Medicine

用于可靠、简单和耐受的颅内电刺激（包括颅内直流刺激）的更新技术

Published: January 3, 2020 doi: 10.3791/59204

Helen Borges¹, Alexandra Dufau^1,2, Bhaskar Paneri¹, Adam J. Woods³, Helena Knotkova^4,5, Marom Bikson¹

¹Department of Biomedical Engineering, The City College of New York, CUNY, ²Department of Clinical and Health Psychology, Center for Cognitive Aging and Memory, ³McKnight Brain Institute, University of Florida, ⁴MJHS Institute for Innovation in Palliative Care, ⁵Department of Family and Social Medicine, Albert Einstein College of Medicine

Summary

当施用颅内直流刺激（tDCS）时，可重复的电极制备和放置对于耐受和有效的会话至关重要。本文的目的是演示用于tDCS和相关的颅内电刺激技术（如颅内交流电刺激（tACS）管理的最新现代设置程序。

Abstract

颅内直流刺激（tDCS）是一种使用低强度直流电流进行神经调节的非侵入性方法。与其他技术相比，这种大脑刺激方法具有若干潜在的优势，因为它具有非侵入性、成本效益高、可广泛部署且耐受性良好，前提是管理适当的设备和协议。尽管 tDCS 显然执行简单，但正确管理 tDCS 会话，尤其是电极定位和制备，对于确保可重复性和耐久性至关重要。电极定位和准备步骤传统上也是最耗时且容易出错的。为了应对这些挑战，现代 tDCS 技术使用固定位置头饰和预装配的海绵电极，降低了复杂性和设置时间，同时确保电极始终如预期地放置。这些现代 tDCS 方法为研究、临床和远程监督（家庭）设置提供了优势。本文提供了使用固定位置头饰和预组装海绵电极管理 tDCS 会话的全面分步指南。本指南演示了 tDCS，使用用于运动皮层和侧侧前额皮质（DLPFC）刺激的常见蒙太奇。如上所述，选择头部尺寸和蒙太奇专用头饰可自动定位电极。完全组装的预饱和卡扣电极只需贴在头饰上的固定位置卡扣接头上即可。现代 tDCS 方法可缩短设置时间，减少新手和专家操作员的误区。本文概述的方法可适用于tDCS的不同应用以及其他形式的颅内电刺激（tES），如颅内交流电流刺激（tACS）和颅内随机噪声刺激（tRNS）).但是，由于 tES 是特定于应用程序的，因此，无论在适当情况下，任何方法配方都是自定义的，以适应主题、指示、环境和结果特定功能。

Introduction

颅内直流刺激（tDCS）是一种非侵入性脑刺激技术，能够调节皮质兴奋^性^1，2。在tDCS期间，恒定的低强度电流（通常为1-2毫安（mA））从阳极电极流向阴极电极，产生穿过皮层^3、4的弱电场。传统的tDCS协议被认为是可容忍和安全^的5。一个tDCS会话的影响可以持续几分钟后会话完成⁶与重复会话产生更持久的变化大脑功能^7，⁸。耐久性概况和产生急性或长期变化的潜力使tDCS成为各种干预和治疗^9，10，11的候选者。虽然关于tDCS¹²的最佳剂量，包括强度^13、极性⁷和焦度³的作用，人们仍然对控制电极放置对神经调节可重复性的重要性是公认的。此外，电极制备也支持耐受性和相关关注，如致盲的可靠性^14。tDCS 具有比其他脑刺激方法的实际优势，由于其成本效益、便携性、易用性和耐受性;然而，该技术的明显简单性和适应性并不能为电极制备和^{放置技术差}开脱。

