经颅磁刺激的基础知识及临床应用

2019/10/241经颅磁刺激的基础知识及临床应用余韵扬2018.08.132019/10/242原理介绍相关概念生理基础TMS技术简介发展简史PARTONE第一部分刺激模式刺激效应技术特点2019/10/243经颅磁刺激技术简介TMS技术简介发展简史1780183118741896意大利生物学家Galvani发现刺激青蛙的脊髓神经可引起大腿肌肉收缩，创立了生物电的概念。英国化学家Faraday阐明了电磁感应现象，通电导体周围存在磁场，变化的磁场又可以使临近的导体产生感应电流。美国Bartholow在脑手术中直接用电刺激大脑运动区引起对侧肢体抽动。法国生物学家Arsonval自制了可以套在头上的线圈，然后接上110V的电压，通过30安培的电流，发生了光幻觉现象，现在可以解释为磁场刺激兴奋了视网膜。2019/10/244TMS技术简介发展简史1938196519801982Cerletti首先采用了电休克疗法（ECT），目前ECT还是治疗抑郁症的重要手段。然而ECT会产生疼痛，需要麻醉，可能损伤大脑记忆。比克福特（BickfordR.G）和弗莱明（FremmingB.D）进行了首次现代模式的经颅磁刺激实验，用40毫秒的脉冲电流通过线圈，证明了磁场刺激可以兴奋面神经。Merton用高电压经颅刺激大脑皮质，引出运动诱发电位。然而电刺激经过颅骨和头皮的高电阻会产生疼痛和灼烧，限制了其临床应用。Polson制作了磁场刺激器可以兴奋外周神经，首次记录到肌肉收缩的诱发电位。2019/10/245TMS技术简介发展简史1986198719882005英国Sheffield大学的Barker成功研制出第一台经颅磁场刺激器，可以在颅外直接刺激运动皮质诱发身体对侧手的运动。英国MAGNETIC生产了第一台单脉冲式磁场刺激器，刺激线圈为圆形，由手动开关控制刺激输出，是一种非连续、非节律性的刺激。华中科技大学成功研制出中国第一台经颅磁刺激仪。美国Cadwell实验室首次试验成功重复经颅磁场刺激器（rTME），并于1992年推出了第一台重复经颅磁刺激器（rTMS），使磁场刺激的作用更深、更强、更持久。华中依杰与同济医学院合作研制出中国第一台rTMS，并逐渐应用于临床。2019/10/246TMS技术简介原理介绍根据电磁感应原理，由储能电容向刺激线圈快速放电，经刺激线圈产生的脉冲磁场能够穿透衣物、骨骼和其他组织，在刺激部位产生感应电流，引起神经细胞的兴奋/抑制活动，进而产生一系列的生理生化反应。1感应电流电流2019/10/247TMS技术简介原理介绍根据电磁感应原理，由储能电容向刺激线圈快速放电，经刺激线圈产生的脉冲磁场能够穿透衣物、骨骼和其他组织，在刺激部位产生感应电场，引起神经细胞的兴奋/抑制活动，进而产生一系列的生理生化反应。12019/10/248TMS技术简介原理介绍磁刺激不仅是刺激单个神经元，而且是刺激神经元群体和与之相连的神经网络根据电磁感应原理，由储能电容向刺激线圈快速放电，经刺激线圈产生的脉冲磁场能够穿透衣物、骨骼和其他组织，在刺激部位产生感应电流，引起神经细胞的兴奋/抑制活动，进而产生一系列的生理生化反应。感应电流使膜内外原来相对稳定的静息膜电位发生波动1234刺激深度：1.5~8cm刺激强度：1.5~6T2019/10/249TMS技术简介相关概念单脉冲TMS（sTMS）双脉冲TMS（pTMS）重复性TMS（rTMS）TMS刺激运动皮质，10次刺激中至少5次可诱发出波幅超过50μV的靶肌（通常为拇短展肌）运动诱发电位（MEP）所需要的最小刺激强度。运动阈值可反应大脑皮质兴奋性，便于确定个性化的刺激强度圆形8字形按MT%给予刺激（通常为80％-110％MT）。这里要分为仪器的强度和治疗所用强度。将磁刺激仪的输出能量调整到最大强度时定义为100%，按最大强度的百分比描述TMS运动阈值刺激模式刺激频率刺激强度刺激线圈每秒连续输出刺激脉冲个数。