經(jīng)顱磁刺激

1、2014-11-12 肖回鄉(xiāng),經(jīng)顱磁刺激,概述,經(jīng)顱磁刺激技術(shù)（Transcranial Magnetic StimulationTMS）是一種利用時(shí)變的脈沖磁場(chǎng)作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)（主要是大腦），改變皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞的膜電位，使之產(chǎn)生感應(yīng)電流，影響腦內(nèi)代謝和神經(jīng)電活動(dòng)，從而引起一系列生理生化反應(yīng)的磁刺激技術(shù)。不同模式的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（repetitive Tran

2、scranial Magnetic Stimulation rTMS）除引起一系列生理生化反應(yīng)外，可以改變神經(jīng)結(jié)構(gòu)，影響大腦神經(jīng)功能和神經(jīng)調(diào)控。,概述,磁信號(hào)可以無衰減地透過顱骨而刺激到大腦神經(jīng)，實(shí)際應(yīng)用中并不局限于頭腦的刺激，外周神經(jīng)肌肉同樣可以刺激，因此現(xiàn)在都叫它為“磁刺激”。隨著技術(shù)的發(fā)展，具有連續(xù)可調(diào)重復(fù)刺激的經(jīng)顱磁刺激（rTMS）出現(xiàn)，并在臨床精神病、神經(jīng)疾病及康復(fù)領(lǐng)域獲得越來越多的認(rèn)可。它主要通過不同的頻率來達(dá)到治療目的，

3、高頻（>1Hz）主要是興奮的作用，低頻（≤1Hz）則是抑制的作用。因其無痛、非創(chuàng)傷的物理特性，實(shí)現(xiàn)人類一直以來的夢(mèng)想—虛擬地?fù)p毀大腦探索腦功能及高級(jí)認(rèn)知功能。,發(fā)展史,1985年，Barker成功研制出第一臺(tái)經(jīng)顱磁刺激儀，并率領(lǐng)研究小組成立英國(guó)磁刺激公司。1988年，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)院成功研制出中國(guó)第一臺(tái)經(jīng)顱磁刺激儀。1992年，美國(guó)公司推出了第一臺(tái)rTMS。2005年，華中依杰與華中科技大學(xué)合作研制出中國(guó)第一臺(tái)rT

4、MS.2006年，北京安定醫(yī)院、北京大學(xué)第六醫(yī)院相繼啟動(dòng)了經(jīng)顱磁刺激治療精神病業(yè)務(wù)；,發(fā)展史,2010年，北京市科委牽頭正式成立世界首個(gè)“經(jīng)顱磁刺激臨床治療精神障礙規(guī)范”研究課題；,技術(shù)分類,按刺激脈沖不同，我們可以將TMS分為三種刺激模式 單脈沖TMS(single-pulse TMS, sTMS)、 對(duì)脈沖TMS(paired-pulse TMS, pTMS)和 重復(fù)性TMS

5、(repetitive TMS, rTMS),技術(shù)分類,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(zhǎng)(例如10 秒) ，多用于常規(guī)電生理檢查。pTMS以極短的間隔在同一個(gè)刺激部位連續(xù)給予兩個(gè)不同強(qiáng)度的刺激，或者在兩個(gè)不同的部位應(yīng)用兩個(gè)刺激儀(又稱作double－coil TMS , dTMS) ，多用于研究神經(jīng)的易化和抑制作用。rTMS分為高頻和低頻兩種，每次輸出兩個(gè)以上成串的有規(guī)律的重復(fù)TMS，頻率≤

6、1 Hz稱為低頻rTMS或慢速rTMS;刺激的重復(fù)頻率>1H稱為高頻rTMS。劃分主要根據(jù)不同頻率刺激的生理作用和風(fēng)險(xiǎn)，低頻刺激會(huì)引起皮質(zhì)功能抑制并沒有刺激風(fēng)險(xiǎn)，高頻作用相反，高于10Hz容易引起皮質(zhì)興奮性增高，同時(shí)副作用的風(fēng)險(xiǎn)也增高。,技術(shù)分類,rTMS與TMS不同的是 1.在神經(jīng)元不應(yīng)期也能夠進(jìn)行刺激。 2.rTMS對(duì)皮層產(chǎn)生功能性的影響 高頻刺激(15～25 Hz)可能增加局部代謝