事实上，tDCS的明显简单性在某些情况下，鼓励对适当的设备、用品和操作员培训给予足够的重视^。首先，需要可靠的电极放置才能重现。tDCS 电极在头皮上的定位通常遵循 10-20 系统，这是用于脑电图（EEG）电极的放置和应用的方法。在传统的tDCS方法中，这涉及到磁带测量，以建立电极位置，每次15、16、17进行多次测量。标记用于标记头皮位置。此过程有可能导致电极放置的可变性（例如，各种操作员定位测量磁带的可靠程度），尤其是在高通量条件下，尽管严格的操作员培训和认证可以降低可变性。在传统的tDCS方法中，电极然后手动压在以特殊方式施加的测量坐标和橡胶带¹⁸上（例如，在影响海绵液体喷射的操作员之间，带的紧度可能不一致，受耐受性，甚至在电极位置^19、20处漂移）。与电极位置一样，这种可变性可以通过显式协议和培训来缓解，尽管此类细节在已发布的报告中通常没有描述。在特殊情况下，当垫电极与头皮分离，没有使用海绵²¹的霜/凝胶，需要谨慎，以防止直接电极皮肤接触导致总是导致烧伤^14。tDCS 的替代不太常见的方法使用弹性盖^22、23，它取决于主体特定的头部变形，而不是扭曲电极位置，并且存在在盖下盐碱扩散和桥接的风险（操作员不可见）。与传统的橡胶带或弹性帽技术相比，这里介绍的现代tDCS技术使关键电极制备和定位步骤更加坚固可靠。

tDCS 中的另一个关键过程是电极的组装。传统的tDCS电极是多部分的。这些独立的部件，必须由操作员仔细组装，由金属或导电橡胶电极组成，操作员将电极封闭在穿孔海绵口袋中，并用盐溶液¹⁵饱和。电极组装过程虽然不复杂，但每次训练都需要训练和警惕，因为金属/橡胶从海绵中伸出并接触主体或盐水体积等小错误可能导致皮肤损伤^14。现代 tDCS 技术通过使用预组装的预饱和电极/海绵克服了这些顾虑，此外，这些电极/海绵还包括一个可靠的卡扣连接器到头饰上。预组装和预饱和电极是一次性使用，可减轻重复性问题和重复使用海绵的污染风险^14，²⁰。

本文的目的是展示tDCS和相关的颅内电刺激技术管理的现代设置程序，如颅内交流电刺激（tACS）、颅内勒索噪声刺激（tRNS）24、颅内脉冲电流刺激（tPCS）及其变种^25。本指南演示了 tDCS 使用常用的蒙太奇用于运动皮层²⁶和侧侧前额皮质（DLPFC）刺激²⁷。此处介绍的现代 tDCS 技术避免了用于确定电极放置的磁带测量、繁琐的碳橡胶电极插入、繁琐的润湿电极海绵程序以及使用橡皮筋或弹性帽作为头饰。使用专用的固定位置头饰和预饱和卡扣连接器电极优化了此过程。固定位置头饰由带状的肩带组成，可自动将tDCS电极置于标准10-10 EEG^19。这些表带提供的预先确定的电极位置无需进行广泛的测量和计算，从而提高了可重复性、时效性和主体操作性。第一次访问时，只需进行一次性接头测量（用于确定正确的表带尺寸）。一次性预组装海绵电极在优化的盐水体积中预浸泡，并插入并固定橡胶电极，将橡胶/金属与皮肤直接接触以及过度/浸透的风险降至最低。使用固定位置头饰和预装配海绵电极（图1）不仅大大降低了因测量误差而导致电极错位的可能性，而且使管理tDCS更容易、更及时。对于每个蒙太奇，有一个特定的头饰。本文将使用两个蒙太奇作为示例。第一个蒙太奇是M1-SO，其中阳极放置在与初级运动皮层（M1）相对应的区域，阴极被放置在反向超轨道（SO）区域（图2A）。第二个蒙太奇是双面蒙太奇，其中阳极位于右侧，阴极位于左侧的 DLPFC 上（F3/F4，图 2C）。此处概述的方法不限于上述蒙太奇，并可适应其他配置，显著降低了因测量误差而导致电极错位的可能性，同时使 tDCS 和相关 tES 技术的应用更加高效。此处介绍的现代头饰是电极蒙太奇特异性（例如，M1-SO、F3/F4），不同的头饰将用于单独的电极蒙太奇。尽管现代技术减少了步骤数，使tES技术的管理效率很高，但新方法仍需要培训才能操作刺激器。