刺激频率受限于输出强度，当强度设定(%)后，机器所允许的最高输出频率与强度成反比2019/10/2410刺激局部神经产生动作电位：运动诱发电位（MEP）；影响脑内多种神经递质及其受体的功能：多巴胺（帕金森病、成瘾等）、5-羟色胺（睡眠、认知、疼痛等）、谷氨酸（癫痫、AD等）、GABA（焦虑、失眠等）；影响皮质代谢：高频刺激可以提高局部代谢水平，低频则降低；影响局部血流：高频刺激可以提高局部血流，低频降则低；兴奋与抑制作用：双向调节大脑兴奋与抑制功能之间的平衡。TMS技术简介生理基础2019/10/2411单脉冲刺激（sTMS）:由手动控制无节律脉冲输出，也可以激发多个刺激,但是刺激间隔较长(例如10秒)，多用于常规电生理检查、运动阈值（MT）、运动诱发电位（MEP）等；成对脉冲刺激（pTMS）：以极短的间隔在同一个刺激部位连续给予两个不同程度的刺激，或者在两个不同部位应用两个刺激仪（又称作double-coilTMS，dTMS），多用于研究神经的易化和抑制作用，起到长时程增强效应（LTP）/长时程抑制效应（LTD）的治疗作用；重复脉冲刺激（rTMS）：改变大脑局部神经兴奋度，实现皮质功能重建，在神经、精神疾病的治疗方面具有很大潜力。常规重复脉冲刺激：高频（≥5Hz）/低频（≤1Hz）模式化重复脉冲刺激：间隔刺激（iTBS）/连续刺激（cTBS）TMS技术简介刺激模式2019/10/2412TMS技术简介刺激效应根据产生的生理效果和风险程度，rTMS有高频和低频之分。低频是指脉冲频率≤1Hz；高频是指脉冲频率≥5Hz。低频刺激引起皮质功能抑制；高频刺激引起皮质功能兴奋。2019/10/24131.EricM.Wassermann.Riskandsafetyofrepetitivetranscranialmagneticstimulation:reportandsuggestedguidelinesfromtheInternationalWorkshopontheSafetyofRepetitiveTranscranialMagneticStimulation.ElectroencephalographyandclinicalNeurophysiology,1998.2.SimoneRossi,MarkHallett,PaoloM.Rossini,AlvaroPascual-LeoneandTheSafetyofTMSConsensusGroup.Safety,ethicalconsiderations,andapplicationguidelinesfortheuseoftranscranialmagneticstimulationinclinicalpracticeandresearch.ClinicalNeurophysiology,2009.无创安全*无痛副作用小**1998年、2008年，国际经颅磁刺激协会颁布《TMS临床应用的风险与安全指南》用于指导TMS技术的临床应用与推广。经颅磁刺激技术简介技术特点TMS技术简介2019/10/2414刺激线圈冷却技术MEP模块Magneuro经颅磁刺激仪PARTTWO第二部分操作系统2019/10/2415Magneuro经颅磁刺激仪2019/10/2416Magneuro经颅磁刺激仪刺激线圈标配线圈圆形：聚焦性差，刺激面积大，适用于MEP的检测和常规治疗8字形：聚焦性好，刺激面积和刺激强度小精确定位皮质功能区，适用于科研和常规治疗2019/10/2417Magneuro经颅磁刺激仪刺激线圈常用线圈双锥形：局部刺激强度高，刺激深度较深适用于刺激支配盆底肌、下肢肌肉的运动皮质2019/10/2418Magneuro经颅磁刺激仪冷却技术智能风冷降低噪音2019/10/2419Magneuro经颅磁刺激仪MEP模块（运动诱发电位监测）双通道：国际经颅磁刺激协会推荐配置无线式：减少干扰、精准采集体积小巧、摆脱束缚、便捷操作2019/10/2420Magneuro经颅磁刺激仪MEP模块（运动诱发电位监测）常用靶肌肉的选择拇短展肌第一骨间背侧肌2019/10/2421Magneuro经颅磁刺激仪MEP模块（运动诱发电位监测）常用定位方法国际脑电图10-20系统2019/10/2422Magneuro经颅磁刺激仪MEP模块（运动诱发电位监测）为什么要测量运动阈值？