经颅磁刺激的基础知识及临床应用

TMS技术简介
原理介绍
1
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。
电流
感应电流
TMS技术简介
原理介绍
1
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。
4
刺激深度：1.5~8cm 刺激强度：1.5~6T
TMS技术简介
相关概念
单脉冲TMS（sTMS） 双脉冲TMS（pTMS） 重复性TMS（rTMS）
刺激模式
圆形 8字形
刺激线圈
TMS
运动阈值
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
1988 2005
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。
1982
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
发展简史
1986
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。
1987
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。
生理基础
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。
1965 1980
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。
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。
1896
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。
TMS技术简介
发展简史
1938
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。
TMS技术简介
刺激模式
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-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；
TMS技术简介
原理介绍
1
2
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
3
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
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。
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
刺激强度
刺激频率
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
TMS技术简介
余韵扬 2018.08.13
第一部分
PART 来自百度文库NE
TMS技术简介
发展简史 原理介绍 相关概念 生理基础 刺激模式 刺激效应 技术特点
经T颅M磁S技刺术激技简术介简介
发展简史
1780
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。
1831 1874
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。
经T颅M磁S技刺术激技简术介简介
技术特点
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。
1.Eric M. Wassermann. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of 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 magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology, 2009.