从方案到实践：经颅直流电刺激中隐含的变异来源

Marija Stanković; Marko Živanović; Jovana Bjekić

doi:10.3791/72415

综述文章

从方案到实践：经颅直流电刺激中隐含的变异来源

DOI：

10.3791/72415

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2026年8月21日

Marija Stanković¹ , Marko Živanović² , Jovana Bjekić¹

¹Institute for Medical Research, University of Belgrade, ²Faculty of Philosophy, Institute of Psychology, University of Belgrade

本文内容

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

本文对经颅直流电刺激（tDCS）方案中难以标准化的操作要素进行了批判性评估，包括设备选择、电极和头皮准备、导电介质、电极放置、固定以及阻抗管理，并基于经验提出了降低操作变异性和提高方法学一致性的建议。

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

经颅直流电刺激（tDCS）因其无创性、相对低廉的成本、技术上的易操作性以及高度良好的安全性，在神经科学研究和临床应用中被广泛使用。然而，其表面的简便性可能掩盖了在实施过程中存在的挑战以及影响刺激质量、受试者舒适度、结果可重复性和结果解释的多种实际变异来源。标准方案通常会规定电流强度、刺激持续时间、电极尺寸和电极布局，但对设备选择、电极制备、导电介质、头发与头皮管理、阻抗故障排查、电极固定、定位准确性以及操作者依赖性决策等方面的关注往往不足。这些因素难以完全标准化，因其依赖于个体受试者的特征、所用设备与耗材，以及操作人员的技术与经验。尽管如此，这些因素对方案的忠实执行至关重要，应被视为方法学变量，而非次要的技术细节。本文综述了实施 tDCS 过程中的实际挑战，并基于实践经验提出了提高各次实验、不同受试者以及不同研究或临床中心之间刺激准确性、质量和一致性的建议。重点在于那些“隐含”的操作步骤，这些步骤决定了名义上相同的刺激方案是否真正以可比的方式实施。本文对这些实际操作问题的讨论旨在补充现有的安全性和报告指南，并强调实践培训在实现可靠且可重复的 tDCS 施加中的重要作用。

引言

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经颅直流电刺激（tDCS）是一种广泛应用的非侵入性脑刺激技术，通过放置在头皮上的电极输送微弱电流，以调节大脑活动¹。刺激强度通常在1至2 mA之间，尽管根据具体应用的不同，也有研究采用约0.5至4 mA的电流²。tDCS在基础神经科学和临床神经科学领域得到广泛采用，不仅因其具有科学研究和治疗潜力，还因其具备诸多实际优势：tDCS设备便携、相对经济、技术操作简便，且耐受性良好，在数千名受试者中已确立了良好的安全性特征¹^,²。与经颅磁刺激（TMS）相比，tDCS设备成本更低，具备在家使用的潜力，并且由于禁忌证较少，适用人群更广泛³。因此，在过去二十年中，tDCS的应用显著扩展，这一趋势在该领域的文献计量分析中得到了明确体现⁴^,⁵。传统tDCS通常在头皮上使用两个电极⁶，尽管在某些实验范式中也会采用颅外回路电极放置方式⁷，而高分辨率tDCS（HD-tDCS）及其他多电极方案则使用多个较小的电极，以实现更精准的刺激定位⁸。上述两种方法的应用均得到了日益增多的指南支持，这些指南涵盖了安全性、报告规范及方法学标准等方面¹^,⁹^,¹⁰^,¹¹。

与通常包含更多内置监测功能（如神经导航和实时运动阈值反馈）的经颅磁刺激（TMS）不同，经颅直流电刺激（tDCS）因其低成本、便携性和技术简便性，使得操作者和实验地点之间的操作执行可能存在显著差异，而这些差异往往不会被察觉，从而使实施层面的变异性成为tDCS尤为突出的问题。