7、 低頻刺激(1～5 Hz) 降低局部代謝興奮性的指標(biāo)參數(shù)： 1.運(yùn)動(dòng)閾值(motor thresholds, MT)即TMS作用于運(yùn)動(dòng)皮層可引起所支配肌肉收縮的最小強(qiáng)度； 2.運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motor evoked potentials, MEPs)的波幅；,設(shè)備,兩個(gè)部分組成Power Generators刺激線圈,設(shè)備,線圈圓形線圈 蝶形線圈靜態(tài)液冷（低耗能） 動(dòng)態(tài)液冷（高耗能）線圈磁

8、場(chǎng)分布于距離成反比，所以要貼近患者頭部45度方向誘發(fā)最高刺激,技術(shù)原理,電磁現(xiàn)象：電流通過一個(gè)線圈可以產(chǎn)生磁力線，磁力線可使臨近的線圈內(nèi)產(chǎn)生逆向電流。 經(jīng)顱刺激時(shí)，脈沖磁場(chǎng)在皮層中間神經(jīng)元產(chǎn)生感應(yīng)電流 經(jīng)顱磁刺激的電容器內(nèi)的電荷迅速釋放時(shí)，產(chǎn)生的電流通過刺激線圈，產(chǎn)生磁力線，磁力線以較小的阻力無創(chuàng)傷地穿透顱骨，到達(dá)皮層，在皮層內(nèi)產(chǎn)生可傳導(dǎo)的逆向電流，從而改變皮層的興奮性,技術(shù)原理,原理：TMS的腦磁刺激是在

9、腦外經(jīng)顱施加強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞膜保持一個(gè)電位差，靜態(tài)細(xì)胞的跨膜電位差是 -70mV。磁刺激儀電路加載到線圈上產(chǎn)生的脈沖磁場(chǎng)在腦內(nèi)感應(yīng)出外加電場(chǎng)，電場(chǎng)疊加到細(xì)胞膜兩側(cè)可以改變細(xì)胞膜電位差，因此外加電場(chǎng)能夠極化細(xì)胞膜，激活可興奮組織。當(dāng)感應(yīng)電流超過神經(jīng)組織興奮域值時(shí)，磁刺激就像電刺激一樣刺激相應(yīng)部位的組織。由麥克斯韋方程組時(shí)變磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)和感應(yīng)電流，知道磁場(chǎng)大小和分布后就可以推導(dǎo)出感應(yīng)電場(chǎng)和電流。,技術(shù)原理,重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS

10、）用于治療主要是通過改變它的刺激頻率而分別達(dá)到興奮或抑制局部大腦皮質(zhì)功能的目的。高頻率、高強(qiáng)度rTMS，可產(chǎn)生興奮性突觸后電位總和，導(dǎo)致刺激部位神經(jīng)異常興奮，低頻刺激的作用則相反，通過雙向調(diào)節(jié)大腦興奮與抑制功能之間的平衡來治療疾病。對(duì)rTMS 刺激的局部神經(jīng)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系和互相作用對(duì)多部位功能產(chǎn)生影響；對(duì)于不同病人的大腦功能狀況，需用不同的強(qiáng)度、頻率、刺激部位、線圈方向來調(diào)整，才能取得良好的治療效果。,技術(shù)原理,短暫，強(qiáng)大磁

11、場(chǎng)脈沖重復(fù)施加在皮層上線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過頭皮和顱骨，在皮層上誘導(dǎo)出電流，引起神經(jīng)元興奮； 效應(yīng)動(dòng)作 改變腦血流和代謝 干擾說話和視覺 情緒改變,應(yīng)用領(lǐng)域,TMS 應(yīng)用于腦功能檢測(cè) 單脈沖TMS通過刺激運(yùn)動(dòng)皮層，在對(duì)側(cè)肢體肌肉誘發(fā)的MEP研究運(yùn)動(dòng)通路的功能，是診斷運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)病變的客觀手段之一。 1. 術(shù)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用手術(shù)治療和臨床用藥中經(jīng)常測(cè)定相應(yīng)的誘發(fā)電位，誘發(fā)電位有輕度改變時(shí)立即停止或者改變手術(shù)