Protocol

纽约市立学院、纽约市立大学机构审查委员会（IRB）批准了这一议定书。

1. 材料

在 tDCS 会话之前，请确保提供所有必要的材料。虽然某些材料将取决于研究/处理的特定协议，但现代 tDCS 应用中的一些基本项目是通用的，如此处所示（表 1，图 3）。
1. 准备 tDCS 设备：电池驱动的 tDCS 设备，它作为恒定电流刺激器，最大输出在毫安范围内。可以使用具有 tDCS 设置的 tES 设备（例如，索特克斯医疗 1x1 tES 设备）。
2. 准备一次性卡扣海绵电极（例如，索特克斯医疗5x5厘米卡片电极）。
3. 准备盐水溶液和施用器，在会议期间电极脱水时使用。由于预组装电极已经浸透了预先确定的盐溶液量，因此可以添加少量的盐水（如果有的话）。小心不要过度浸泡海绵，避免泄漏和滴水，只是在需要时才逐渐小心地加入盐水。
准备固定位置头饰。在这里，使用两种型号的卡扣头饰（M1-SO 和双正面）。
准备连接电缆。卡扣头饰已包含必要的电缆，一端配置为连接到刺激（雄性香蕉），另一端配置为接受卡扣垫（母卡扣）。根据所选的固定位置头饰，这可能有所不同。
准备相关表格（如同意书、问卷前和问卷后、筛选表格、数据收集表格）和其他干预特定材料（如适用）。

2. 相关表格

当主题到达时，首先问候主题，然后让他/她舒适地坐在椅子上的直立位置。
对于研究试验，在研究之前，有受试者同意参与研究。同意书包括有关研究协议、风险和研究益处的详细信息。本表格旨在向受试者披露适当的信息，以便他们自愿选择接受或拒绝治疗。它源于法律和道德权利。受试者必须了解他或她的身体发生了什么，以及研究人员的道德责任，使参与者参与他或她的身心健康。
对于研究试验，在进行任何研究程序之前，请收集参与者的书面同意。显示对主体的同意书。只有当受试者选择签署同意书时，实验才能继续。
根据研究协议中概述的包含和排除标准筛选主题。
如果不存在禁忌症，且受试者仍同意参加，请要求受试者填写任何其他必要的表格（即人口统计表、相关的预问卷等）。
如果受试者完全理解并同意所遵循的程序，并填写了必要的表格，则继续下一步。

3. 测量

首先测量受试者的头部周长，以确定要使用的适当头饰尺寸。要测量受试者的头部周长，从前额最突出部分开始，围绕头部背部最宽的部分，越过头发，高于耳朵。固定位置头带所需的测量方法明显少于 tDCS¹⁵的传统电极放置方法，而且仅在选择头齿轮时首次访问时需要测量。
注：不同的头饰在提供的大小范围以及对应于每个尺寸的周长测量中可能有所不同。对于本演示中使用的头饰，可用尺寸为小尺寸（52*55.5 厘米）、中等尺寸（55.5*58.5 厘米）、大（58.5*62 厘米）和超大（62*65 厘米）。
当受试者舒适地坐在椅子上时，继续测量头部周长以确定头饰的适当尺寸。
根据所需的电极蒙太奇和受试者的头部周长，查阅特定的头饰手册，选择适当的头饰尺寸（例如，小、中、大）。对于大多数电极蒙太奇，根据主体头部尺寸的不同，头饰可能有不同的尺寸。

4. 皮肤准备

检查电极需要放置的皮肤。在此协议中，将电极置于 M1-SO 或双面蒙太奇之后。如果观察到任何病变，请勿施用tDCS。
确保区域没有化妆水、污垢等迹象。
在使用可重复使用电极的传统方法中，检查橡胶插件和海绵在每期时是否有磨损。在这里，在使用一次性电极的现代方法中，此步骤不是严格要求的。尽管如此，检查新电极的完整性和饱和度。