也就是说，经颅直流电刺激（tDCS）表面上的简便性可能具有误导性，在方法学建议与实际研究和临床应用中的操作现实之间仍存在重要差距。现有的指南恰当地强调了刺激参数、安全性考虑因素和报告标准；然而，对于决定方案在实际操作中能否一致实施的程序性决策，通常缺乏充分讨论。

换句话说，在纸面上，实验方案通常由一些参数来定义，例如电流强度、刺激持续时间、电极尺寸以及电极布局。然而在实际操作中，所施加刺激的质量和一致性取决于一系列在已发表的论文中很少被详细讨论的操作决策，包括设备的选择与配置方式、电极的制备方法及所使用的导电介质、如何处理头皮和头发以确保充分接触、如何确定并验证电极位置、如何在整个刺激过程中固定装置，以及当出现问题时如何解读和处理阻抗¹²^,¹³^,¹⁴。因此，尽管文献中看似高度标准化的实验方案，在不同受试者、实验会话、操作人员和实验室之间的实际执行过程中可能存在显著差异。本综述重点探讨这些背景性和操作性参数的变异性，关注那些决定名义上相同的实验方案是否能在不同受试者、会话、操作人员和实验室之间被一致且可重复实施的具体操作细节。这些常被忽视的因素直接影响了刺激传递的保真度，因而可能影响经颅直流电刺激（tDCS）的观察效果。这些实施细节并非实验方案的边缘内容，而是决定了方案是否按预期执行的关键所在。本文旨在明确那些经验丰富的tDCS实践者在长期实践中积累但极少在正式方法学报告中体现的默会知识。

目前已有针对经颅电刺激（tES）的安全性、伦理、法律和报告标准的指南，为参数设定和剂量提供了全面的指导¹^,⁹^,¹⁰^,¹¹^,¹⁵。本综述旨在通过聚焦于具体操作执行过程，补充现有指南的不足，包括电极制备质量、头皮与毛发管理技术、固定方式的权衡以及会话期间的故障排查，而这些内容在现有的经颅直流电刺激（tDCS）方法学文献中尚未得到系统性阐述。本综述预期将最直接地惠及刚接触tDCS的研究人员和临床医生、新实验室的培训人员，以及协调多中心研究的团队——在这些情境中，未被记录的操作差异最可能影响研究的可重复性。尽管本综述的范围限定于tDCS，但所讨论的许多操作原则同样适用于其他tES 模式，包括经颅交流电刺激（tACS）和振荡性tDCS（otDCS）。

同时，本综述通过将已发表的文献与积累的实验室和临床经验相结合，弥合了既有的实证依据与实际应用之间的鸿沟。这一方法使我们能够提供基于证据的策略，同时结合经验驱动的建议，以应对那些在对照试验中尚未得到充分评估的细微操作因素。

综述与观点

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设备选择

随着经颅直流电刺激（tDCS）的普及程度持续上升，进入市场的商用设备数量也在增加。所有tDCS设备都具备核心组件：一个由电池供电的恒流刺激器、带有电解质成分的电极，以及用于固定电极在头皮上位置的头戴装置¹⁶。然而，在此之外，不同设备在其他功能上存在显著差异，包括阻抗监测能力、假刺激模式选项、电流斜坡调节灵活性、数据记录功能、安全切断机制，以及与不同类型和尺寸电极的兼容性。研究级和临床级刺激器通常需满足正式的监管和质量标准（包括依据ISO 10993-127¹⁷进行的生物相容性测试，以及根据适用辖区和预期用途所需的医疗器械认证，如CE标志或FDA许可/批准），并需提供经验证的电流精度和安全切断参数；而面向消费者销售的设备则不一定需要经过同等的上市前测试或持续的质量保证。这些设备功能上的差异带来了实际影响，但往往未被充分认识。例如，某些设备的最大输出电流限制为2 mA，而研究表明高达4 mA的刺激强度耐受性良好，并在越来越多的研究方案中被采用；某些系统仅兼容单一类型或尺寸的电极；一些商用头戴装置仅提供有限的预设电极位置。需要通过较小电极实现多通道刺激的方案（如高分辨率tDCS，HD-tDCS）对设备提出了特定的兼容性要求。在临床和家庭使用环境中，多电极方案的可行性可能进一步受到设备性能和监管要求的限制，因为用于临床场景的设备必须具备相应的监管批准或许可——这一要求通常导致系统灵活性降低，并受到制造商更多限制。此外，在由软件控制的设备中，电池续航能力以及对稳定互联网连接的依赖性，也是影响刺激会话可靠性的因素，但这些因素很少被充分关注。