确定刺激的强度和剂量运动阈值能间接反映相关大脑皮质的兴奋性大脑皮质兴奋性的个体差异性FryeRE,RotenbergA,OusleyM,Pascual-LeoneA.Transcranialmagneticstimulationinchildneurology:currentandfuturedirections.JChildNeurol.2008;23:79-96.安全有效2019/10/2423Magneuro经颅磁刺激仪操作系统智能记录，避免遗漏，提升效率2019/10/2424Magneuro经颅磁刺激仪操作系统多种模式可选，满足诊断、治疗、科研等不同需求2019/10/2425Magneuro经颅磁刺激仪操作系统界面清晰易懂，无操作门槛或学习成本，内置专家方案库，可个性化设置2019/10/2426临床应用第三部分PARTTHREE康复应用禁忌症不良反应治疗指南注意事项2019/10/2427临床应用治疗指南LefaucheurJean-Pascal,André-ObadiaNathalie,AntalAndreaetal.Evidence-basedguidelinesonthetherapeuticuseofrepetitivetranscranialmagneticstimulation(rTMS).[J].ClinNeurophysiol,2014,125(11):2150-2206.2014IFCN（国际临床电生理协会）《基于循证医学的rTMS治疗指南》2019/10/2428治疗指南A类推荐（明确有效）1.神经性疼痛（高频，疼痛对侧M1区）2.抑郁症（高频，左侧DLPFC）RCT的系统综述单个的RCTB类推荐（很可能有效）1.帕金森病抑郁症状（高频，左侧DLPFC）2.脑卒中慢性期运动功能障碍（低频，对侧M1区）3.抑郁症（低频，右侧DLPFC）4.精神分裂症阴性症状（高频，左侧DLPFC）5.抗抑郁药的辅助治疗（高频，左侧DLPFC）队列研究的系统综述单个队列研究及质量较差的RCT结局研究C类推荐（可能有效）1.复杂性区域性疼痛综合征I型2.帕金森病运动症状（高频，双侧M1区）3.脑卒中亚急性期运动功能障碍（低频，对侧M1区）4.脑卒中亚急性期或慢性期运动功能障碍（高频，患侧M1区）5.偏侧忽视（cTBS，左侧后顶叶）6.癫痫（低频，癫痫灶）7.增加抗抑郁药的疗效（高频，左侧DLPFC或低频，右侧DLPFC）8.创伤后应激障碍（高频，右侧DLPFC）9.幻听（低频，左侧DLPFC）10.香烟物质成瘾（高频，左侧DLPFC）病例对照研究的系统综述单个病例对照研究可期待1.睡眠障碍2.孤独症3.运动性失语等专家观点，临床医生反映尚未严格试验证明临床应用2019/10/2429康复应用TMS是康复评定和治疗的新手段。帮助中风患者大脑的功能重组，改善脑卒中后运动功能、偏侧忽视、言语功能、吞咽功能及认知功能等。高频刺激患侧、低频刺激健侧运动区，促进偏瘫患者运动功能的恢复。治疗脊髓损伤，防治脊髓损伤的并发症。高频刺激中枢运动神经、低频刺激外周神经均有镇痛作用。刺激脊神经根，以促进神经再生和功能恢复是康复治疗的另一个热点。刺激T9-10神经根治疗呼吸困难：高频刺激收缩腹肌，帮助呼气刺激S2神经根预防褥疮：高频刺激收缩臀肌，加快臀部血流，临床应用2019/10/2430禁忌症头颅内置有金属异物、安装心脏起搏器、佩戴耳内助听器。颅内压增高的患者不能接受rTMS治疗