Brainsway深部经颅磁刺激-瀚翔生物835259
＊图片注释
1
深部经颅磁刺激研究背景
经颅磁刺激(TMS)是一种无痛，无创追击巨怪，非侵入式的神经刺激技术，广泛应用于多种脑功能研究和神经、精神类疾病的诊断与治疗。经颅磁刺激技术利用脉冲电流产生的时变磁场在脑组织内产生感应电场，当脑组织区域内感应电场达到或超过一定阈值时金·贝辛格，可以激活或者抑制该区域神经活性古蜥鲸。
目前常见的磁刺激设备和线圈只适用于对浅层皮质的刺激。圆形线圈，8字形线圈，slinky[1]线圈和圆形线圈阵列[2]等产生的电场随着刺激深度增加而快速衰减，只能刺激到1.5cm-2cm深的皮质区域。前额叶皮质部分位于头皮下3-4cm，浅层刺激难以达到预期的刺激效果。一些与情绪和奖励回路相关的脑组织结构，比如伏隔核、杏仁核、腹侧被盖区等，位于大脑深部。所以对于处于深部区域的脑组织引起的问题，就需要能够刺激到深部的技术解决，也为科研和医疗提供更多机会来认识大脑。
2
深部刺激线圈-H型线圈
深部经颅磁刺激(深部TMS)使用Brainsway专利的H型线圈是一个技术的革新,无论是在临床和科学研究上这项技术都为在大脑皮层和大脑深部地区安全、无侵入的控制人类大脑活动提供了机会。
深部经颅磁刺激是一种临床治疗方法，由FDA批准用来治疗顽固重度抑郁症(MDD)，并且通过了CE认证,可用于治疗创伤后应激障碍,双相情感障碍、帕金森、阿尔茨海默氏症、成瘾、强迫症等等。由于深部经颅磁能刺激到更深层次的神经元目标齐人攫金，这将为科研提供大量新的研究机会。
该项技术运用独特变形的H型线圈能在特定大脑区域诱导持久的变化，线圈可以刺激不同区域产生不同的磁场分布。其中，脑岛、前额叶皮质和前扣带皮层，在许多神经精神疾病中应用广泛并且获得了良好的成效。
深部经颅磁刺激系统支持广泛的经颅磁刺激模式，包括低频刺激(LFS)，高频刺激(HFS)Theta-burst刺激(TBS)等等。
深部经颅磁刺激可结合各种神经影像学方法，如脑电图、PET、NIRS(在线)和功能磁共振成像(离线)，用于探索脑功能连通性，确定最佳的经颅磁刺激目标，临床预测或检测治疗反馈的生物标记物。
3
H-线圈构造
目前H型线圈种类很多，但基本都是由两部分组成，底座部分和回路部分[3]，其中底座部分是刺激的主要部分。
1、 线圈的底座部分接触头部，需要有一定的弹性，便于线圈位置和方向的确定；
2、 线圈的底座部分导线中的电流沿特定方向分布，且与头皮保持平行，同时尽量减少与头皮轮廓不平行的导线长度；
回路部分电流方向应与底座部分的电流方向相反，且应尽量远离头部，避免对刺激区域和其他脑区产生不必要的影响
3、 理想的深部刺激要求在增加大脑深部组织结构的电场强度时，尽量减少头皮的电场强度伊利四个圈 。为了使感应电场在大脑深部组织充分叠加，同时头皮不至于产生过高的感应电场强度，线圈导线应该呈一定间隔分布，而不是聚集在一起。
4
Brainsway’s深部TMS H线圈特点
多个线圈元素定向与头皮表面相切，使不相切的线圈元素尽量减少。底座灵活，使得线圈符合头皮的曲率最大磁耦合。当线圈放电时，不同元素一致活动，局部感应磁场相互结合，形成更深，更宽的完整的磁场。而这个磁场相比较其他TMS线圈无上魔将，它的衰减速度非常慢。
5
Brainsway的H1型线圈对比8字形线圈
Brainsway的H1型线圈对比8字形线圈的衰减情况和刺激深度
神经元在刺激强度衰减曲线与阈值激活界限交叉点处开始激活，8字形线圈随着刺激深度的增加，衰减速度非柳菲儿常快[4]，达到大脑深部时，神经元基本已经不再处于激活状态；反之，由于H1型线圈的衰减速度非常慢，只有刺激达到深部时，才达到阈值激活界限，深部神经元开始激活。
6
H1型线圈与8字形线圈电场强度对比
从图中可以看出相同条件下，H型线圈在颅内产生的感应电场优于传统8字形线圈。
7
深部刺激H型线圈优点
1、 刺激深度更深。进而可以对处于大脑深部的组织进行刺激；
2、对表层皮质损伤小。通常的浅层刺激线圈如果要实现深部刺激木鱼与金鱼，需加强脉冲电流强度旧情也绵绵，势必对皮层组织产生更强的感应电场，损伤表皮；
3、结构多样，可以根据不同的刺激区域，改变不同的结构形态特征；
4、有效减少静电场对感应电场的影响。由于H型线圈底座部分形状与人体头部轮廓保持平行，进而减弱头皮-空气界面的积累电荷产生的静电场对脉冲磁场产生的感应电场造成影响；
5、衰减速度慢。
参考文献：
[1] Ren C羊丽绒,Tarjan P P,PopoviC D B.A novel electric design for electromagnetic stimulation-the slinky coil[J].Biomedical Engineering,IEEE Transactions on,1995,42(9):918-925.
[2] Xu G,Chen Y,Yang S,et al.The optimal design of magnetic coil in transcranial magnetic stimulation[C]//Engineering in Medicine and Biology Society,2005.IEEE-EMBS 2005.27th Annual International Conference of the.IEEE,2006:6221-6224.
[3] 深部经颅磁刺激脑内感应电场分布的仿真研究与线圈设计_程欢欢.
[4] Julkunen P，Saisanen L，Danner N，et al． Within － subject effect of coil － to － cortex distance on cortical electric field threshold and motor evoked potentials in transcranial magnetic stimulation ［J］． J Neurosci Methods，2012，王志千206( 2) : 158 － 16.
文丨 陈俊明
编辑丨卢燕玲
深圳市瀚翔生物医疗电子股份有限公司
长按二维码关注我们