經(jīng)顱磁刺激的基礎(chǔ)知識(shí)及臨床應(yīng)用

經(jīng)顱磁刺激的基礎(chǔ)知識(shí)及臨床應(yīng)用

余韻揚(yáng)

2018.08.13

?原理介紹

?相關(guān)概念

?生理基礎(chǔ)

?TMS技術(shù)簡介

?發(fā)展簡史

?PARTONE?第一部分

?刺激模式

?刺激效應(yīng)

?技術(shù)特點(diǎn)

?經(jīng)顱磁刺激技術(shù)簡介

?TMS技術(shù)簡介

?發(fā)展簡史

?1780

?1831

?1874

?1896

?意大利生物學(xué)家Galvani發(fā)現(xiàn)刺激青蛙的脊髓神經(jīng)可引起大腿肌肉收縮，創(chuàng)立了生物電的概念。

?英國化學(xué)家Faraday闡明了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，通電導(dǎo)體周圍存在磁場，變化的磁場又可以使臨近的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流。

?美國Bartholow在腦手術(shù)中直接用電刺激大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)引起對(duì)側(cè)肢體抽動(dòng)。

?法國生物學(xué)家Arsonval自制了可以套在頭上的線圈，然后接上110V的電壓，通過30安培的電流，發(fā)生了光幻覺現(xiàn)象，現(xiàn)在可以解釋為磁場刺激興奮了視網(wǎng)膜。

?TMS技術(shù)簡介

?發(fā)展簡史

?1938

?1965

?1980

?1982

?Cerletti首先采用了電休克療法（ECT），目前ECT還是治療抑郁癥的重要手段。然而ECT會(huì)產(chǎn)生疼痛，需要麻醉，可能損傷大腦記憶。

?比克福特（BickfordR.G）和弗萊明（FremmingB.D）進(jìn)行了首次現(xiàn)代模式的經(jīng)顱磁刺激實(shí)驗(yàn)，用40毫秒的脈沖電流通過線圈，證明了磁場刺激可以興奮面神經(jīng)。

?Merton用高電壓經(jīng)顱刺激大腦皮質(zhì)，引出運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位。然而電刺激經(jīng)過顱骨和頭皮的高電阻會(huì)產(chǎn)生疼痛和灼燒，限制了其臨床應(yīng)用。

?Polson制作了磁場刺激器可以興奮外周神經(jīng)，首次記錄到肌肉收縮的誘發(fā)電位。

?TMS技術(shù)簡介

?發(fā)展簡史

?1986

?1987

?1988

?2005

?英國Sheffield大學(xué)的Barker成功研制出第一臺(tái)經(jīng)顱磁場刺激器，可以在顱外直接刺激運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)誘發(fā)身體對(duì)側(cè)手的運(yùn)動(dòng)。

?英國MAGNETIC生產(chǎn)了第一臺(tái)單脈沖式磁場刺激器，刺激線圈為圓形，由手動(dòng)開關(guān)控制刺激輸出，是一種非連續(xù)、非節(jié)律性的刺激。

?華中科技大學(xué)成功研制出中國第一臺(tái)經(jīng)顱磁刺激儀。

?美國Cadwell實(shí)驗(yàn)室首次試驗(yàn)成功重復(fù)經(jīng)顱磁場刺激器（rTME），并于1992年推出了第一臺(tái)重復(fù)經(jīng)顱磁刺激器（rTMS），使磁場刺激的作用更深、更強(qiáng)、更持久。

?華中依杰與同濟(jì)醫(yī)學(xué)院合作研制出中國第一臺(tái)rTMS，并逐漸應(yīng)用于臨床。

?TMS技術(shù)簡介

?原理介紹

?根據(jù)電磁感應(yīng)原理，由儲(chǔ)能電容向刺激線圈快速放電，經(jīng)刺激線圈產(chǎn)生的脈沖磁場能夠穿透衣物、骨骼和其他組織，在刺激部位產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起神經(jīng)細(xì)胞的興奮/抑制活動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)。

?1

?感應(yīng)電流

?電

流

?TMS技術(shù)簡介

?原理介紹

?根據(jù)電磁感應(yīng)原理，由儲(chǔ)能電容向刺激線圈快速放電，經(jīng)刺激線圈產(chǎn)生的脈沖磁場能夠穿透衣物、骨骼和其他組織，在刺激部位產(chǎn)生感應(yīng)電場，引起神經(jīng)細(xì)胞的興奮/抑制活動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)。

?1

?TMS技術(shù)簡介

?原理介紹

?磁刺激不僅是刺激單個(gè)神經(jīng)元，而且是刺激神經(jīng)元群體和與之相連的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

?根據(jù)電磁感應(yīng)原理，由儲(chǔ)能電容向刺激線圈快速放電，經(jīng)刺激線圈產(chǎn)生的脈沖磁場能夠穿透衣物、骨骼和其他組織，在刺激部位產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起神經(jīng)細(xì)胞的興奮/抑制活動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)。

