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2014-11-12肖回乡经颅磁刺激概述经颅磁刺激技术（TranscranialMagneticStimulationTMS）是一种利用时变的脉冲磁场作用于中枢神经系统（主要是大脑），改变皮质神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的磁刺激技术。不同模式的重复经颅磁刺激（repetitiveTranscranialMagneticStimulationrTMS）除引起一系列生理生化反应外，可以改变神经结构，影响大脑神经功能和神经调控。概述磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激，因此现在都叫它为“磁刺激”。随着技术的发展，具有连续可调重复刺激的经颅磁刺激（rTMS）出现，并在临床精神病、神经疾病及康复领域获得越来越多的认可。它主要通过不同的频率来达到治疗目的，高频（1Hz）主要是兴奋的作用，低频（≤1Hz）则是抑制的作用。因其无痛、非创伤的物理特性，实现人类一直以来的梦想—虚拟地损毁大脑探索脑功能及高级认知功能。发展史1985年，Barker成功研制出第一台经颅磁刺激仪，并率领研究小组成立英国磁刺激公司。1988年，华中科技大学同济医院成功研制出中国第一台经颅磁刺激仪。1992年，美国公司推出了第一台rTMS。2005年，华中依杰与华中科技大学合作研制出中国第一台rTMS.2006年，北京安定医院、北京大学第六医院相继启动了经颅磁刺激治疗精神病业务；发展史2010年，北京市科委牵头正式成立世界首个“经颅磁刺激临床治疗精神障碍规范”研究课题；技术分类按刺激脉冲不同，我们可以将TMS分为三种刺激模式单脉冲TMS(single-pulseTMS,sTMS)、对脉冲TMS(paired-pulseTMS,pTMS)和重复性TMS(repetitiveTMS,rTMS)技术分类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。pTMS以极短的间隔在同一个刺激部位连续给予两个不同强度的刺激，或者在两个不同的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。rTMS分为高频和低频两种，每次输出两个以上成串的有规律的重复TMS，频率≤1Hz称为低频rTMS或慢速rTMS;刺激的重复频率1H称为高频rTMS。划分主要根据不同频率刺激的生理作用和风险，低频刺激会引起皮质功能抑制并没有刺激风险，高频作用相反，高于10Hz容易引起皮质兴奋性增高，同时副作用的风险也增高。技术分类rTMS与TMS不同的是1.在神经元不应期也能够进行刺激。2.rTMS对皮层产生功能性的影响高频刺激(15～25Hz)可能增加局部代谢低频刺激(1～5Hz)降低局部代谢兴奋性的指标参数：1.运动阈值(motorthresholds,MT)即TMS作用于运动皮层可引起所支配肌肉收缩的最小强度；2.运动诱发电位(motorevokedpotentials,MEPs)的波幅；设备两个部分组成PowerGenerators刺激线圈设备线圈圆形线圈蝶形线圈静态液冷（低耗能）动态液冷（高耗能）线圈磁场分布于距离成反比，所以要贴近患者头部45度方向诱发最高刺激技术原理电磁现象：电流通过一个线圈可以产生磁力线，磁力线可使临近的线圈内产生逆向电流。经颅刺激时，脉冲磁场在皮层中间神经元产生感应电流经颅磁刺激的电容器内的电荷迅速释放时，产生的电流通过刺激线圈，产生磁力线，磁力线以较小的阻力无创伤地穿透颅骨，到达皮层，在皮层内产生可传导的逆向电流，从而改变皮层的兴奋性技术原理原理：TMS的脑磁刺激是在脑外经颅施加强脉冲磁场实现的。细胞膜保持一个电位差，静态细胞的跨膜电位差是-70mV。磁刺激仪电路加载到线圈上产生的脉冲磁场在脑内感应出外加电场，电场叠加到细胞膜两侧可以改变细胞膜电位差，因此外加电场能够极化细胞膜，激活可兴奋组织。