經(jīng)顱磁刺激課件

經(jīng)顱磁刺激課件第一頁，共37頁。概述經(jīng)顱磁刺激技術(shù)（TranscranialMagneticStimulationTMS）是一種利用時變的脈沖磁場作用于中樞神經(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，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（repetitiveTranscranialMagneticStimulationrTMS）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。第二頁，共37頁。概述磁信號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，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)人類一直以來的夢想—虛擬地?fù)p毀大腦探索腦功能及高級認(rèn)知功能。第三頁，共37頁。發(fā)展史1985年，Barker成功研制出第一臺經(jīng)顱磁刺激儀，并率領(lǐng)研究小組成立英國磁刺激公司。1988年，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)院成功研制出中國第一臺經(jīng)顱磁刺激儀。1992年，美國公司推出了第一臺rTMS。2005年，華中依杰與華中科技大學(xué)合作研制出中國第一臺rTMS.2006年，北京安定醫(yī)院、北京大學(xué)第六醫(yī)院相繼啟動了經(jīng)顱磁刺激治療精神病業(yè)務(wù)；第四頁，共37頁。發(fā)展史2010年，北京市科委牽頭正式成立世界首個“經(jīng)顱磁刺激臨床治療精神障礙規(guī)范”研究課題；第五頁，共37頁。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-pulseTMS,sTMS)、對脈沖TMS(paired-pulseTMS,pTMS)和重復(fù)性TMS(repetitiveTMS,rTMS)第六頁，共37頁。技術(shù)分類sTMS由手動控制無節(jié)律脈沖輸出，也可以激發(fā)多個刺激,但是刺激間隔較長(例如10秒)，多用于常規(guī)電生理檢查。pTMS以極短的間隔在同一個刺激部位連續(xù)給予兩個不同強(qiáng)度的刺激，或者在兩個不同的部位應(yīng)用兩個刺激儀(又稱作double－coilTMS,dTMS)，多用于研究神經(jīng)的易化和抑制作用。rTMS分為高頻和低頻兩種，每次輸出兩個以上成串的有規(guī)律的重復(fù)TMS，頻率≤1Hz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，同時副作用的風(fēng)險(xiǎn)也增高。第七頁，共37頁。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對皮層產(chǎn)生功能性的影響高頻刺激(15～25Hz)可能增加局部代謝低頻刺激(1～5Hz)降低局部代謝興奮性的指標(biāo)參數(shù)：1.運(yùn)動閾值(motorthresholds,MT)即TMS作用于運(yùn)動皮層可引起所支配肌肉收縮的最小強(qiáng)度；2.運(yùn)動誘發(fā)電位(motorevokedpotentials,MEPs)的波幅；第八頁，共37頁。設(shè)備兩個部分組成PowerGenerators刺激線圈第九頁，共37頁。設(shè)備線圈圓形線圈蝶形線圈靜態(tài)液冷（低耗能）動態(tài)液冷（高耗能）線圈磁場分布于距離成反比，所以要貼近患者頭部45度方向誘發(fā)最高刺激第十頁，共37頁。技術(shù)原理

電磁現(xiàn)象：電流通過一個線圈可以產(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，脈沖磁場在皮層中間神經(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，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第十一頁，共37頁。技術(shù)原理原理：TMS的腦磁刺激是在腦外經(jīng)顱施加強(qiáng)脈沖磁場實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞膜保持一個電位差，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)生的脈沖磁場在腦內(nèi)感應(yīng)出外加電場，電場疊加到細(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，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變磁場產(chǎn)生感應(yīng)電場和感應(yīng)電流，知道磁場大小和分布后就可以推導(dǎo)出感應(yīng)電場和電流。第十二頁，共37頁。技術(shù)原理重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）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)系和互相作用對多部位功能產(chǎn)生影響；對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。第十三頁，共37頁。技術(shù)原理