5. 电极放置

从包中取出两个预饱和的 5 厘米 x 5 厘米卡扣电极。
根据头饰上的固定位置，将一次性卡扣电极卡到卡扣头饰上。这些位置是蒙太奇特定的，并且基于所选的头饰。使用的蒙太奇是特定于研究的。
可选，用手指分头将受试者的头发分开，以确保盐水通过头发渗入头皮，从而提升电极和头皮之间的接触质量，从而轻轻暴露头皮。
确保海绵固定在表带上，将头饰放在主体的头上。
1. 在M1SO扣式头饰蒙太奇与M1的"阳极"刺激中，将阳极置于运动皮层和阴极附近，置于超轨道区域。要将电极准确定位到指定的头皮位置，首先将表带的鼻感表示环置于表带底部，置于鼻部上。鼻腔是大脑前点，位于额头和鼻子之间。调整表带的顶部，使其垂直于表带的底部。表带的顶部大约位于耳朵上方，对称地位于头部两侧。然后，将表带的后弹性部分置于表带上。阳极/阴极极性可根据应用情况反转。
2. 在左 DLPFC 的"阳极"刺激的双前额（F3/F4）扣式头饰蒙太奇中，将阳极定位在左背侧前额叶皮质附近，阴极靠近右背侧前额叶皮质。阳极/阴极极性可根据应用情况反转。
在一些留长发的受试者中，在放置头饰时，要求受试者将头发系好或将头发固定好。这将允许更一致的电极设置，并降低因意外拉扯受试者的头发而引起的不适风险。
注：长发也可能为液体从电极中发出屏障，使头皮饱和，并可在电极下轻轻分离。
确保头饰舒适，但不要不舒服。选择正确的头饰尺寸，不会给受试者造成不适，同时确保海绵电极可靠地固定到头皮上。
将黑色电缆（阴极）和红色电缆（阳极）连接到 tES 设备。在将定位电极连接到刺激器之前或之后，请查阅刺激器的操作手册，以确定刺激器是否通电。
1. 当刺激器激活时，确保在启动电流时连接电极。
对于卡扣式头饰，将黑色阴极电缆连接到 tDCS 器件的相应输入黑色驱动器中，然后对 tDCS 设备上各自位置的红色阳极电缆重复此操作。确保连接极性正确，因为 tDCS 的影响是极性特异性的。
注：使用tDCS器件时，阳极电极是正电流进入主体的正极，阴极电极为负极，正电流离开主体。使用 tACS 设备时，阳极和阴极不被视为正极或负极，因为两个端子将交替作用阳极和阴极。通常，红色表示阳极电极，黑色或蓝色表示阴极电极（确保所使用设备适用相同）。

6. 启动 tDCS

在启动 tDCS 会话之前，请确保受试者舒适且清醒。
确认设备已打开，电缆已正确连接，头饰和电极位置正确。阻抗计是确保良好接触的辅助方法，但它不能取代确保所有协议步骤都遵守的需要。
检查阻抗计触点质量。本演示中使用的设备实时显示阻抗信息。这可能是特定于设备的，因此熟悉所使用的设备上的阻抗计。
1. 如果主体的整体接触质量异常低，这可能表示电极设置不当，从而导致高阻抗。如果在调整头饰和/或明智地补充盐水后接触质量仍然很低，请按"预发痒"（如果在正在使用的设备上可用），以达到更好的接触质量。
检查设备是否有足够的电池。专为 tDCS 试验设计的设备具有易于可见的低电池警告 - 对于此处直接位于开/关开关上方的设备，有一个低电池警报指示灯。
对 tDCS 会话持续时间、强度或（如果适用于正在使用的设备）进行虚假条件设置编程（对于有关假与真实 tDCS 条件的操作员致盲的研究，该设置将由独立人员编程或预编码到设备²⁸中）。请注意，建议在电极与皮肤接触之前打开某些刺激器。
1. 如果使用 tES 设备管理 tDCS 会话，请选择 tDCS 波形设置。
2. 应用 tDCS 以外的 tES 波形（如 tACS 或 tPCS）时，请确保器件已正确编程，包括波形和频率。
按"开始"按钮启动 tDCS。为了减少任何不利影响，设备包括刺激开始时自动电流上升，以及末端自动斜坡下降。在刺激开始时，受试者通常会感觉到电极下面的瘙痒和/或刺痛感，在大多数情况下，这种疼痛感会逐渐消失。
由于某些受试者在tDCS的最初几分钟内可能会出现不适，因此当受试者调整时，暂时使用放松旋钮适度降低电流。然后，逐渐将电流增加到所需的水平。此功能可能取决于正在使用的设备以及协议。
1. 确保受试者在刺激过程中不要接触设备、头饰和/或电极。确保这些调整的任何必要调整仅由操作员处理。
2. 对于某些受试者，如果电流突然增大或减少，电流强度的突然变化可能导致头晕或眩晕以及视网膜磷脂。为了避免这些不良感觉，请确保允许刺激的斜坡上升和下降时间。如前所述，tDCS 器件提供自动提升/停机周期。检查设备了解具体细节。
确保主体保持舒适，避免不必要的移动。
如果电极脱水（如接触质量下降可能表明的那样），请使用注射器逐渐向电极添加测量的盐水量。可能有实验计划，tDCS电极在刺激之前将tDCS电极定位在头部，这样当计划启动时，电极已经在头部放置了一段时间，并且可能会脱水。
注：制造商开发了专为 tDCS 设计的电极，如卡扣电极，用于在 tDCS 会话期间保持饱和度（例如，几十分钟）。但是，某些环境（如异常干燥的空调环境）可能会加速电极脱水。卡扣电极是预饱和的，因此对附加盐的需求最小化。
1. 为避免因重力而滴盐水，请确保在海绵顶部边缘进行分级应用。
2. 为了尽量减少脱水，避免在 tDCS 设置和 tDCS 启动之间长时间使用，或者如果不可避免的（在头饰应用后但在 tDCS 应用之前必须执行的一项长任务），请添加检查以确认海绵饱和度和阻抗。
避免在刺激过程中接触电极。如果添加盐水不能改善接触质量，从受试者确认皮肤感觉。每个试验和设备都将在 tDCS 之前或期间为任何头饰或电极调整步骤提供明确的特定标准，包括根据阻抗和/或主体感觉中止刺激时。
在刺激期结束时，设备将从治疗强度降低到0 mA。不允许主体自行拆下头饰。在设备指示刺激完成，电流为零之前，请勿拆下头饰。随着电流的逐渐下降，一些受试者可能会报告增加的感觉，如刺痛感。在当前强度恢复为零后，这些轻微感觉停止。
当设备完成向下向下移动且电流为零时，请关闭设备。