关键在于，设备的选择应由研究目的来决定，而不是相反。但在实际操作中，由于资源和可获得性的限制，这一点并不总能实现。重要的是，在研究报告中必须明确承认与设备相关的局限性；也就是说，设备不应被视为背景性的实验室基础设施，而应被视为实验方案中不可或缺的一部分，尤其是在跨研究比较结果时。无论选择何种设备，安全始终是首要考虑的因素：应优先选择带有光学隔离的电池供电设备，而非连接市电的系统，因为后者的设备故障可能在缺乏足够保护的情况下传递不受控制的电流强度¹⁸。所有设备都应定期维护，并由经过适当培训的人员操作。

电极特性与维护

电极是电流传递的界面，其类型、大小、材料和制备方式会影响电流分布、阻抗、皮肤感觉以及刺激的保真度。尽管近年来可选的电极种类有所增加，但在其中进行选择往往并不简单。

电极材料

传统的经颅直流电刺激（tDCS）通常使用包裹在浸有生理盐水的海绵袋中的橡胶电极，这种配置至今仍被广泛使用。然而，即使在此类设备中也存在差异，海绵材料在孔隙率和厚度上各不相同⁶^,¹⁹，从而影响所需生理盐水的量、在刺激过程中海绵干燥的速度，以及可在不同受试者间重复使用的次数。海绵电极袋没有明确的重复使用次数限制，只要在使用之间得到妥善处理、清洁和储存，通常可长期使用（远超过单个研究，可能达数年）；一旦出现老化迹象（如磨损、撕裂或变硬），则应及时更换，而非依据固定的使用次数，因为其实际使用寿命很大程度上取决于海绵质量、操作方式及储存条件。

金属电极以及银/氯化银（Ag/AgCl）电极也常被使用，特别是在高密度经颅直流电刺激（HD-tDCS）²⁰等多电极设置中。可重复使用的银电极具有阻抗较低的优点；然而，其使用寿命也相对较短。尽管有研究指出，若遵循最佳操作规范（包括在4×1电极布局中轮换电极位置、始终均匀涂抹导电凝胶、进行充分的饱和化处理以及监测阻抗），电极可安全使用约10次²⁰，但不同制造商的产品规格可能存在显著差异。在实际应用中，电极的使用次数往往远超或远低于推荐值——前者是在未检测到信号质量下降的情况下，后者则是在观察到电极性能退化时（图1）。尽管如此，每次使用前仍需进行常规检查，以识别可能影响刺激传递效果的潜在缺陷。此外，为了维持电极的功能并延长其使用寿命，必须对其进行妥善维护，包括使用后彻底清洁并完全干燥。

