经颅磁治疗仪作用机理

经颅磁治疗仪TMS是在体外经皮使用强磁场脉冲实现的。产生囊场的方法有很多,但由于催强度和对象的要求,现有磁制激仪均采用线阁产生磁扬。根据Bio-Savar定律,养流入作意闭合电线的电路元为uds.在可兴有组织内市矢径为r的任一点处由闭合电流线产生的时变楼场为"i其中:为被组织藏导率; Rr-', r为可兴奋组织内部任点处的矢径(目标点);r,为线调上任一点处的矢径(点);R为他们的相对的失径。(1)式:2(r, 1)可以分成相互独立的一部分，经预磁(TMIS )技术是一种通过放置在头部表面的通电线图来人脑的技术,可通过调调大脑皮层神经元的膜电位来影响和改变大脑功能。TMS是一种无痛、无创的**方法,可f效应用于心理疾病、精神,病以及神经疾病的诊渐与**,目前已在精神心理学及康复医学领域得到了广泛应用。本文简述了TMS的基本原理,并对其临床应用的现状和前景进行了收纳和总结。
经颅磁治疗仪TMS*的动力来自由时变磁场B(r. )在组织内产生的感应电场E,根据法拉*定律,时变磁场在组织内的感应电场可由下式获得:从(2)式可以看出,时变磁场是产生感应电场的源,感应电场是一个涡旋场。磁建模就是要建立不同组织电导率模型如头、脊柱和肢体,分析其内的感应场分布,寻找磁兴奋國值的功率强度,确定磁兴奋点和方向"。TMS对脑梗死、癫、帕金森等神经疾病的康复有积极作用。TMS通过对大脑皮层不同频率的能够改善局部脑血流,调节脑内神经因子的表达从而达到保护脑组织、促进神经功能康复的目的,为脑梗死的临床康复**提供了新的借鉴手段",但是其对脑血流的影响、对脑内神经因子表达的调节机制及*性等诸多问题还需进一步深入研究和讨论", TMs可以调节大脑皮质的兴奋性
现在全世界运行着1000多台TMS设备,而关于**过程中产生的的报告**。从总体调查来看,单脉冲的TMS非常*;重复性TMS研究中报告的副反应略多,主要是高频TMS可引发某些患者的癫,但迄今为止未见有关于TMS长期的报告。除了要警惕患者在**中发生惊厥以外,还要注意TMS对患者认知和情绪健康所引起的可能性影响。孕妇应该慎用TMS,患有癫缩、脑内有*性的金属植入物或装有心脏起搏器的患者,应禁用高频TMS.
由于皮肤、皮下组织和颅骨的电阻率远大于脑部神经,TMs**时只有较微小的电流通过头皮和颅骨,受试者基外的空间部分和组织磁导率。由于积分沿闭合电流线C.积分项也和被点与电流线任一电流元的相对位置有关所以,空间部分即磁场空间分布由线圈的几何形状和尺寸及被点与线圈的相对位置来决定。为了有选择的聚焦磁,需要合理设计线圈包括形状和尺寸,这是磁线测设计与优化问题。时间部分心由磁刺教仪的斜能电容放电产生。1)决定了Br )的时间历程,而Btr. )的时间历程还由时间常数、组织兴奋需要的能量等决定,实现一定波形的40)是础中电路设计问题。

脉冲电流发生电路作为磁线圈的激励，输出信号需 满足两个要求：一是频率在一定范围内可调，一般0~100 Hz 的脉冲信号即可满足要求；二是幅值要足够大，因为只有 幅值很大的脉冲电流产生的磁场电效应，才能使细胞达到 其兴奋阈值，一般数值上要达到数千安培。 脉冲电流发生电路有两类：模型脉冲发生电路和数字 脉冲发生电路。 模拟脉冲发生电路基本都采用电容对线圈脉冲式放电， 脉冲电流的频率由电容和回路总电感共同决定。人体细胞对 感应电场的频率有一定的要求，因此磁线圈必须与脉冲 电流源匹配，才能输出符合经颅磁要求的脉冲电流 。 数字脉冲发生电路脉冲电流的频率可利用单片机芯片 或数字电路实现，频率编程可调。数字信号经过 D/A 转换， 电平平移以及功率放大等电压匹配电路对线圈充放电。刺 激线圈会根据源信号的模式产生变化的磁场，进而耦 合进大脑，实现不同模式的连续磁 。 便携式经颅磁仪体积方面的技术瓶颈在于频率发 生电路中电容体积较大，市面上已有电容很难同时满足高电 压、大容量、低等效电阻和小体积的要求。随着数字电路和 芯片技术的发展，现在仅利用芯片编程既可以完成不同频率 信号的发生，体积上只需要考虑电压匹配电路的大小，使得 便携式经颅磁仪器的研发和商业普及成为可能 。
磁线圈是经颅磁仪的核心元件，作为脉冲电 流发生电路的负载，由电阻率较小的导体制成 。线圈 的形状和大小决定磁场和感应电场分布，即深度和范 围（聚焦性）。一般线圈直径越大、深度越深、聚焦性 越差。由于线圈的场强随深度的增加而迅速衰减， 故一般经颅磁作用深度仅在大脑皮质下 2~3 cm。 临床较为常用磁线圈的是圆形、8 字形和蝶形线圈。 另外还有许多其他形式的线圈，如 slinky 线圈、四叶形线圈、 H 线圈等，目前仅用作实验性研究 。 多线圈阵列由 Ruohonen 于 1998 年提出，其线圈 阵列由多个简单的单线圈按一定的规律在空间中分布制成。 多通道线圈阵列可以实现多点同步，能够快速变换刺 激位置，提高**和实验的灵活性，可实现单个线圈难以 满足的特殊实验，例如调整神经网络、神经海扁学习等 。