7. 手术后

从受试者的头皮上拆下装有电极的头饰。
从表带上断开卡扣电极。处理卡扣电极（因为它们是一次性的）。
检查电极下的皮肤。轻度至中度发红预计在tDCS^{5，11，29，}其中大部分只是从压力^30。
管理不良事件问卷，以评估可能的副作用。不良事件问卷可能包括通常与 tDCS 相关的任何不利影响，例如刺痛、瘙痒和灼热感、头痛和不适。这种问卷的例子见布鲁诺尼等人（2011）31 。
尽管tDCS在遵循标准协议⁵时被认为是安全的，但在任何研究的协议开发过程中执行不良事件监测程序。特别是在一些患者群体中，可能发生与tDCS无关的严重不良事件。不良事件监测程序包括，如果受试者在会议期间或会后报告意外或严重的副作用，应遵循行动方针。密切和仔细地遵循不良事件监测程序。

Representative Results

本指南中描述的现代 tDCS 方法有望简化 tDCS 设置，从而缩短制备时间，同时提高可靠性。使用传统和现代的 tDCS 方法测量设置时间。对每种方法（n=8）的专家与新手进行了单独考虑。每个新手或专家操作员进行了五次设置。对于tDCS传统方法，专家和新手在第一次设置试验前都审查了制备说明^15，以及附加说明。对于现代 tDCS 方法，专家和新手都审阅了本指南的早期版本。在所有情况下，操作员都可以根据需要向观察者提问和询问说明，这将计入设置时间。观察员没有提供其他反馈。每次试验后，观察者以 1-3 的比例对可靠性进行评分：（1）设置不良，电极放置（>5 厘米）和/或电极与皮肤接触严重不均匀（>50% 的海绵表面未接触皮肤）和/或其他重大错误;（2）电极放置（3-5 厘米）和/或中度不均匀电极接触皮肤（海绵表面30-50%不接触皮肤）和/或其他轻微误差中的中度或小误差;（3）电极放置无明显误差，电极与皮肤接触明显不均匀，无其他重大误差。