?感應(yīng)電流使膜內(nèi)外原來相對(duì)穩(wěn)定的靜息膜電位發(fā)生波動(dòng)

?1?2?3?4?刺激深度：1.5~8cm?刺激強(qiáng)度：1.5~6T

?TMS技術(shù)簡介

?相關(guān)概念

?單脈沖TMS（sTMS）

?雙脈沖TMS（pTMS）

?重復(fù)性TMS（rTMS）

?TMS刺激運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，10次刺激中至少5次可誘發(fā)出波幅超過50μV的靶?。ㄍǔ槟炊陶辜。┻\(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（MEP）所需要的最小刺激強(qiáng)度。

?運(yùn)動(dòng)閾值可反應(yīng)大腦皮質(zhì)興奮性，便于確定個(gè)性化的刺激強(qiáng)度

?圓形

?8字形

?按MT%給予刺激（通常為80％-110％MT）。這里要分為儀器的強(qiáng)度和治療所用強(qiáng)度。將磁刺激儀的輸出能量調(diào)整到最大強(qiáng)度時(shí)定義為100%，按最大強(qiáng)度的百分比描述

?TMS

?運(yùn)動(dòng)閾值

?刺激模式

?刺激頻率

?刺激強(qiáng)度

?刺激線圈

?每秒連續(xù)輸出刺激脈沖個(gè)數(shù)。刺激頻率受限于輸出強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度設(shè)定(%)后，機(jī)器所允許的最高輸出頻率與強(qiáng)度成反比

?刺激局部神經(jīng)產(chǎn)生動(dòng)作電位：運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（MEP）；

?影響腦內(nèi)多種神經(jīng)遞質(zhì)及其受體的功能：多巴胺（帕金森病、成癮等）、5-羥色胺（睡眠、認(rèn)知、疼痛等）、谷氨酸（癲癇、AD等）、GABA（焦慮、失眠等）；

?影響皮質(zhì)代謝：高頻刺激可以提高局部代謝水平，低頻則降低；

?影響局部血流：高頻刺激可以提高局部血流，低頻降則低；

?TMS技術(shù)簡介

?生理基礎(chǔ)

?單脈沖刺激（sTMS）:由手動(dòng)控制無節(jié)律脈沖輸出，也可以激發(fā)多個(gè)刺激,但是刺激間隔較長(例如10秒)，多用于常規(guī)電生理檢查、運(yùn)動(dòng)閾值（MT）、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（MEP）等；

?成對(duì)脈沖刺激（pTMS）：以極短的間隔在同一個(gè)刺激部位連續(xù)給予兩個(gè)不同程度的刺激，或者在兩個(gè)不同部位應(yīng)用兩個(gè)刺激儀（又稱作double-coilTMS，dTMS），多用于研究神經(jīng)的易化和抑制作用，起到長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)（LTP）/長時(shí)程抑制效應(yīng)（LTD）的治療作用；

?TMS技術(shù)簡介

?刺激模式

?TMS技術(shù)簡介

?刺激效應(yīng)

?根據(jù)產(chǎn)生的生理效果和風(fēng)險(xiǎn)程度，rTMS有高頻和低頻之分。

?低頻是指脈沖頻率≤1Hz；高頻是指脈沖頻率≥5Hz。

?低頻刺激引起皮質(zhì)功能抑制；高頻刺激引起皮質(zhì)功能興奮。

?1.EricM.Wassermann.Riskandsafetyofrepetitivetranscranialmagneticstimulation:reportandsuggestedguidelinesfromtheInternationalWorkshopontheSafetyofRepetitiveTranscranialMagneticStimulation.ElectroencephalographyandclinicalNeurophysiology,1998.?2.SimoneRossi,MarkHallett,PaoloM.Rossini,AlvaroPascual-LeoneandTheSafetyofTMSConsensusGroup.Safety,ethicalconsiderations,andapplicationguidelinesfortheuseoftranscranialmagneticstimulationinclinicalpracticeandresearch.ClinicalNeurophysiology,2009.?無創(chuàng)

?安全*?無痛

?副作用小*?*1998年、2008年，國際經(jīng)顱磁刺激協(xié)會(huì)頒布《TMS臨床應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)與安全指南》用于指導(dǎo)TMS技術(shù)的臨床應(yīng)用與推廣。

?經(jīng)顱磁刺激技術(shù)簡介

?技術(shù)特點(diǎn)

?TMS技術(shù)簡介

?刺激線圈

?冷卻技術(shù)

?MEP模塊

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?PARTTWO?第二部分

?操作系統(tǒng)

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?刺激線圈

?標(biāo)配線圈

?圓形：聚焦性差，刺激面積大，

?

適用于MEP的檢測和常規(guī)治療

?8字形：聚焦性好，刺激面積和刺激強(qiáng)度小

?