12、方式和藥物治療，以免造成不可逆損害。 如脊髓手術(shù)中的TMS監(jiān)護(hù)技術(shù),腦功能檢測(cè),評(píng)價(jià)皮質(zhì)脊髓束的傳導(dǎo)性1.CMCT(腦皮質(zhì)到脊髓α前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的傳導(dǎo)間)：皮質(zhì)脊髓束的脫髓鞘、退行性、缺血性變化及脊髓病等將導(dǎo)致CMCT 延長(zhǎng),2. MEPs 波：反映周圍神經(jīng)功能評(píng)價(jià)皮質(zhì)的興奮性 1. 運(yùn)動(dòng)閾值：評(píng)價(jià)皮質(zhì)脊髓束的興奮性 2. 皮質(zhì)靜息期：對(duì)評(píng)價(jià)癲癇、腦卒中、運(yùn)動(dòng)萎縮側(cè)索硬化癥、偏頭痛和破傷風(fēng)等疾病有一定意義3.

13、皮質(zhì)內(nèi)抑制及易化：探明各種神經(jīng)、精神性疾病時(shí)半球間、不同腦區(qū)間的病理聯(lián)絡(luò)機(jī)制的研究,腦功能檢測(cè),2.在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用 多發(fā)性硬化 肌萎縮側(cè)索硬化 帕金森 卒中 共濟(jì)失調(diào) 等疾病的診斷和治療 3.評(píng)估參數(shù)在不同疾病中的表現(xiàn) MEP 波幅 運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位 CMCT 中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)間 MT 運(yùn)動(dòng)閾值 SP 靜息期,應(yīng)用領(lǐng)域,臨床治療應(yīng)用 rTMS可通過不同頻率刺激對(duì)皮層產(chǎn)生興奮或

14、抑制作用，開辟了臨床應(yīng)用的新領(lǐng)域，如用于認(rèn)知功能和行為等方面的研究、語(yǔ)言中樞的定位及治療方面的應(yīng)用等。,臨床應(yīng)用,1.神經(jīng)科 可用于診斷和治療的疾病:癲癇 帕金森 肌萎縮側(cè)索硬化 肌張力障礙性疾病 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病 多發(fā)性硬化 亨廷頓舞蹈癥 吉蘭-巴雷綜合癥，偏頭痛等2.精神科 常用語(yǔ)治療藥物難治性抑郁癥，狂躁癥 強(qiáng)迫癥 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 精神分裂癥 小兒多動(dòng)癥 孤獨(dú)癥 幻聽 耳鳴 睡眠障礙等。3.康復(fù)科 常用于診斷治療 腦卒中 脊髓損

15、傷 肌纖維痛 外周神經(jīng)損傷 運(yùn)動(dòng)功能障礙等疾病4.兒科 用于檢測(cè)神經(jīng)發(fā)育，治療小兒腦癱 和其他神經(jīng)精神性疾病?其他科室 呼吸內(nèi)科用于刺激膈肌運(yùn)動(dòng)，輔助呼吸；婦產(chǎn)科用于產(chǎn)后抑郁，產(chǎn)后尿潴留，尿失禁；另外還可以治療成癮性疾病，如吸毒，抽煙，酗酒，上網(wǎng)成癮等。,rTMS治療的原則,安全性原則選擇正確的刺激部位選擇正確的刺激模式,治療原則,1.刺激線圈的選擇 目前常用的TMS刺激線圈多為8字形，線圈的每一個(gè)圓的直徑為70MM，刺激波

16、形為單相波。在檢測(cè)過程中，刺激線圈的平面一般要求與頭皮成切線位，其手柄朝后與人體中線成45度夾角。有研究證實(shí)該擺放方式的TMS可以優(yōu)先激活皮質(zhì)間的突觸聯(lián)系。,治療原則,2.刺激部位的選擇 TMS刺激部位，即最恰當(dāng)?shù)拇碳ぞ€圈擺放部位，也就是TMS刺激作用點(diǎn)。一般要求在該點(diǎn)刺激時(shí)采用最小強(qiáng)度的閾上TMS刺激運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，可以在相應(yīng)的靶區(qū)獲得持續(xù)，穩(wěn)定的最大MEP波幅，此時(shí)刺激線圈的擺放部位就是最恰當(dāng)?shù)腡MS刺激點(diǎn)。在檢查中找到該擺放位置，可以