当感应电流超过神经组织兴奋域值时，磁刺激就像电刺激一样刺激相应部位的组织。由麦克斯韦方程组时变磁场产生感应电场和感应电流，知道磁场大小和分布后就可以推导出感应电场和电流。技术原理重复经颅磁刺激（rTMS）用于治疗主要是通过改变它的刺激频率而分别达到兴奋或抑制局部大脑皮质功能的目的。高频率、高强度rTMS，可产生兴奋性突触后电位总和，导致刺激部位神经异常兴奋，低频刺激的作用则相反，通过双向调节大脑兴奋与抑制功能之间的平衡来治疗疾病。对rTMS刺激的局部神经通过神经网络之间的联系和互相作用对多部位功能产生影响；对于不同病人的大脑功能状况，需用不同的强度、频率、刺激部位、线圈方向来调整，才能取得良好的治疗效果。技术原理短暂，强大磁场脉冲重复施加在皮层上线圈产生的磁场穿过头皮和颅骨，在皮层上诱导出电流，引起神经元兴奋；效应动作改变脑血流和代谢干扰说话和视觉情绪改变应用领域TMS应用于脑功能检测单脉冲TMS通过刺激运动皮层，在对侧肢体肌肉诱发的MEP研究运动通路的功能，是诊断运动系统病变的客观手段之一。1.术监测中的应用手术治疗和临床用药中经常测定相应的诱发电位，诱发电位有轻度改变时立即停止或者改变手术方式和药物治疗，以免造成不可逆损害。如脊髓手术中的TMS监护技术脑功能检测评价皮质脊髓束的传导性1.CMCT(脑皮质到脊髓α前角运动神经元的传导间)：皮质脊髓束的脱髓鞘、退行性、缺血性变化及脊髓病等将导致CMCT延长,2.MEPs波：反映周围神经功能评价皮质的兴奋性1.运动阈值MT：评价皮质脊髓束的兴奋性2.皮质静息期CSP：对评价癫痫、脑卒中、运动萎缩侧索硬化症、偏头痛和破伤风等疾病有一定意义3.皮质内抑制及易化ICI/ICF：探明各种神经、精神性疾病时半球间、不同脑区间的病理联络机制的研究脑功能检测2.在神经系统疾病诊断中的应用多发性硬化肌萎缩侧索硬化帕金森卒中共济失调等疾病的诊断和治疗3.评估参数在不同疾病中的表现MEP波幅运动诱发电位CMCT中枢运动传导时间MT运动阈值SP静息期应用领域临床治疗应用rTMS可通过不同频率刺激对皮层产生兴奋或抑制作用，开辟了临床应用的新领域，如用于认知功能和行为等方面的研究、语言中枢的定位及治疗方面的应用等。临床应用1.神经科可用于诊断和治疗的疾病:癫痫帕金森肌萎缩侧索硬化肌张力障碍性疾病运动神经元疾病多发性硬化亨廷顿舞蹈症吉兰-巴雷综合症，偏头痛等2.精神科常用语治疗药物难治性抑郁症，狂躁症强迫症创伤后应激障碍精神分裂症小儿多动症孤独症幻听耳鸣睡眠障碍等。3.康复科常用于诊断治疗脑卒中脊髓损伤肌纤维痛外周神经损伤运动功能障碍等疾病4.儿科用于检测神经发育，治疗小儿脑瘫和其他神经精神性疾病其他科室呼吸内科用于刺激膈肌运动，辅助呼吸；妇产科用于产后抑郁，产后尿潴留，尿失禁；另外还可以治疗成瘾性疾病，如吸毒，抽烟，酗酒，上网成瘾等。rTMS治疗的原则安全性原则选择正确的刺激部位选择正确的刺激模式治疗原则1.刺激线圈的选择目前常用的TMS刺激线圈多为8字形，线圈的每一个圆的直径为70MM，刺激波形为单相波。在检测过程中，刺激线圈的平面一般要求与头皮成切线位，其手柄朝后与人体中线成45度夹角。有研究证实该摆放方式的TMS可以优先激活皮质间的突触联系。治疗原则2.刺激部位的选择TMS刺激部位，即最恰当的刺激线圈摆放部位，也就是TMS刺激作用点。一般要求在该点刺激时采用最小强度的阈上TMS刺激运动皮质，可以在相应的靶区获得持续，稳定的最大MEP波幅，此时刺激线圈的摆放部位就是最恰当的TMS刺激点。在检查中找到该摆放位置，可以用记号笔在该部位做好记录以保证在整个刺激过程中TMS刺激的部位保持不变。3.刺激强度的选择检测中TMS的刺激强度一般是以刺激最大输出量的百分比表示，不同的研究和检测目的所采用的刺激强度不同。如何选择正确的刺激部位、模式根据疾病来定部位和刺激模式抑郁、焦虑等刺激前额叶背外侧区（DLPFC）高频刺激左侧DLPFC低频刺激右侧DLPFC定位的方法：1.5厘米法2.