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经颅磁刺激技术(TMS)科研伪刺激方法这么多,你Pick哪一个?
专栏:应用研究
发布日期:2020-05-13
阅读量:600
作者:尧利书
在科研应用端,出现了出伪刺激线圈以外,很多退而求其次的做法。这些方法不仅方便实用,而且逐渐获得了国际认可(大家可以在SCI收录的论文中看到大量下述方法的伪刺激设置)。


经颅磁刺激治疗(TMS)作为关键技术入选国家精神医学中心及国家精神区域医疗中心设置标准,说明了经颅磁刺激治疗在精神医学临床诊断及科研工作中的重要地位,也标志着经颅磁刺激治疗服务将进一步“有据可依”。


随着经颅磁刺激治疗技术的开展越来越成熟,很多研究者将目光投入到更精准、更精细化的研究,如磁刺激治疗更精准的定位方式;个体化的治疗方案如:刺激频率、刺激强度、刺激间歇、总脉冲数的探索等。


无论是哪种探索,大部分需要设置伪刺激作为对照,毕竟“有对比才有伤害”,不,应该说“有比较才会有结论”。所以,今天来跟大家聊聊,TMS科研的伪刺激该如何设置这个话题。



伪刺激线圈

众所周知,TMS发挥疗效是刺激线圈(用铜管绕制成不同的形状,外面用绝缘材质包裹的一种拍子,也被称为线圈拍,当然还有其他形状,不过最常用的是拍子形状)发出的磁场产生的效应,伪刺激设置的目的是为了消除其他设置的影响,验证真刺激的效应。

所以,从理论上来说,伪刺激应该是除了靶点接收到的真实磁场不同,其他设置都应该与真刺激相同。具体到刺激线圈上,应该是外观、声音、使用方式等都一样,让受试者无论是在真刺激组,还是在伪刺激组感受都是一样的,让受试者不能辨别自己到底在哪一组。

但由于磁场具有很强的穿透作用,不易被阻挡和屏蔽,而且在产生磁场过程中会发出声音和产热,为伪刺激线圈的研发增加了难度。

据称,目前有与真刺激线圈外形相同,但刺激拍内没有能产生磁场的铜管的伪刺激线圈拍,内置一个产生声音的发生器在线圈拍内,模拟真刺激的声音,但声音的节律是否与真刺激组一样,患者感受到的震感是否与真刺激组一样,还有待进一步讨论核实。

我们知道,刺激线圈的磁场随着距离的增加会出现指数衰减,因此有的伪刺激线圈是在刺激线圈拍一面增加一体式塑料挡板,这种设置方式,一面是磁场接近于0的隔离面,一面是真正的刺激线圈,真刺激时使用线圈面,伪刺激时使用隔离面。

由于存在真实的磁场,所以声音是随着频率而发出是真实的,而且通过固体传导,刺激过程中的震感受试者也是可以感受到的,而且真刺激线圈和伪刺激线圈都加上隔离装置,外观也是一样的。这种设置存在的缺点是,增加了整个刺激线圈的重量。

目前,上述两种伪刺激线圈在科研中尚未见到大面积使用,具体原因有待进一步探讨。

而在科研应用端,出现了很多退而求其次的做法。这些方法不仅方便实用,而且逐渐获得了国际认可(大家可以在SCI收录的论文中看到大量下述方法的伪刺激设置)

降低磁场强度

沈秀梅[1]在探讨低频重复经颅磁刺激( rTMS) 治疗原发性失眠症疗效中,伪刺激方法与研究组相同,将刺激线圈放置于与真刺激组相同的靶点,治疗时将输出强度降低到 20%,使之远远低于大脑皮层产生生理反应的强度。

这种设置方法,与真刺激组唯一的不同只有磁场强度,但是否刺激强度降低到20%就真的不会产生治疗作用呢?这个谁都没有结论,所以有待进一步讨论。

不给予刺激

代丽丽[2]等,探讨低频重复经颅磁刺激治疗老年慢性主观性耳鸣的临床疗效。治疗部位为耳鸣双侧颞顶叶皮质,对照组给予伪刺激治疗,按照真刺激的方法测量运动阈值和刺激点,但不给予刺激,且不告诉患者原因。

党宝齐[3]等探讨高频重复经颅磁刺激(rTMS)治疗老年卒中后抑郁(PSD)病人的临床疗效,治疗部位为左前额叶背外侧区,对照组: 给予伪刺激治疗,随机选择刺激位置,不接通电源,刺激疗程同磁刺激组。

不接通磁刺激电源即不给予刺激,患者是知道自己没有接受治疗的,这种方法也有较为明显的缺陷。

刺激线圈旋转90°

刺激线圈放置的角度对磁场的影响很大,所以通过旋转刺激线圈可以明显降低靶点接受到的磁场强度。

Jansen[4]在研究高频重复经颅磁刺激对酒精使用障碍患者和健康对照者情绪处理、再评价和渴求的影响中,刺激右侧DLPFC,使用相同的参数进行伪刺激,但rTMS线圈相对于颅骨倾斜90°。


Khedr[5]研究rTMS对PD患者吞咽困难的治疗作用,其中伪刺激组使用相同的参数进行假rTMS,但使线圈边缘与头部保持垂直,而其余部分在矢状面上旋转90°远离头皮,以再现刺激的噪音。