导电介质

导电介质的选择是经颅直流电刺激（tDCS）准备过程中影响最显著且标准化程度最低的环节之一。基于电解质的导电材料有助于在电极与皮肤之间实现均匀的离子传导，降低阻抗，并减少局部电流密度⁶。然而，每种可用选项均存在各自独特的权衡。生理盐水成本低廉、易于获取且使用简便，是最广泛使用的导电介质，但仅限用于插入海绵套中的橡胶电极。然而，预先确定合适的盐水量具有挑战性。具体而言，过湿的海绵可能导致液体滴落并扩散至头皮¹⁴，可能在电极之间形成非预期的“桥接”或导致电流分布失控；而过干的海绵则会导致阻抗升高和接触不均匀。通过规定固定体积（例如10–15 ml⁷）来标准化盐水应用的方法可能具有误导性，尤其对经验不足的操作者而言，因为最佳用量取决于海绵类型与尺寸、室温与湿度以及头发特性¹⁴。更厚或吸水性更强的海绵需要更多盐水才能达到饱和；较小的电极需使用更小的海绵，因此需减少盐水量以避免滴漏。较低的室内湿度会加速蒸发，导致刺激过程中阻抗漂移加剧；若室温较高，则可能加快盐水蒸发，需补充额外用量。关键要点是，根据作者的实践经验，盐水的应用应结合具体情境并由经验丰富的判断指导，而非机械地严格执行。由于盐水存在扩散风险，导电凝胶和导电膏更适用于较小的电极。图2展示了两种导电介质的应用方法及适当用量。

与生理盐水相比，凝胶能提供更稳定的接触，且发生桥接的风险较低；但在受压时，凝胶可能扩散超出电极边界，从而在难以监测或量化的情况下有效增大了有效接触面积。导电糊剂可提供最稳定的接触，尤其适用于较小的电极，能够在毛发允许的情况下很好地粘附于皮肤并实现最佳固定。糊剂可直接施用于电极，无需混合；但需将其堆积成与电极边界一致的受控且均匀的薄层。在整个层面上实现厚度的一致性需要一定的操作技巧，因此在繁忙的研究环境中往往容易操作不当。糊剂施用不一致可能导致电流输送不均，并增加局部皮肤反应的风险¹⁴。值得注意的是，与生理盐水或凝胶不同，糊剂不会被毛发吸收。因此，在毛发较厚或头皮部位毛发密集的受试者中，实现稳定的接触表面可能更加困难²¹。使用后从皮肤和毛发上去除糊剂也比冲洗更为费力。图3展示了导电糊剂正确与错误施用的示例。

电极尺寸

另一个相关因素是电极尺寸及其与电流密度的关系。电极尺寸决定了电流密度（电流强度除以电极面积），而电流密度受到既定安全限值的约束，因此需要仔细考虑。大多数人体研究中的电流密度范围约为 0.04–0.06 mA/cm²。然而，有效接触面积并不总是等于电极的标称尺寸。例如，若电极周围的海绵套过厚，则可能显著增加有效接触面积（图 4）。同样，当导电凝胶扩散超出预定电极边界时，实际接触面积也会大于预期（图 4）。

相反，海绵凹槽也不应过薄，否则可能在刺激过程中增加皮肤感觉。通常认为约 0.5 cm 的海绵厚度最为理想⁸，尽管市售海绵的厚度一般在 0.1 至 0.8 cm 之间¹⁹。其他电极类型和导电介质也可能出现类似问题。例如，压缩后的导电凝胶可能扩散至预定电极边界之外，从而增大有效接触面积。相反，当使用导电膏时，固定系统施加的压力不足或毛发浓密可能导致实际接触面积减小或分布不均，从而导致电极接触效果变差且一致性降低。

应根据预期的电极排列方式和刺激方案选择电极的尺寸和类型。对于传统的1×1经颅直流电刺激（tDCS）²²，目前最常用的仍是5×5 cm或5×7 cm的方形橡胶电极；但由于方形电极的几何结构容易在角落处集中电流，圆形电极正变得越来越普遍。相比之下，多电极排列通常采用更小的电极，其中4×1环形排列是最常用的配置之一。因此，电极尺寸反映了刺激聚焦性（较小电极）与较低峰值电流密度（较大电极）之间的平衡。此外，多电极配置虽然提供了更高的靶向精度，但也对电极放置的准确性提出了更高要求，因而这类系统本身更容易受到定位误差的影响。