传统方法
传统方法要求在每个应用使用基于 10*20 EEG 系统的测量协议之前测量 M1-SO 位置。海绵需要组装和饱和。新手操作员得到了一份说明书，其中指导了 10–20 EEG 系统的测量，他们可以在试用前阅读。本说明书在试验期间保存，供参考。专家和新手都完成了 5 次设置试验，包括每次试验所需的头部测量。记录每个设置试验的单个时间（图4）。专家的平均设置时间是 7.93 分钟（± 2.30）。新手的平均设置时间是 10.47 分钟（± 3.36）。新手通常无法实现无错误设置，即使在第 5 个会话。专家很少出现设置错误。

现代方法
现代方法要求测量每个受试者的头部周长一次，以确定使用头饰的适当尺寸（S：52~55.5 厘米，M：55.5×58.5 厘米，L：58.5~62 厘米，XL：62~65 厘米）。海绵是预先组装和预饱和的。记录每个设置试验的单个时间（图4）。专家的平均设置时间是 1.23 分钟（± 0.37）。新手的平均设置时间是 2.53 分钟（± 0.48）。新手通常在第五届会议时实现无错误设置，任何错误都是次要的。专家没有设置错误。此处的现代 tDCS 方法提高了设置可靠性，同时减少了刺激设置时间。

位置错误
现代 tDCS 方法允许电极放置，其精度与测量传统 EEG 10-10 位置的专家操作员相当。例如，对于使用适当设计的表带的 M1-S0，平均位置误差为 1.5 mm，明显小于电极大小（5 厘米 x 5 厘米），并且对于下脑电流¹⁹没有相关误差。对于操作员或自应用，现代 tDCS 方法非常可靠。

可部署性
现代的tDCS方法可以作为远程健康计划的一部分，用于患有多种症状的慢性病患者，包括姑息治疗。对于 M1-SO 蒙太奇，实现了可复制的电极放置。病人的训练、协议遵守或耐久性没有问题^。对于双前蒙太奇可复制和可容忍的刺激，在多发性硬化症和帕金森病³²患者中都实现了，确认可靠的放置，即使在运动缺陷的受试者的自我应用。

任何绝对或相对的相反指示在传统和现代方法中都是一样的。传统方法有效的协议将适用于现代，尽管现代方法将提高鲁棒性和可重复性，尤其是在家庭或高吞吐量使用中。

图1：固定位置头饰和预装配海绵电极。（A）一些固定位置的头饰已经包括必要的电缆，预装配的海绵设计用来卡上。（B）此图通过将电极牢固地固定在头带上来指示头饰设置过程。（C）预组装电极已浸泡在盐水溶液中.请点击此处查看此图的较大版本。

图2：M1-SO蒙太奇和双面蒙太奇。（A， B）在 M1-SO 蒙太奇设置中，阳极放置在与初级运动皮层（M1）相对应的区域上，阴极位于反向超轨道（SO）区域。（A）是侧视图，（B）是前视图.（C， D）在双前角蒙太奇设置中，阴极电极位于右侧，阴极电极位于左侧侧前额叶皮层上。（C）是侧视图，D）是前视图.请点击此处查看此图的较大版本。

图 3：每个 tDCS 会话中通常存在的项。虽然有些材料将取决于研究/处理的目标，但下面列出的项目对本指南中描述的 tDCS 会话至关重要。这些项目包括：1） tDCS 设备，2）一次性卡扣海绵电极，3）盐水溶液，4）固定位置头饰（以下一个包括必要的连接电缆），以及 5）必要时用于盐水应用的注射器。请点击此处查看此图的较大版本。

图 4：应用现代和传统 tDCS 方法的新手和专家的设置时间和性能分数。专家和新手操作人员使用传统的tDCS设置方法和现代设置方法进行了M1-SO蒙太奇设置五次。传统的设置方法包括使用 10-20 EEG 系统测量 M1-S0 位置，然后将电极放置在目标位置。对于 tDCS 传统和现代方法，专家和新手在第一次设置试验之前都审阅了准备说明以及附加说明。现代 tDCS 设置方法减少了设置时间，提高了专家和新手受试者的性能，因为它消除了 M1-S0 蒙太奇 10-20 EEG 测量的耗时步骤。当使用现代tDCS方法（面板_B2和_D2）时，专家和新手的平均设置时间分别为1.23分钟（±0.37）和2.53分钟（±0.48）。当使用传统的tDCS方法（面板_B1和_D1）时，专家和新手的平均设置时间分别为7.93分钟（±2.30）和10.47分钟（±3.36）。每次试验电极设置后，性能在 1-3 尺度上测量，其中 3 得分为无错误设置，1 得分为不良设置。对于专家和新手来说，现代tDCS方法的性能更高。对于传统的tDCS方法，专家和新手的平均性能分别为2.75（±0.25）和1.5（± 0.25）（面板_A1和_C1）。对于现代tDCS方法，专家和新手的平均性能分别为3（± 0）和2.75（± 0.3）（面板_A2和_C2）。误差条显示标准偏差。请点击此处查看此图的较大版本。

