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1、经颅磁刺激的基础知识及临床应用,余韵扬2018.08.13,原理介绍,相关概念,生理基础,TMS技术简介,发展简史,PART ONE,第一部分,刺激模式,刺激效应,技术特点,经颅磁刺激技术简介,TMS技术简介,发展简史,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
2、光幻觉现象，现在可以解释为磁场刺激兴奋了视网膜。,TMS技术简介,发展简史,Cerletti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（Bickford R.G）和弗莱明（Fremming B.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。,TMS技术简介
3、,发展简史,英国Shef field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。,TMS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
4、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,磁 场,TMS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。,1,TMS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
5、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,1,2,3,4,刺激深度：1.58cm刺激强度：1.56T,TMS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50V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80-110MT）。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
6、大强度时定义为100%，按最大强度的百分比描述,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,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,单脉冲
7、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-coil TMS，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
8、复脉冲刺激：间隔刺激（iTBS）/连续刺激（cTBS）,TMS技术简介,刺激模式,TMS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。,1.Eric M. Wassermann. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of
9、 Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation. Electroencephalography and clinical Neurophysiology, 1998.2.Simone Rossi, Mark Hallett, Paolo M. Rossini, Alvaro Pascual-Leone and The Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial
10、magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology, 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,刺激线圈,冷却技术,MEP模块,Magneuro经颅磁刺激仪,PART TWO,第二部分,操作系统,Magneuro经颅磁刺激仪,Magneuro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
11、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,Magneuro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,Magneuro经颅磁刺激仪,冷却技术,智能风冷降低噪音,Magneuro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,Magneuro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,Magneuro经颅磁刺激仪,MEP模块（运动诱发电位监测）,常用
12、定位方法,国际脑电图10-20系统,Magneuro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,Frye RE, Rotenberg A, Ousley M, Pascual-Leone A. Transcranial magnetic stimulation in child neurology: current and future directions. J Child Neurol. 2008; 23:79-96.,安全,有效,Magneuro经颅磁刺激仪,操作系统,智能
13、记录，避免遗漏，提升效率,Magneuro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,Magneuro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,临床应用,第三部分,PART THREE,康复应用,禁忌症,不良反应,治疗指南,注意事项,临床应用,治疗指南,Lefaucheur Jean-Pascal,Andr-Obadia Nathalie,Antal Andrea et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcran
14、ial magnetic stimulation (rTMS).J .Clin Neurophysiol, 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,治疗指南,临床应用,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
15、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,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；合并有严重心脏疾病或严重躯体疾病的患者；有癫痫发作史或癫痫家族史的患者禁止使用高频强刺激；孕妇、婴幼儿和不能表达自己感觉的患者慎用rTMS。,临床应用,不良反应,暂时性的紧张性头痛：休息或服用止痛药后多能缓解暂时性耳鸣：极少数，可通过佩戴耳塞等预防诱发癫痫：刺激频率多在1025Hz，刺激强度在阈强度以上，具有自限性和可逆性。,临床应用,注意事项,治疗前：,临床应用,进行风险评估（抗精神病药、苯二氮卓类药物和抗惊厥类药可引起癫痫阈值的改变），排除禁忌症；摘除项链、耳环、眼镜、手表等磁性物体，避免受到强磁场的影响。,治疗时：,让患者取舒适的坐位或仰卧位，但不能入睡；刺激线圈纵轴方向与头颅正中线呈45角；注意观察刺激线圈的位置是否偏移等；注意观察患者面部反应是否正常，出现不良反应时，立即终止治疗。,治疗时：,询问患者有无不适感觉，老年患者稍坐片刻再离开；连续治疗超过2周以上患者，需要重新测量运动阈值。,
