间神经元有关。

22传入性抑制传入性抑制Afferentinhibition，阈上外周神经（如正中神经）刺激（CS）后给予对侧半球M1阈上TMS刺激（TS）。

短潜伏期传入性抑制（short-latencyafferentinhibition，SAI），N20潜伏期+（2-8ms）。

长潜伏期传入性抑制（longlatencyafferentinhibition,LAI），N20潜伏期+（100-300ms）。

反映乙酰胆碱通路功能。

23Giovannietal,201424Giovannietal,201425TMSTMS检测指标在卒中结局检测指标在卒中结局预测中的作用预测中的作用Giovannietal,20142627NeuropsychologyLab.ofSaarlandUniversity,2008Prof.GeorgKerkhoff28特点特点方便方便安全安全副作用小：

痒、轻微皮肤刺痛或头痛副作用小：

痒、轻微皮肤刺痛或头痛价廉价廉方便科研（假刺激设置容易）方便科研（假刺激设置容易）可以可以on-line训练（同时做训练（同时做PT、OT、ST）29tDCS不像不像TMS一样，不能直接地引起动作电位一样，不能直接地引起动作电位（AP），而是调，而是调节神经元的静息膜电位，改变神经的兴奋性，导致神经元自节神经元的静息膜电位，改变神经的兴奋性，导致神经元自发放电的可能性增加发放电的可能性增加/降低降低。

3031正极正极Anode负极负极Cathode即刻效应即刻效应这种这种tDCS直接产生的正极去极化，神经元兴奋性直接产生的正极去极化，神经元兴奋性提高；负极超极化，神经元兴奋性降低，是与电提高；负极超极化，神经元兴奋性降低，是与电压控制型离子通道的变化有关。

压控制型离子通道的变化有关。

正极正极下的神经元细有下的神经元细有Na+的进入，从而细胞内的的进入，从而细胞内的负电位不那么负电位不那么“负负”（去极化，易兴奋）；而（去极化，易兴奋）；而负负极极下的神经元有下的神经元有Cl-流入或流入或K+流出，使细胞内负流出，使细胞内负电位电位“更负更负”（超极化，难兴奋）。

（超极化，难兴奋）。

32持续持续/后效应后效应20-30分钟的分钟的tDCS刺激，效应会持续数十刺激，效应会持续数十分钟甚至数小时。

多次的分钟甚至数小时。

多次的tDCS治疗，效应治疗，效应积累可以持续数天至数月。

积累可以持续数天至数月。

33？

34After-effectsofanodaltDCSonmotorcorticalexcitabilityNitsche,etal.2004长时程增强（长时程增强（LTP）35一定量的一定量的高频高频刺激可引发突触后细胞的持久增强刺激可引发突触后细胞的持久增强反反应应。

与配体与配体门门控控性性/化学化学门控性门控性离子通道离子通道有关。

是脑神经有关。

是脑神经环路重塑，学习、记忆等脑功能改善的基础。

环路重塑，学习、记忆等脑功能改善的基础。

正极可以促进正极可以促进LTP。

3637MechanismsofplasticityNMDAreceptoractivationGrowthfactorsNeurogenesis?

AxonalGrowthSynaptogenesisUnmaskingofsilentsynapsisUp-regulationofimmediateearlygenesis/transcriptionfactorsLTP38电流密度分布电流密度分布40电流分布电流分布411:

1/1:

442tDCS与行为学训练的结合与行为学训练的结合毕竟是神经调控技术，不能直接产生毕竟是神经调控技术，不能直接产生AP。

与特定目标的训练相结合，会触发特定神与特定目标的训练相结合，会触发特定神经网络的激活，这样尽管经网络的激活，这样尽管tDCS电极电极（正极）（正极）面积面积较大较大，但但会使与任务会使与任务有关有关的脑的脑网络网络的的兴奋性兴奋性提高并产生提高并产生AP，达到特定神经环路，达到特定神经环路的重塑。

的重塑。

43tDCS与行为学训练的结合与行为学训练的结合先进行行为学训练，然后先进行行为学训练，然后tDCS巩固疗效。

巩固疗效。

先进行先进行tDCS治疗，在兴奋性提高的基础上进行行治疗，在兴奋性提高的基础上进行行为学训练。

为学训练。

行为学行为学-tDCS-行为学（半天内）行为学（半天内）Online或后半段或后半段OnlinetDCS与其后的训练不要隔太长时间与其后的训练不要隔太长时间44l擅于利用即刻效应去评价是否有效，尤其是是否擅于利用即刻效应去评价是否有效，尤其是是否起起到到“反作用反作用”。

45l擅于利用擅于利用客观手段评价客观手段评价疗效和即刻疗效和即刻/早期功能变化：

早期功能变化：

fMRI、EEG、TMS（MEP、CMCT、ICF/ICI）。

）。

NIBS的应用策略？

的应用策略？

46脑卒中后脑活动变化脑卒中后脑活动变化在患肢活动时：

病灶M1的活动下降。

病灶同侧运动前皮质（PM）和辅助运动区（SMA）活动增加（典型的大脑中动脉阻塞常会保留）。

对侧未受累半球产生较健康人做同样运动时的更多激活。

激活范围与受损半球的损害程度有关，损害最严重的对侧半球激活最广泛。

474849Shaileshetal.,201250Shaileshetal.,201251Shailesh