电场（e-field）建模工具正越来越多地用于指导电极的选择与放置，尤其是在靶向解剖结构复杂的皮层区域时。一些广泛使用且可免费获取的软件包（如 SimNIBS²³ 和 ROAST²⁴）能够利用结构 MRI 数据进行个体化的电流分布模拟。即使采用相同的电极蒙太奇（例如 F3–F4），由于头围的差异，实际的电极间距也可能相差多达 2 cm²⁵，从而改变诱导电场的空间分布。当蒙太奇中包含颅外返回电极时，个体间的差异可能更为显著。总体而言，增加电极间距会扩大显著电流流动的区域，但会降低聚焦性；而缩短电极间距则可提高聚焦性，但代价是表层电流密度增加，并更易发生头皮分流。

尽管电场建模在实验方案设计过程中提供了有价值的指导，但仍需认识到若干重要局限性。目前的软件未考虑头发厚度及其对电场分布的影响；基于标准头部模板生成的模型无法反映个体间的解剖学差异；而最重要的是，现有模型均假设电极与头皮之间的接触在整个电极表面是均匀的。因此，模拟得到的电流分布可能与实际刺激过程中实现的电流分布存在显著差异。

定位方法、毛发及头皮准备

即使电极排列方式、电极类型和导电介质已实现标准化，电极定位和头皮准备仍然是经颅直流电刺激（tDCS）实施过程中最易被低估的误差和变异性来源。在该操作阶段，前述问题（例如有效接触面积）可能因操作者的技能和对细节的关注程度不同而得到缓解或加剧，这与实际操作经验相符。

电极定位

精确的电极定位对于方案的保真度至关重要，然而常用定位方法的可靠性通常低于普遍预期。标准化的头皮坐标系统包括原始的10–20系统²⁵及其更高分辨率的扩展形式——10–10系统²⁶。在经颅直流电刺激（tDCS）研究中，电极放置通常基于10–10脑电图（EEG）系统，该系统通过从解剖标志点（鼻根点、枕外隆突点和耳前点）相对于头顶点测量标准化距离来确定位置。尽管该系统为电极放置提供了标准化框架，但关于标志点识别和电极定位中实际的评分者间与评分者内变异性的证据仍有限。然而，有研究报道，即使在受过训练的技术人员中，C3和C4位置定位的可靠性也仅为低到中等水平，表明相对较小但系统性的测量误差可能导致皮层靶向定位出现具有临床意义的变异²⁷。

即使解剖标志点已被准确定位，关于测量应从标志点的上缘、下缘还是中心位置进行，仍存在不确定性（图5）。耳前点的定位尤其容易出现误差，应通过在张口和闭口过程中触诊耳前的颞下颌关节来确定。此外，个体间头颅几何形态的差异进一步加剧了这种变异性，使得相同的10–20系统坐标在不同个体中可能对应相差达2 cm的皮层位置²⁵。

包含预定义电极网格的脑电图（EEG）帽可减少明显的放置误差，在经颅直流电刺激（tDCS）应用中正日益广泛使用。然而，这类帽无法补偿个体间头部几何结构或头皮到皮层映射的差异。由于固定的电极间距无法适应头部大小或形状的变化，标称的10–10帽位点可能无法精确对应特定受试者的预期坐标，从而加剧了手动测量所带来的变异性²⁷。头部形状和头发体积的差异还可能进一步影响帽的贴合度，尤其是在高分辨率经颅直流电刺激（HD-tDCS）中，较小的电极和更高的靶向精度使得放置误差的后果更为严重。

神经导航系统利用个体化的磁共振成像（MRI）数据引导电极定位，可实现最高水平的解剖学精确定位。然而，由于其成本较高、耗时较长且实用性有限，通常不适合常规科研应用和临床经颅直流电刺激（tDCS）实践。

一些临床和家庭使用的经颅直流电刺激（tDCS）系统基于预定义的电极导联方式设计，使用户无需进行正式的定位程序或独立验证即可放置头戴设备。尽管这些系统提高了使用的便捷性，但也可能导致显著的电极位置偏差。因此，简化设置带来的便利必须与对实际电极位置控制的降低之间进行权衡，后者可能削弱刺激效果。近期为解决这一局限性所做的努力包括开发针对个体患者的、可3D打印的家庭用神经刺激器，该装置能够在整合脑电图（EEG）²⁸的同时实现局灶性刺激；然而，其成本效益仍有待验证。