	经典方法	更新方法	更新方法的好处
电极定位测量	每个会话有多个磁带度量。	仅在第一个会话时进行单个磁带测量。	电极定位时间缩短，可靠性提高。
电极制备	多个步骤，包括装配和饱和。	无准备（预饱和）。包括卡扣连接器。	电极制备时间缩短，可靠性提高。
头齿轮	具有多个连接的橡胶带。	单头齿轮，带固定卡扣接头位置。	电极定位时间缩短，可靠性提高。

表1：经典tDCS方法与现代tDCS方法的汇总比较。在电极位置、电极制备和头饰使用方面，现代tDCS技术在缩短时间、提高可靠性方面提供了先进的技术。

Discussion

自2000年以来，tDCS^5、11、33的速率（已公布的试验次数）和广度（应用和适应症的范围）呈指数级增长。此处演示的现代 tDCS 协议可能进一步支持在人体试验中采用，尤其是增加规模和站点（例如关键试验），并最终在治疗⁹中，因为这些现代 tDCS 技术简单且规范化的关键设置步骤。由于电极制备和位置确定tDCS剂量^12，确保可复制设置支持可重复试验的方法。这里描述的现代技术有望在纳入标准中具有优势，但在传统技术因头皮/毛发条件、行为或高整（多中心试验）和远程设置^34、35而证明具有挑战性的群体中，可能会提供特殊优势。现代技术，通过提供更安全的电极固定（例如，相对于传统技术中的临时弹性带）将加强与辅助行为疗法的组合，如镜面疗法36，37，38，视觉图像和虚拟现实39，40，41，或物理治疗34，42，43，^44，⁴⁵.

tDCS被认为是一种安全方便的非侵入性脑刺激形式^5，11。尽管如此，确保按照最佳实践¹⁴进行刺激仍然很重要。所有 tDCS 操作员都经过培训和认证。创建详细的研究特定协议，概述任何必要的额外材料、使用的电极蒙太奇、任何任务（如果适用）、刺激前、期间和之后应遵循的重要安全程序，以及特定于研究的包含和排除标准。某些排除标准可能包括金属头部和/或颈部纹身、头部和/或颈部的金属植入物等，但这些不是绝对的（例如癫痫、植入物和急性颅骨缺陷受试者的 tES）⁴。tDCS 研究协议的许多方面，如某些材料、电极放置、持续时间等程序，都特定于研究设计。修改协议以适应研究特定需求时，确保这些修改为受试者和研究者所接受^5，11。

本指南介绍了现代 tDCS 方法。这种现代的tDCS应用技术比传统方法简单得多，因此既快又不容易出错。

Disclosures

纽约城市大学拥有大脑刺激方面的专利，马罗姆·比克森是该校的发明者。马罗姆·比克森是索特雷克斯医疗公司的联合创始人。

Acknowledgments

这项工作得到了NIH的支持（授权1R01NS101362-01，1R01MH111896-01，1R01NS095123-01，1R01MH109289-01，1K01AG050707）。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1x1 transcranial electrical stimulation	Soterix Medical Inc.	2001tE	The tDCS setting was used on the tES device
Dlpfc-1 headgear with cables	Soterix Medical Inc.	SNAPstrap 1300-ESOLE-S-M	Dlpfc-1 (size: adult - medium)
M1-SO headgear with cables	Soterix Medical Inc.	SNAPstrap 1300-ESM-S-M	M1-SO (size: adult - medium)
Saline solution	Soterix Medical Inc.	1300S_5
Snap sponge electrodes 5x5 cm	Soterix Medical Inc.	SNAPpad 1300-5x5S	Single-use only
Syringe	Soterix Medical Inc.	1300SR_5	Syringe for saline application