经颅磁刺激(TMS)的刺激模式相信大家都不陌生,用单脉冲模式测运动阈值,根据运动阈值确定合适的治疗强度,然后用重复脉冲刺激(rTMS)模式实施治疗。
但今天,要给大家科普一种具有很大吸引力的成对脉冲刺激模式(paired-pulse TMS,pTMS也称ppTMS)。
一、什么是pTMS?
pTMS是指具有锁时关系的两个TMS脉冲,以特定时间间隔(interstimulus interval,ISI)成对出现,前一个脉冲对后一个脉冲产生影响,对大脑皮层产生不同效应的技术,第一个脉冲为条件刺激(Conditioning TMS,CS),第二个脉冲为实验刺激(Test TMS,TS)。
当两个脉冲成对出现在一个刺激线圈上,称为单拍pTMS,可以探索一个皮层内的抑制/易化功能。
当CS为阈下强度,TS为阈上强度,两脉冲ISI时间足够短(如2ms), TS落在CS引起反应的不应期之中,则TS诱发的MEP波幅会降低,即产生皮层内抑制(ICI)。
当ISI较长时(如12ms),TS落在CS引起反应的不应期之后的超常期之中,则TS诱发的MEP波幅会增高,即产生皮层内易化(ICF)。
几种常见的单拍pTMS参数设置:
SICI-短时程皮层内抑制;LICI-长时程皮层内抑制;ICF-皮层内易化;
SICF-短时程皮层内易化;RMT-静息运动阈值;AMT-活动运动阈值。
二、pTMS价值何在?
单拍pTMS与单脉冲刺激联合使用可用于评估健康人群及患者皮层内抑制(ICI) 和皮层内易化(ICF),如帕金森病、肌张力障碍、老年痴呆和精神分裂症。会出现短时程ICI降低,还可以用于评估癫痫和脑卒中患者的神经可塑性(如皮层去抑制化),为治疗疾病和评估预后提供有力证据。 有学者利用单拍pTMS研究了长间隔皮层内抑制(LICI)与年龄的相关性。
对17名年轻(24.2±1.1岁)和17名年长(71.4±1.4岁)受试者左M1区使用单个8字型线圈进行TMS刺激,观察并分析TMS的运动诱发电位(MEP),以评估单脉冲下的皮层反应以及刺激间隔分别为100ms及150ms成对刺激下的LICI,成对刺激时条件反射和实验刺激强度均为120%RMT。 测得老年人的静息运动阈值较年轻人更高 ( P = 0.02)。且两组受试者由成对刺激诱发的MEP波幅相比于单脉冲刺激波幅明显降低,进而发现衰老过程与GABA能抑制的增强有关。[1]
蓝色:年轻人;红色:老年人;
A:年轻人;B:老年人;
蓝色:正常单次刺激条件下的MEP
绿色:LICI100条件下的的MEP
红色:LICI150条件下的MEP
绿色:老年人LICI100条件下的MEP;蓝色:老年人LICI150条件下的MEP;红色:正常单刺激下的MEP
三、对设备的要求
实现pTMS的磁刺激仪比较特殊,需要有两套充电放电系统,两套可控硅开关和两个储能电容,给电容分别充电,然后按照设置的先后时间顺序轮流配对刺激,尤其是两脉冲间ISI越短,对设备技术性能要求越高。 如果成对刺激刺激连续工作,成为重复成对脉冲刺激(r-pTMS),这是一种新式的神经调控治疗方式,改变成对脉冲的强度、时间和对与对之间的间歇,可以实现对皮质兴奋性的长时程调制[2]。
这么说来,r-pTMS有望成为一种新型、高效的治疗模式,当然,这些都离不开后续的进一步研究。 可喜的是,武汉依瑞德作为中国磁刺激技术缔造者和领导品牌,一直致力于推陈出新,目前已研发上市集单脉冲(sTMS)、单拍成对脉冲(pTMS)、重复成对脉冲(r-pTMS)、重复脉冲(rTMS)、TBS等多种刺激模式为一体的NS5000磁场刺激仪。
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依瑞德NS5000磁刺激仪
此设备搭载目前效率最高的惰性液态内循环冷却系统,ISI最小间隔可低至1ms,完全满足临床治疗需求,更可满足科研人员对单拍pTMS、r-pTMS的探索。
▼ 参考文献
[1] Opie GM, Sidhu SK, Rogasch NC, Ridding MC, Semmler JG, Cortical inhibition assessed using paired-pulse TMS-EEG is increased in older adults, Brain Stimulation (2018),doi: 10.1016/j.brs.2017.12.013.
[2] 王学义,陆林等.经颅磁刺激与神经精神疾病[M].北京大学医学出版社,2014,37.
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