精確定位皮質(zhì)功能區(qū)，適用于科

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?刺激線圈

?常用線圈

?雙錐形：局部刺激強(qiáng)度高，刺激深度較深

?

適用于刺激支配盆底肌、下肢肌肉的運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?冷卻技術(shù)

?智能風(fēng)冷

?降低噪音

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?MEP模塊（運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測）

?雙通道：國際經(jīng)顱磁刺激協(xié)會(huì)推薦配置

?無線式：減少干擾、精準(zhǔn)采集

?體積小巧、擺脫束縛、便捷操作

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?MEP模塊（運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測）

?常用靶肌肉的選擇

?拇短展肌

?第一骨間背側(cè)肌

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?MEP模塊（運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測）

?常用定位方法

?國際腦電圖10-20系統(tǒng)

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?MEP模塊（運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測）

?為什么要測量運(yùn)動(dòng)閾值？

?確定刺激的強(qiáng)度和劑量

?運(yùn)動(dòng)閾值能間接反映相關(guān)大腦皮質(zhì)的興奮性

?大腦皮質(zhì)興奮性的個(gè)體差異性

?FryeRE,RotenbergA,OusleyM,Pascual-LeoneA.Transcranialmagneticstimulationinchildneurology:currentandfuturedirections.JChildNeurol.2008;23:79-96.?安全

?有效

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?操作系統(tǒng)

?智能記錄，避免遺漏，提升效率

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?操作系統(tǒng)

?多種模式可選，滿足診斷、治療、科研等不同需求

?Magneuro經(jīng)顱磁刺激儀

?操作系統(tǒng)

?界面清晰易懂，無操作門檻或?qū)W習(xí)成本，內(nèi)置專家方案庫，可個(gè)性化設(shè)置

?臨床應(yīng)用

?第三部分

?PARTTHREE?康復(fù)應(yīng)用

?禁忌癥

?不良反應(yīng)

?治療指南

?注意事項(xiàng)

?臨床應(yīng)用

?治療指南

?LefaucheurJean-Pascal,André-ObadiaNathalie,AntalAndreaetal.Evidence-basedguidelinesonthetherapeuticuseof

repetitivetranscranialmagneticstimulation(rTMS).[J].ClinNeurophysiol,2014,125(11):2150-2206.

?2014IFCN（國際臨床電生理協(xié)會(huì)）

?《基于循證醫(yī)學(xué)的rTMS治療指南》

?治療指南

A類推薦

（明確有效）

1.神經(jīng)性疼痛（高頻，疼痛對(duì)側(cè)M1區(qū)）

2.抑郁癥（高頻，左側(cè)DLPFC）

RCT的系統(tǒng)綜述

單個(gè)的RCTB類推薦

（很可能有效）

1.帕金森病抑郁癥狀（高頻，左側(cè)DLPFC）

2.腦卒中慢性期運(yùn)動(dòng)功能障礙（低頻，對(duì)側(cè)M1區(qū)）

3.抑郁癥（低頻，右側(cè)DLPFC）

4.精神分裂癥陰性癥狀（高頻，左側(cè)DLPFC）

5.抗抑郁藥的輔助治療（高頻，左側(cè)DLPFC）

隊(duì)列研究的系統(tǒng)綜述

單個(gè)隊(duì)列研究及質(zhì)量較差的RCT結(jié)局研究

C類推薦

（可能有效）

1.復(fù)雜性區(qū)域性疼痛綜合征I型

2.帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀（高頻，雙側(cè)M1區(qū)）

3.腦卒中亞急性期運(yùn)動(dòng)功能障礙（低頻，對(duì)側(cè)M1區(qū)）

4.腦卒中亞急性期或慢性期運(yùn)動(dòng)功能障礙（高頻，患側(cè)M1區(qū)）

5.偏側(cè)忽視（cTBS，左側(cè)后頂葉）

6.癲癇（低頻，癲癇灶）

7.增加抗抑郁藥的療效（高頻，左側(cè)DLPFC或低頻，右側(cè)DLPFC）

8.創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（高頻，右側(cè)DLPFC）

9.幻聽（低頻，左側(cè)DLPFC）

10.香煙物質(zhì)成癮（高頻，左側(cè)DLPFC）

病例對(duì)照研究的系統(tǒng)綜述

單個(gè)病例對(duì)照研究

可期待

1.睡眠障礙

2.孤獨(dú)癥

3.運(yùn)動(dòng)性失語等

專家觀點(diǎn)，臨床醫(yī)生反映

尚未嚴(yán)格試驗(yàn)證明

?臨床應(yīng)用

?康復(fù)應(yīng)用

?TMS是康復(fù)評(píng)定和治療的新手段。

?幫助中風(fēng)患者大腦的功能重組，改善腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能、偏側(cè)忽視、言語功能、吞咽功能及認(rèn)知功能等。

?高頻刺激患側(cè)、低頻刺激健側(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)，促進(jìn)偏癱患