头皮和毛发准备

标准的头皮准备包括使用酒精清洁皮肤，以去除表面的油脂和碎屑，从而降低表面阻抗并改善电极接触。对于头发稀疏的受试者或刺激额部头皮区域时，此类准备可能已足够。然而，通常需要对顶叶、颞叶和枕叶靶区进行额外准备，因为这些区域的头发密度通常更高（图6）。

基本原则是应仔细分开头发，而不是将头发压在电极下方⁹。压迫并不能将头发从电流路径中移除；相反，它会使头发变平，在电极与头皮之间形成一层导电不均的屏障，这既可能增加阻抗，又可能扭曲电流分布。仔细分开发束或编成辫子，特别是在头发浓密或质地复杂的受试者中，虽然耗时，但能显著改善电极接触，通过在目标位置暴露清晰的头皮区域来实现。然而，实际操作经验表明，不同受试者之间头皮暴露程度无法完全标准化。因此，个体间头发特征的差异确实是电流传递变异性的真正来源之一²¹。

每次刺激前均应评估预定刺激部位的皮肤状况。某些情况，如开放性伤口或皮肤病变，可能构成该部位刺激的绝对禁忌症⁴。较轻微的皮肤变化，包括近期晒伤、过度干燥或脱屑，虽不一定禁止刺激，但可能改变局部阻抗或降低受试者的舒适度。

瘢痕不应被视为经颅直流电刺激（tDCS）的普遍禁忌证。其相关性取决于瘢痕的大小、深度以及相对于预期刺激部位的解剖位置。通常，较小且表浅的瘢痕不构成刺激的障碍；而较大或较深的瘢痕则需更加谨慎，多数情况下应避免在受累区域直接刺激，因其可能显著改变局部阻抗，导致电流分布偏离预期方案，且这种偏离无法可靠预测。

电极固定

在整个刺激过程中保持电极位置固定是另一个实际挑战。固定系统必须在防止电极移位的同时，避免造成过大的压力或使受试者感到不适。固定过紧可能导致不适并扭曲电极接触面，而固定不足则会增加电极移动的可能性，尤其是在较长的刺激过程或受试者改变体位时。

最常用的固定方法包括弹性带、帽状固定器和网状固定器，此外也有专用的固定系统可供商业购买²⁹。弹性带是最早使用的固定方法之一，至今仍被广泛使用，尤其适用于运动皮层的电极布局。然而，由于弹性带调节性有限，可能在曲面的头皮上施加不均匀的压力，且通常舒适性较差，因此不太适用于许多其他皮层靶区。

帽式电极架可提供更均匀的支撑，并能适应更广泛的电极位置，但必须选择合适尺寸，最好能在各个方向上调节，并正确贴合，以确保稳定的接触。网状电极架是最灵活的选择，能轻松贴合个体头部形状。然而，其固定较小电极的稳定性取决于网材的材质和弹性，通常需要在固定稳定性与受试者舒适度之间取得平衡。

根据作者的经验，可调节的硅胶网状帽在固定稳定性、皮层靶点的可及性以及受试者舒适度之间提供了最佳平衡，因为它在设置过程中便于电极接触，同时有利于头发的准备⁹。对于颅外电极放置（例如面颊部位），通常通过帽子的下巴带或医用粘贴胶带实现固定。

无论采用何种固定方法，主要目标都是在刺激过程中始终保持电极与头皮的完全接触，同时确保受试者的舒适性。图7 显示，在以家庭为基础的经颅直流电刺激（tDCS）系统中，实现这种平衡可能尤为困难，因为受试者自行操作，更容易出现定位错误。因此，适当的操作者培训仍然至关重要³⁰。