短暫，強(qiáng)大磁場脈沖重復(fù)施加在皮層上線圈產(chǎn)生的磁場穿過頭皮和顱骨，在皮層上誘導(dǎo)出電流，引起神經(jīng)元興奮；

效應(yīng)動作改變腦血流和代謝干擾說話和視覺情緒改變第十四頁，共37頁。應(yīng)用領(lǐng)域TMS應(yīng)用于腦功能檢測單脈沖TMS通過刺激運(yùn)動皮層，在對側(cè)肢體肌肉誘發(fā)的MEP研究運(yùn)動通路的功能，是診斷運(yùn)動系統(tǒng)病變的客觀手段之一。1.術(shù)監(jiān)測中的應(yīng)用手術(shù)治療和臨床用藥中經(jīng)常測定相應(yīng)的誘發(fā)電位，誘發(fā)電位有輕度改變時立即停止或者改變手術(shù)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)第十五頁，共37頁。腦功能檢測評價(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,2.MEPs波：反映周圍神經(jīng)功能評價(jià)皮質(zhì)的興奮性1.運(yùn)動閾值<MT>：評價(jià)皮質(zhì)脊髓束的興奮性2.皮質(zhì)靜息期<CSP>：對評價(jià)癲癇、腦卒中、運(yùn)動萎縮側(cè)索硬化癥、偏頭痛和破傷風(fēng)等疾病有一定意義3.皮質(zhì)內(nèi)抑制及易化<ICI/ICF>：探明各種神經(jīng)、精神性疾病時半球間、不同腦區(qū)間的病理聯(lián)絡(luò)機(jī)制的研究第十六頁，共37頁。腦功能檢測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.評估參數(shù)在不同疾病中的表現(xiàn)MEP波幅運(yùn)動誘發(fā)電位CMCT中樞運(yùn)動傳導(dǎo)時間MT運(yùn)動閾值SP靜息期第十七頁，共37頁。應(yīng)用領(lǐng)域臨床治療應(yīng)用rTMS可通過不同頻率刺激對皮層產(chǎn)生興奮或抑制作用，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、語言中樞的定位及治療方面的應(yīng)用等。第十八頁，共37頁。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傷肌纖維痛外周神經(jīng)損傷運(yùn)動功能障礙等疾病4.兒科用于檢測神經(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，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。第十九頁，共37頁。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第二十頁，共37頁。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，線圈的每一個圓的直徑為70MM，刺激波形為單相波。在檢測過程中，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。第二十一頁，共37頁。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)刺激時采用最小強(qiáng)度的閾上TMS刺激運(yùn)動皮質(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，可以用記號筆在該部位做好記錄以保證在整個刺激過程中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，不同的研究和檢測目的所采用的刺激強(qiáng)度不同。第二十二頁，共37頁。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2.將來可以使用神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)幻聽刺激顳頂區(qū)第二十三頁，共37頁。安全性rTMS技術(shù)是安全的，但仍有潛在的副作用：高頻rTMS(＞10Hz)可能誘發(fā)癲癇發(fā)作，特別對有癲癇家族史者要慎重，必要做時要配備所有搶救設(shè)施。但低頻rTMS(＜8Hz)則相對安全，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)聽力第二十四頁，共37頁。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)度和頻率的控制第二十五頁，共37頁。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)第二十六頁，共37頁。刺激皮質(zhì)功能區(qū)M1區(qū)：初級運(yùn)動皮質(zhì)DLPFC:大腦皮質(zhì)前額葉背外側(cè)皮質(zhì)SMA:輔助運(yùn)動區(qū)Pre-SMA:輔助運(yùn)動區(qū)喙部ACC:前扣帶回皮質(zhì)CzP3第二十七頁，共37頁。rTMS適用癥治療處方參考頻率（Hz）刺激時間（s）個數(shù)間歇時間

（s）重復(fù)次數(shù)治療時間（min）刺激部位0.5201054820右額葉背外側(cè)區(qū)11010210020右額葉背外側(cè)區(qū)10330352415左額葉背外側(cè)區(qū)122.530302815左額葉背外側(cè)額葉背外側(cè)額葉背外側(cè)區(qū)200.510204415左額葉背外側(cè)區(qū)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）第二十八頁，共37頁。處方參考頻率（Hz）刺激時間（s）個數(shù)間歇時間

（s）重復(fù)次數(shù)治療時間（min）刺激部位20120352515右額葉背外側(cè)區(qū)2、強(qiáng)迫癥刺激部位：高頻刺激右側(cè)LDPFC第二十九頁，共37頁。治療處方頻率（Hz）刺激時間（s）個數(shù)間歇時間

（s）重復(fù)次數(shù)治療時間（min）刺激部位10330352415左額葉背外側(cè)額葉背外側(cè)區(qū)200.510204415右額葉背外側(cè)區(qū)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第三十頁，共37頁。治療處方4、精分癥刺激部位：治療幻聽、耳鳴，低頻刺激左顳頂葉頻率（Hz）刺激時間（s）個數(shù)間歇時間

（s）重復(fù)次數(shù)治療時間（min）刺激部位1101039220左側(cè)顳頂區(qū)第三十一頁，共37頁。治療處方5、老年性癡呆刺激部位：高頻刺激雙側(cè)LDPFC頻率（Hz）刺激時間（s）個數(shù)間歇時間

（s）重復(fù)次數(shù)治療時間（min）刺激部/右額葉背外側(cè)區(qū)201203533