经颅磁刺激多模式评估技术应用规范(上)

学术   2024-08-16 17:24   江苏  

重大脑疾病所带来的沉重负担是医疗界所面临的巨大挑战,而脑疾病的康复更是其中至关重要的一环。以中国脑卒中的疾病现状为例,40岁以上的患者1300余万,每年新增患者约250万。有学者预测2030年中国脑血管病事件的发生率将比20年前升高约50%,其中大约三分之二的幸存者将伴有不同程度的功能障碍。在脑疾病的康复过程中,使用经颅磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)进行神经电生理学的检测,无创且可对患者进行客观评估,有助于探索各种脑疾病功能障碍及脑康复机制。


基于此,中国康复医学会发布了《经颅磁刺激多模式评估技术应用规范》,涉及单脉冲TMS(single-pulseTMS,spTMS)、成对脉冲TMS(paired-pulseTMS,ppTMS)和成对联合刺激(pairedassociativestimulation,PAS)等多种模式的TMS检查评估方法。旨在进一步推动TMS多模式评估的临床规范性应用与管理,为实践操作提供参考和指导,以及帮助相关研究者与医务工作者有效地开展临床与科研工作。

 

经颅磁刺激transcranialmagneticstimulation;TMS是利用时变的脉冲磁场作用于中枢神经系统(主要是大脑),通过改变皮质神经细胞的膜电位,使其产生感应电流,影响脑内代谢和神经活动,从而引起相应生理生化反应的一种非侵入神经调控技术。

 

根据TMS刺激脉冲不同,可以将TMS分为三种刺激模式:单脉冲TMS(spTMS)、双脉冲TMS(ppTMS)以及重复性TMS(rTMS)。TMS常用的检测评估技术包括:spTMS、ppTMS、PAS。rTMS多用于疾病治疗。



单脉冲经颅磁刺激



单脉冲经颅磁刺激是指每次输出一个刺激脉冲,一般为手持式操作,磁刺激触发开关位于线圈手柄上,也有脚踏式开关触发。注:可以手动调节刺激强度和间隔时长,多用于常规电生理检查,模式示意图见图1。常见检测指标包括:MT、MEP、CMCT和CSP等。


运动诱发电位

MEP是一种无创伤性的检测手段,是指spTMS作用于运动皮质在对侧靶肌肉记录到的肌肉运动复合电位;


MEP潜伏期

指自spTMS作用于初级运动皮质(M1)开始到外周记录到MEP所用的时间,单位为毫秒(ms)MEP峰-峰幅值指自负相波波峰到正相波波峰的幅度,单位为微伏(μV)或毫伏(mV),反映对TMS刺激进行反应的运动神经元的数量,体现皮质以及皮质-脊髓的兴奋水平。


运动阈值MT

用于检测受试者皮质脊髓兴奋性,包括:静息运动阈值(RMT)、活动运动阈值(AMT),以磁刺激仪最大输出强度的百分比表示。


静息运动阈值RMT

指在靶肌肉完全放松状态下,使用spTMS在靶肌肉M1的热点进行刺激,10次连续刺激中至少有5次诱发MEP波幅大于50μv时所需的最小刺激强度。注:通常以磁刺激仪最大输出强度的百分比表示。


活动运动阈值AMT

在靶肌肉保持20%最大等长收缩状态下,使用spTMS在靶肌肉M1的热点进行刺激,10次连续刺激中至少有5次诱发出MEP波幅大于200μv所需要的最小刺激强度。注:通常以磁刺激仪最大输出强度的百分比表示,一般低于RMT。


中枢运动传导时间

从脑皮质到脊髓前角运动神经元的传导时间。


皮质静息期CSP

指一种通过spTMS测量运动皮质抑制的指标,在目标肌肉强直性收缩时施加TMS脉冲会产生CSP。注:包括cCSP和iCSP,分别代表皮质内抑制和经胼胝体抑制水平。



成对脉冲经颅磁刺激



成对脉冲经颅磁刺激paired-pulseTMS;ppTMSppTMS是在一个较短的刺激间隔(interstimulusinterval,ISI)每次成对(配对)输出两个脉冲刺激,以诱导一定的皮质兴奋或抑制效应。注:两个脉冲之间的间歇时间为0~250ms,可以调节。两个脉冲可以通过一个刺激线圈输出,成对刺激同一个部位;也可以分别通过两个刺激线圈输出,成对相继刺激两个不同的部位(double-coilTMS,dcTMS;或twincoilTMS,tcTMS)。第一个刺激为条件刺激(conditioningstimulus,CS),第二个刺激为测试刺激(teststimulus,TS)。产生易化或是抑制皮质的效应,取决于CS/TS的刺激强度和两个脉冲的ISI,多是毫秒(ms)级的时间间隔


