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经颅磁刺激(TMS)在呼吸系统疾病方面的应用
专栏:应用研究
发布日期:2020-02-16
阅读量:814
作者:临床医学中心
经颅磁刺激技术(TMS)作为一种强磁场神经调控技术,具有无痛 、无创的特点,产生强磁场的刺激线圈既可刺激中枢神经,也可刺激外周神经。小结呼吸系统的检测与治疗对患者身体功能的恢复具有重要意义。

经颅磁刺激技术(TMS)作为一种强磁场神经调控技术,具有无痛 、无创的特点,产生强磁场的刺激线圈既可刺激中枢神经,也可刺激外周神经。在呼吸科或重症监护室,TMS常被用于刺激呼吸性神经中枢、膈神经和躯干神经肌肉等,供医生判定患者呼吸中枢生理病理性改变、评定膈肌和身体功能状况以及对呼吸肌进行独特的检测和康复性治疗。

《中国呼吸重症康复治疗技术专家共识》中也提到,呼吸重症患者的吞咽功能康复治疗可以在常规吞咽训练治疗基础上联合物理疗法,如TMS,其在呼吸系统疾病的检测和治疗方面具有明显的优越性和实用性。


TMS在呼吸系统疾病的检测方面

1)评判呼吸中枢及其神经通路的状态

TMS可用于评估慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者、呼吸睡眠综合征患者以及通气机依赖或撤机失败患者亚临床阶段的皮质中枢运动神经元的兴奋与抑制、锥体束环路改变等,其指标包括运动诱发电位中的阈值(MT)、中枢运动传导时间(CMCT)及皮质静息期(CSP)。

MT反映皮层神经元间兴奋和抑制的平衡以及椎体束兴奋性的改变;CMCT反映锥体束的完整性;CSP是指皮层刺激后从运动诱发电位(MEP)停止后至恢复自主肌电活动的一段时间,代表了γ-氨基丁酸(GABA)受体抑制性控制的状态。COPD急性发作期患者由于慢性缺氧,将导致与肺功能指标、血气及血清钾和氯相关的MT提高,CMCT和CSP延长[1]。

2)评定膈肌和身体功能状况

膈肌是主要的吸气肌,在最大吸气时对于肺容量改变的贡献超过60%,肋间肌占35%。膈肌功能不全是造成呼吸衰竭的主要因素 ,因此临床上常通过TMS刺激膈神经、记录膈肌肌电图(EMG) 和测定膈肌收缩力来评估呼吸的功能状态。TMS刺激头顶部诱导的膈肌EMG是研究患者呼吸系统神经通路完整性的方法之一。

临床通常用TMS刺激以下靶点来对吸气肌进行独特检测。

i. 颈椎部磁刺激——令受试者头部前屈,磁线圈以颈背部第5—7颈椎区作为刺激点。

ii. 颈前磁刺激——磁刺激线圈置于颈前或胸骨角正中线,同时刺激双侧膈神经,所诱导的跨膈压接近双侧电刺激膈神经的水平。

相关研究应用:
   
国内顶尖学者钟南山院士团队2005年系统地比较了电、磁刺激诱发的复合肌肉动作电位 (CMAP)[2],结果发现磁刺激诱发的膈肌CMAP与传统电刺激诱发相似,把磁刺激和多导食道电极结合在一起可用于测量 ICU患者的膈肌功能。


研究指出电 、磁刺激诱发的膈肌 CMAP 的幅度及膈神经传导时间 (PNCT)相似, 进一步证明磁刺激能使膈神经受到最大刺激,从而为磁刺激代替电刺激进行临床及生理试验提供了依据 。

由于磁刺激面积大,不像电刺激那样需要花费时间去寻找膈神经, 使试验时间缩短。而食道电极受到非膈肌信号的干扰较少, 故把TMS和食道电极结合在一起 ,将为临床提供一个十分有用的评价膈肌功能的方法学。


慢性呼吸系统疾病患者普遍存在肌肉萎缩和运动能力降低。患者身体的虚弱程度与生存率之间呈显著负相关。

近年来刺激股四头肌作为测定呼吸科急重症患者、儿童、意识障碍以及术后患者的身体虚弱程度的一种方法受到医学界的肯定。Man等[3]让患者仰卧屈膝,将45mm线圈置于股三角进行磁刺激并与脚踝部测定股四头肌的抽搐性收缩力,COPD患者的股四头肌抽搐性收缩力平均值显著低于同龄老人。

TMS在呼吸系统疾病的治疗方面

脑卒中急性期吞咽障碍会影响患者水、营养物质的摄取,易导致患者营养不良,水电解质失调,或因吞咽障碍致食物残留、误吸致吸入性肺炎,则显著增加了疾病的严重程度甚至死亡。

一项国内研究[4]采用rTMS(5Hz高频刺激患侧M1区,1Hz低频刺激健侧M1区,刺激时间3s,刺激个数为30,间隔时间为35s,重复32次,治疗时间20min)联合吞咽康复训练治疗脑卒中后吞咽障碍,观察其疗效和对脑卒中相关性肺炎(SAP)发生率的影响。

研究发现,rTMS可活化神经轴突,引发海马区神经皮质重建及皮层网络突触的连接,使皮层神经重建,使吞咽障碍得到恢复,且安全无副作用。由此可见rTMS配合吞咽康复治疗能有效的减少SAP的发生率,对脑卒中并发症的预防具有重要作用。

小结

呼吸系统的检测与治疗对患者身体功能的恢复具有重要意义。通过TMS联合其它康复治疗可以显著改善患者的呼吸症状,甚至还可以预防甚至减少疾病的其它并发症。由此可见,TMS在呼吸系统疾病的检测和治疗方面的应用潜力巨大。

另外通过TMS进行呼吸中枢生理病理改变的测定、膈肌和身体功能状况的评定、辅助通气、康复性呼吸肌训练等方面还有待进一步的研究和探讨。


参考文献:

[1] Mohamed-Hussein A A R , Hamed S A , Abdel-Hakim N . Cerebral cortical dysfunction in chronic obstructive pulmonary disease: Role of transcranial magnetic stimulation[J]. International Journal of Tuberculosis & Lung Disease the Official Journal of the International Union Against Tuberculosis & Lung Disease, 2007, 11(5):515-21.
[2] 罗远明 陈荣昌 钟南山.磁刺激诱发的膈肌复合动作电位的多导食道 电极记录及其在重症监护室患者中的应用[J].中华结核和呼吸杂志 2005年 8月第 28卷第 8期.
[3] Lyall R. A, Donaldson N, Polkey M. I,等. Respiratory muscle strength and ventilatory failure in amyotrophic lateral sclerosis[J]. Brain, 2001(10):10.
[4] 刘结根, 李笑莲, 林小珍, et al. 重复经颅磁刺激治疗吞咽障碍对脑卒中相关性肺炎发生率的影响[J]. 慢性病学杂志, 2016(2):169-171.


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