将来可以使用神经导航技术幻听刺激颞顶区安全性rTMS技术是安全的，但仍有潜在的副作用：高频rTMS(＞10Hz)可能诱发癫痫发作，特别对有癫痫家族史者要慎重，必要做时要配备所有抢救设施。但低频rTMS(＜8Hz)则相对安全，有报道已用于癫痫病人受试者和操作者应戴耳罩以保护听力安全性原则排除标准：•1.患者脑内靠近刺激线圈处有金属材料•2.有起搏器•3.有癫痫发作风险:颅脑疾病、创伤、特发性癫痫、近期服用三环类等降低痫性发作阈值药物、严重酗酒及使用神经兴奋性药物者刺激时间：受刺激强度和频率的控制刺激间隔：受刺激强度和频率的控制常见副作用癫痫风险其诱发癫痫的危险因素颅脑肿瘤、卒中、炎症、严重创伤、颅高压、特发性癫痫、未加控制的癫痫、近期服用三环类镇静安眠等降低痫性发作阈值药物、严重酗酒及使用神经兴奋性药物者局部不适和疼痛头痛神经认知的改变听力的副作用；一般这些副作用都可以耐受，超过90%的患者没有任何不适的反应刺激皮质功能区M1区：初级运动皮质DLPFC:大脑皮质前额叶背外侧皮质SMA:辅助运动区Pre-SMA:辅助运动区喙部ACC:前扣带回皮质CzP3rTMS适用症治疗处方参考频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位0.5201054820右额叶背外侧区11010210020右额叶背外侧区10330352415左额叶背外侧区122.530302815左额叶背外侧区15230283015左额叶背外侧区17117253515左额叶背外侧区200.510204415左额叶背外侧区1、抑郁症刺激部位：低频刺激右侧额叶背外侧（LDPFC），高频刺激左额叶背外侧（LDPFC）处方参考频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位20120352515右额叶背外侧区2、强迫症刺激部位：高频刺激右侧LDPFC治疗处方频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位10330352415左额叶背外侧区15230302815左额叶背外侧区200.510204415右额叶背外侧区3、精分症刺激部位：改善阴性症状，高频刺激左LDPFC或圆线圈刺激前额中部治疗处方4、精分症刺激部位：治疗幻听、耳鸣，低频刺激左颞顶叶频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位1101039220左侧颞顶区治疗处方5、老年性痴呆刺激部位：高频刺激双侧LDPFC频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位15230303820左/右额叶背外侧区20120353320左/右额叶背外侧区治疗处方6、帕金森病刺激部位：高频刺激左LDPFC，低频刺激患侧运动皮质（M1），高频刺激健侧M1区频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位250.615284220左LDPFC/健侧M1区1101039220患侧M1区治疗处方7、肌张力异常、不自主抽动刺激部位：低频刺激患侧皮质运动区频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位18847515患侧M1区治疗处方8、癫痫刺激部位：低频刺激病灶区或M1区频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位18859220病灶区治疗处方9、偏头痛刺激部位：低频刺激枕叶视觉皮质区或高频刺激左LDPFC频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（s）重复次数治疗时间（min）刺激部位1101039220枕部视觉区（先兆期治疗）20120253515左额叶背外侧区治疗处方10、中风，缺血性脑梗塞、偏瘫刺激部位：高频刺激患侧病灶附近，低频刺激健侧M1区，外周功能性磁刺激。刺激外周神经带动瘫痪肌收缩频率（Hz）刺激时间（s）个数间歇时间（