皮质内易化ICF

通过一个刺激线圈输出的ppTMS进行检测,在M1区先进行阈下CS,间隔8-30ms给予阈上TS,TS诱发的MEP波幅较spTMS诱发的MEP波幅增高。


短间隔皮质内易化SICF

通过一个刺激线圈输出的ppTMS进行检测,在M1区先进行阈下CS,间隔在1.1-1.5ms、2.3-3.0ms、4.1-5.0ms进行阈上TS,TS诱发的MEP波幅较spTMS诱发的MEP波幅增高。


短间隔皮质内抑制short-intervalintracorticalinhibition;SICI通过一个刺激线圈输出的ppTMS进行检测,在M1区先进行阈下CS,间隔1-6ms进行阈上TS,TS诱发的MEP波幅较spTMS诱发的MEP波幅降低。


长间隔皮质内抑制LICI

通过一个刺激线圈输出的ppTMS进行检测,在M1区先进行阈上CS,间隔50-200ms进行阈上TS,TS诱发的MEP波幅较spTMS诱发的MEP波幅降低。


半球间抑制IHI

通过两个不同刺激线圈输出的ppTMS进行检测,阈上CS和TS分别作用于左、右两侧M1区,脉冲间隔在6-50ms之间时,TS诱发的MEP波幅较spTMS诱发的MEP波幅降低。


半球间易化IHF

是皮质易化的一种形式,通过两个不同刺激线圈输出的ppTMS进行检测,阈上CS和TS分别作用于左右两侧M1区,脉冲间隔在4-6ms之间时,TS诱发的MEP波幅较spTMS诱发的MEP波幅降低。



成对联合刺激PAS



PAS是ppTMS的一种特殊形式,可以是由一个对大脑皮质的TMS刺激和一个对周围神经的电刺激共同组成的配对刺激;也可以是使用双线圈(dcTMS /tcTMS)刺激大脑不同区域形成皮质一皮质联合刺激(cortico-cortical paired associative stimulation, ccPAS)。


短潜伏期传入抑制SAI

在M1区进行TS-TMS前N20潜伏期+(2-8)ms(也有报道ISI为19-50ms)应用电刺激在对侧正中神经或食指施加电流干预,电刺激(CS)强度设置为能够诱发靶肌肉可见反应的最小强度。TS的刺激强度为诱发对侧靶肌肉反应为MEP峰-峰幅值为1mV的强度。在CS后TS诱发的MEP波幅较spTMS降低,是感觉传入刺激对TMS所诱发MEP的抑制作用。


长潜伏期传入抑制LAI

在M1区进行TS-TMS前N20潜伏期+(100-300)ms(也有报道ISI为200-1000ms)应用电刺激在对侧正中神经或食指施加电流干预,电刺激(CS)强度设置为能够诱发靶肌肉可见反应的最小强度。TS的刺激强度为spTMS诱发对侧靶肌肉反应为MEP峰-峰幅值为1mV的强度。在CS后TS诱发的MEP波幅较spTMS降低,是感觉传入刺激对TMS所诱发MEP的抑制作用。


三重刺激技术TST

TST是运动诱发电位(MEP)的一项改进技术,利用TMS和外周电刺激的对冲技术将TMS诱发的脊髓运动神经元放电同步化,测定TMS兴奋的脊髓运动神经元的百分比,定量评估中枢传导功能的完整性。

 

TST是利用上肢的上行性和下行性神经冲动发生对冲的原理。以鱼际肌记录为例,TST需要先施加一个阈上强度的TMS脉冲,然后在腕部施加超强电刺激,最后在欧勃士点(Erb'spoint)施加超强电刺激。三个刺激必须在适当的时间出现。腕部的电刺激应该在TMS后10-12ms内施加,这样腕部产生的逆行性神经冲动能够与TMS在运动轴突中产生的所有下行性神经冲动发生对冲。Erb's点的电刺激应在腕部刺激后8-10ms内施加,以便使产生的下行性神经冲动与正中神经中可能剩余的逆行性神经冲动发生对冲。这种对冲的组合能够产生一个复合肌肉动作电位(compoundmuscleactionpotential,CMAP),在Erb's点超强刺激之后,可在鱼际肌上记录到,其形状和波幅与仅在Erb's点刺激引出的对照动作电位非常相似。施加TMS后运动皮质输出的减少将导致与腕部刺激产生的逆行性神经冲动发生不完全对冲。剩余的逆行输入将与Erb's点刺激产生的传出神经冲动发生对冲,降低在鱼际肌上记录的动作。

伟思康复
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