17、用記號(hào)筆在該部位做好記錄以保證在整個(gè)刺激過程中TMS刺激的部位保持不變。3.刺激強(qiáng)度的選擇 檢測(cè)中TMS的刺激強(qiáng)度一般是以刺激最大輸出量的百分比表示，不同的研究和檢測(cè)目的所采用的刺激強(qiáng)度不同。,如何選擇正確的刺激部位、模式,根據(jù)疾病來定部位和刺激模式抑郁、焦慮等刺激前額葉背外側(cè)區(qū)（DLPFC） 高頻刺激左側(cè)DLPFC 低頻刺激右側(cè)DLPFC定位的方法： 1. 5厘米法

18、 2. 將來可以使用神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)幻聽刺激顳頂區(qū),安全性,rTMS技術(shù)是安全的，但仍有潛在的副作用： 高頻rTMS(＞10 Hz)可能誘發(fā)癲癇發(fā)作，特別對(duì)有癲癇家族史者要慎重，必要做時(shí)要配備所有搶救設(shè)施。但低頻rTMS(＜8 Hz)則相對(duì)安全，有報(bào)道已用于癲癇病人 受試者和操作者應(yīng)戴耳罩以保護(hù)聽力,安全性原則,排除標(biāo)準(zhǔn)： 1. 患者腦內(nèi)靠近刺激線圈處有金屬材料 2. 有起搏器

19、 3. 有癲癇發(fā)作風(fēng)險(xiǎn): 顱腦疾病、創(chuàng)傷、特發(fā)性癲癇、近期服用三環(huán)類等降低癇性發(fā)作閾值藥物、嚴(yán)重酗酒及使用神經(jīng)興奮性藥物者刺激時(shí)間：受刺激強(qiáng)度和頻率的控制刺激間隔：受刺激強(qiáng)度和頻率的控制,常見副作用,癲癇風(fēng)險(xiǎn)其誘發(fā)癲癇的危險(xiǎn)因素 顱腦腫瘤、卒中、炎癥、嚴(yán)重創(chuàng)傷、顱高壓、特發(fā)性癲癇、未加控制的癲癇、近期服用三環(huán)類鎮(zhèn)靜安眠等降低癇性發(fā)作閾值藥物、 嚴(yán)重酗酒及使用神經(jīng)興奮性藥物者 局部不適和疼痛

20、 頭痛 神經(jīng)認(rèn)知的改變 聽力的副作用 ；一般這些副作用都可以耐受，超過90%的患者沒有任何不適的反應(yīng),刺激皮質(zhì)功能區(qū),M1區(qū)：初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)DLPFC:大腦皮質(zhì)前額葉背外側(cè)皮質(zhì)SMA:輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)Pre-SMA:輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)喙部ACC:前扣帶回皮質(zhì)CzP3,rTMS適用癥治療處方參考,1、抑郁癥刺激部位：低頻刺激右側(cè)額葉背外側(cè)（LDPFC），高頻刺激左額葉背外側(cè)（LDPFC）,處方參考,2、強(qiáng)迫癥刺激部位：

21、高頻刺激右側(cè)LDPFC,治療處方,3、精分癥刺激部位：改善陰性癥狀，高頻刺激左LDPFC或圓線圈刺激前額中部,治療處方,4、精分癥刺激部位：治療幻聽、耳鳴，低頻刺激左顳頂葉,治療處方,5、老年性癡呆刺激部位：高頻刺激雙側(cè)LDPFC,治療處方,6、帕金森病刺激部位：高頻刺激左LDPFC，低頻刺激患側(cè)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)（M1），高頻刺激健側(cè)M1區(qū),治療處方,7、肌張力異常、不自主抽動(dòng)刺激部位：低頻刺激患側(cè)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū),治療處方,8、癲癇刺激