阻抗监测

阻抗监测提供了最易获取的刺激质量实时指标；然而，其解读不应简化为仅基于通常引用的 5–10 kΩ 阈值的简单通过/失败判断¹⁶。由于经颅直流电刺激（tDCS）在恒定电流控制下运行，正常工作范围内的适度阻抗波动不会按比例改变实际输送的电流，也不会显著改变所产生的电场（在一级近似下），因为刺激设备会在其合规限值内自动调节施加的电压，以维持预设的电流。因此，阻抗主要作为可能影响刺激保真度因素的间接指标。

阻抗值反映了电极-电解质界面、导电介质内部以及皮肤表面的综合电阻。因此，阻抗升高可能提示多种问题，包括电极接触不完全或不均匀、电极间短路（桥接）、导电介质不足或分布不均、毛发准备不充分、皮肤异常或电极老化。

同样重要的是，极低的阻抗不应自动被解释为有效刺激的证据。尽管低阻抗通常表明导电性良好，但也可能提示由于盐水或导电凝胶过多导致的电极桥接，从而从根本上改变预期的电流路径。电极桥接的可观察迹象包括：阻抗读数突然且异常偏低、刺激过程中阻抗值不稳定或快速波动，以及电极之间可见的湿气痕迹。

因此，在刺激开始前应评估阻抗，并在刺激过程中持续监测，因为随着时间推移，导电介质可能变干或电极接触可能发生缓慢变化，导致阻抗值改变。总体而言，阻抗应被视为综合性质量保证流程的一个组成部分，而非刺激充分性的决定性指标。

操作员培训与经验

上述讨论的操作因素具有一项共同特征：其一致实施在很大程度上依赖于操作者的技能和积累的实践经验。设备选择、导电介质涂抹、毛发处理、电极放置、固定以及阻抗问题排查，均需根据具体情境和受试者个体情况作出判断，最终依赖于操作者的专业经验。经验丰富的操作者能够形成实践性和情境性的判断能力，以指导操作过程中的实时决策；然而，这部分知识往往难以准确表述，无法仅通过书面操作规程完全传递。

因此，包含有监督的实践操作的正规培训应被视为经颅直流电刺激（tDCS）实施的必要前提条件，而非仅作为方案审查的可选补充。一种结合了理论教学、有监督的实践操作以及定期能力再评估的结构化、基于能力的培训模式，是降低操作者依赖性变异性的最直接方法，本文建议将其作为最实用且可操作的推荐方案。例如，一些专业学会建议在独立开展研究使用前完成20次有监督的操作，在无监督的临床应用前完成50次有监督的操作³¹。

这一需求在多中心研究中尤为明显，因为操作者经验的差异以及各地操作流程的实践不同，可能会引入仅从已发表的结果中难以察觉的变异性。建立系统化培训项目、操作能力认证、在新实验室中实施导师指导下的启动流程，以及跨中心校准练习，是减少操作者依赖性变异性的实用策略。操作者的技术水平不仅对于协调各研究站点之间的实验操作至关重要，而且对于确保每一次刺激会话的质量也必不可少，因为最终由操作者决定预定方案的执行是否准确可靠。

随着经颅直流电刺激（tDCS）的应用不断从受监督的实验室和临床环境扩展到门诊和家庭环境，充分培训的重要性将愈发凸显，因为在这些场景中，设备设置和刺激实施的责任正越来越多地从专业人员转移到非专业用户身上。

结论

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经颅直流电刺激（tDCS）在许多方面比其表面看起来的简单性更具可靠实施的挑战性。尽管电流强度、刺激持续时间、电极尺寸和电极布局等方案参数定义了预期的干预措施，但它们并不能完全决定最终传递的刺激。设备特性、电极类型、导电介质、头皮和毛发准备、电极定位以及电极固定等因素各自引入了个体特异性、情境依赖性和操作者依赖性的变异来源，这些因素最终可能影响刺激的效果。