高慧[6]等在探讨重复经颅磁刺激(rTMS)对抑郁症患者症状及血清中脑源性神经营养因子(BDNF)的影响,伪刺激组刺线圈放置与头皮成90度,其它激参数的设置与真刺激组一致。

胡树罡[7]等在探讨不同部位低频重复经颅磁刺激(rTMS)对老年慢性失眠症患者睡眠及日间疲劳的影响,伪刺激组将线圈垂直竖起置于顶叶。

Kakuda[8]等在研究卒中后上肢偏瘫的患者中,伪刺激组使线圈与头皮呈90°。

别怀玺[9]等在观察高频重复经颅磁刺激对创伤后应激障碍的辅助疗效。刺激部位为患者头颅右额叶前部背外侧治疗区域 (DLPFC),对照组给予假性刺激,仅将探头垂直于患者颅骨,使信号不能穿过颅骨作用于大脑,其余参数与治疗组一致。

Jian Lin [10]在研究慢性重复经颅磁刺激对戒毒男性住院患者睡眠质量和情绪状态的影响中,对于伪刺激,在左侧DLPFC位于F3(EEG 10/20系统),将线圈垂直于颅面旋转90°。

将刺激线圈旋转90°垂直于头皮方便快捷,而且在一定程度上实现了无磁场。有的操作者还担心角度偏转不能完全降低磁场强度,还在旋转线圈90°的同时,伪刺激组设置磁场强度输出时降低到真刺激组的20%。

虽然这种方式已被国际SCI收录杂志的认可,但这种设置方法在线圈拍的放置方面与真刺激组并不一样,受试者应该会察觉,这种不同的干预方式是否会产生影响,还需要操作者合理去解释以达到伪刺激的目的。

翻面

有一些刺激线圈采用的风冷技术,在刺激线圈里增加小风扇吹散热量,所以刺激线圈一面留有进风口,这种线圈本身比较厚,只能实现一面刺激。进风口的一面由于线圈本身的厚度,磁场也有极大的衰减,所以有科研人员直接把这种刺激线圈翻面设置成伪刺激。

吴志杰等[11]分析在精神分裂症患者中使用不同重复经颅磁刺激模式后改善认知功能的效果时,利用圆形线圈刺激患者左侧前额叶背外侧皮质区。伪刺激组设置为:翻面,背面朝向头部,参数设置和真刺激组相同。

这种设置方法存在明显安全隐患,因为进风口可能会绞进受试者的头发,目前这种操作在科研上应用极少。



综上所述,目前伪刺激设置用的比较多的方法是:旋转刺激线圈90°垂直于头皮,使靶点的磁场接近于0。但真正理想的伪刺激是厂家能研发出真正的伪刺激线圈,这个值得期待。

   参考文献:

[1] 沈秀梅,王志广.低频重复经颅磁刺激对原发性失眠症的疗效研究[J].西南军医,2018,20(01):28-32.

[2] 代丽丽,陈朝辉,吴宏林,徐奕莲.低频重复经颅磁刺激治疗老年慢性主观性耳鸣的临床疗效[J].中国老年学杂志,2018,38(12):2950-2952.
[3] 党宝齐,陈文莉,高凡,俞晓.高频重复经颅磁刺激治疗老年卒中后抑郁的临床疗效[J].实用老年医学,2019,33(05):469-471.
[4] Jansen Jochem M,van den Heuvel Odile A,van der Werf Ysbrand D et al. The Effect of High-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation on Emotion Processing, Reappraisal, and Craving in Alcohol Use Disorder Patients and Healthy Controls: A Functional Magnetic Resonance Imaging Study.[J] .Front Psychiatry, 2019, 10: 272.
[5] Khedr Eman M,Mohamed Khaled O,Soliman Radwa Kamel et al. The Effect of High-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation on Advancing Parkinson's Disease With Dysphagia: Double Blind Randomized Clinical Trial.[J] .Neurorehabil Neural Repair, 2019, 33: 442-452.
[6] 高慧,吴悦娟.重复经颅磁刺激治疗抑郁症的疗效分析及相关机制[J].中国健康心理学杂志,2017,25(05):641-644.
[7] 胡树罡,沈滢,莫非,顾晓美,管重远.低频重复经颅磁刺激部位对老年慢性失眠症患者的影响[J].中国康复医学杂志,2019,34(04):433-439.
[8] Kakuda W, Abo M, Sasanuma J, et al. Combination Protocol of LowFrequency rTMS and Intensive Occupational Therapy for Post-stroke Upper Limb Hemiparesis: a 6-year Experience of More Than 1700 Japanese Patients[J]. Transl Stroke Res, 2016, 7(3): 172-179.
[9] 别怀玺,王学员.高频重复经颅磁刺激辅助治疗创伤后应激障碍疗效观察[J].广东医学,2011,32(02):222-223.
[10] Jian, Lin, Xiaoli, et al. Chronic repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on sleeping quality and mood status in drug dependent male inpatients during abstinence.[J]. Sleep Medicine, 2019.
[11] 吴志杰,马淑君,黄玉琴,etal.重复经颅磁刺激技术对精神分裂症患者认知功能的效果分析[J].中国实用医药,2018,13(34):103-105.

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