本文综述的目的是明确这些变异性的来源，并强调在常规实践中，经颅直流电刺激（tDCS）的完全标准化和绝对精确实施几乎不可能实现。尽管操作过程中的变异性无法完全消除，但不应忽视其影响。相反，应致力于尽量减少实施过程中的变异性，并对操作质量施加与选择刺激参数时同等严格的控制。与实验和临床神经科学中的许多技术操作一样，成功的tDCS实施需要实际操作培训、积累实践经验，并通过实践和指导培养情境判断能力。这一原则在传统实验室环境中适用，而随着tDCS不断扩展至门诊、家庭环境甚至可能的非监督性应用，其重要性更加凸显——因为在这些场景中，设备设置和刺激实施的责任可能从经过培训的操作人员转移到非专业用户手中。

本综述中提出的建议以及讨论的实验操作因素旨在通过强调现有指南中未系统涉及的实施层面细节，来补充当前的安全性、伦理和报告规范。此外，这些建议支持加大对操作人员培训的投入，促进实施流程更透明的报告，并推动更广泛地认识到刺激递送的质量本身即是一个重要的方法学变量。

本综述存在一些局限性需加以说明。首先，本文提出的相关建议整合了现有证据与实践经验，但尚未通过更广泛的专家共识转化为正式指南。因此，在获得更多实证证据之前，主要基于经验得出的建议应相应地加以理解与应用。其次，关于这些方法学因素的实证证据仍然有限；因此，本文的目的并非夸大现有证据的强度，而是整合现有文献与明确的专家指导性建议，指出现有实证研究不足的领域，并推动未来对这些重要方法学变量开展系统性研究。

为了解决这些问题，鼓励未来的研究在研究方案中明确报告每个操作因素（包括设备选择、电极制备、导电介质、放置方法、固定方式以及阻抗管理）的具体处理方式，以促进结果的可重复性，并实现文献间的有意义比较。为了在已发表的论文中保持简洁，还鼓励作者在公开数据集的同时提供详细的实验室方案或标准操作程序，作为提高透明度和可重复性的补充手段。

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图1：性能退化的Ag/AgCl电极。 Ag/AgCl电极因储存不当和干燥导致性能退化，已不适合继续使用。请点击此处查看该图的放大版本。

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图 2：导电介质的正确使用方法。 代表性示例展示了用于小型和大型刺激电极的导电介质的合适用量及分布情况。请点击此处查看此图的放大版本。

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图3：导电膏正确与错误的涂抹方式。（A）正确涂抹导电膏，显示电极表面被均匀且完全覆盖。（B）错误涂抹导电膏，显示覆盖不完全且不均匀。请点击此处查看此图的放大版本。

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图4：导电介质对有效刺激区域的影响。示意图显示了根据所用导电介质的不同，有效电极接触面积的变化情况。请点击此处查看该图的放大版本。

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图5：标志点定位误差对电极位置的影响。（A）因枕外隆凸识别错误导致的向上偏移。（B）枕外隆凸的正确识别。（C）因枕外隆凸识别错误导致的向下偏移。请点击此处查看该图的放大版本。

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图6：多电极tDCS的头发准备。对一名头发较厚的受试者在枕部和后部头皮进行多电极蒙太奇布置时，头发准备的代表性示意图。请点击此处查看该图的放大版本。

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图7：家庭自助式经颅直流电刺激（tDCS）过程中电极放置错误。电极与头皮接触不完全会导致电流分布异常，并使有效刺激区域发生偏移。请点击此处查看该图的放大版本。

披露

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作者无任何冲突利益需要披露。

致谢

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本研究及出版的经费由塞尔维亚共和国科学、技术发展与创新部向JB和MS（合同编号451-03-33/2026-03/200015）以及向MŽ（合同编号451-03-33/2026-03/200163）所在机构提供的机构支持资助。

参考文献

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从方案到实践：经颅直流电刺激中隐含的变异来源

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