脑卒中相关性吞咽障碍是常见的脑卒中后功能缺损,因吞咽障碍易导致吸入性肺炎的发生,显著延长临床住院时间,影响患者的生活质量和脑卒中幸存者的存活率,所以早期完善吞咽功能至关重要,吞咽功能是一种多种肌肉相互协作的过程,同时由不同的脑区协调完成。核心的吞咽控制**位于脑干1),同时,有证据表明大脑皮质在吞咽中同样发挥作用,通过使用侵入性电麻醉后动物的吞咽区大脑皮质发现,双侧大脑半球皮质区均可以诱导全吞咽反射,这为吞咽肌肉是由双侧脑皮质控制提供了依据。使用相同的技术发现,对麻醉后患者相应皮质使用电同样能诱发吞咽活动。基于侵入性电对患者存在一定损伤,健康志愿者用非侵入性(TMS)进行了检测,结果发现控制人类吞咽肌的大脑皮质是多处分布的,且双侧大脑皮质均有控制作用;同时该研究也显示,两侧半球对吞咽的控制存在不对称性,且优势吞咽皮质控制**发挥主要功能。
然而目前的临床研究较少应用高额改善脑卒中后的认知功能,其原因可能为:①发生严重认知功能损伤的患者往往脑内损伤面积较大,而患侧的高频TMS易诱发癫;@高频往往只能用于局部区域,而对大脑网络广泛区域的影响较小;③低频的作用更为广泛,除目标区域外,对侧相应区域同样也可以引发突触可塑性。
除脑卒中导致的认知功能改变外,阿尔茨海默病(Alheimer's disease, AD)也能导致认知功能减退。有研究报道,TMS高频患者优势半球的语言区可有效改善AD患者的认知功能",但脑卒中后认知功能障碍与AD的机制不同,故相同方案是否对脑卒中后患者同样有效有待进一步研究。有文献报道,对合并脑卒中后抑郁的患者进行高频TMS能改善其认知功能[")。这种认知功能的改善包含多个认知领域,如整体认知功能、执行功能、注意力、工作记忆、加工速度、视觉和语言记忆及视觉空间能力")。既往电生理学研究证明,周期性脑活动与认知过程存在相关性,通过TMS技术产生某种相似的周期能够促进认知恢复,这也是周期性TMS优于单一脉冲的原因,同时联合摆动性精神物理疗法可达到协同效果。随着研究的进一步深人,多种方式的联合应用将更有效地改善认知功能,这也将成为未来**的一大趋势。

经预磁(TMIS )技术是一种通过放置在头部表面的通电线图来人脑的技术,可通过调调大脑皮层神经元的膜电位来影响和改变大脑功能。TMS是一种无痛、无创的**方法,可f效应用于心理疾病、精神,病以及神经疾病的诊渐与**,目前已在精神心理学及康复医学领域得到了广泛应用。本文简述了TMS的基本原理,并对其临床应用的现状和前景进行了收纳和总结。随着 TMS 的临床应用得到证实，经颅磁仪的市场 需求也越发明显。但是，目前的磁装置尚不能完全满 足应用需要，深度和强度也有待进一步提高，线圈的 灵活性也有待完善。TMS 技术与医学影像技术的联合应用 是 TMS 发展的未来趋势。相信随着TMS 技术的不断进步， 体积小巧、功能完善的便携式经颅治疗仪将会走进医院、 社区和家庭，使医学工作者能够更好地进行脑功能研究和 疾病诊断**，使广大患者能够摆脱疾病痛苦，使 TMS 技 术更好地为人类的健康保驾**。
磁线圈是经颅磁仪的核心元件，作为脉冲电 流发生电路的负载，由电阻率较小的导体制成 。线圈 的形状和大小决定磁场和感应电场分布，即深度和范 围（聚焦性）。一般线圈直径越大、深度越深、聚焦性 越差。由于线圈的场强随深度的增加而迅速衰减， 故一般经颅磁作用深度仅在大脑皮质下 2~3 cm。 临床较为常用磁线圈的是圆形、8 字形和蝶形线圈。 另外还有许多其他形式的线圈，如 slinky 线圈、四叶形线圈、 H 线圈等，目前仅用作实验性研究 。 多线圈阵列由 Ruohonen 于 1998 年提出，其线圈 阵列由多个简单的单线圈按一定的规律在空间中分布制成。 多通道线圈阵列可以实现多点同步，能够快速变换刺 激位置，提高**和实验的灵活性，可实现单个线圈难以 满足的特殊实验，例如调整神经网络、神经海扁学习等 。
直接的电具有创伤性,会给受试者造成不适的感觉,因而在临床上的应用受到了限制:同时,使用电流**神经系统时,颅骨的存在会使测激电流f较大的衰减、深部组织难以得到,神经组织和脑组织的睦的工作原埋基于法拉*电磁感底定律,即当人体暴露于时变磁场中时,会产生感应电流或涡流。经颅磁( Transcranial Magnetic Sumulation, TMS)为、舶金森疾病等的**提供了新的方式"。相比于电, TMS尤其在深部脑区域时有显著效果,但也会引发一些不良反应。为了癫限度避免的产生,需要增强线阀的案焦性,使非日标区域尽可能减小。
TMs ih Barker于 1985年提出",从此揭开了磁技术及其临床研究的序幕。经过二十多年的发展, TMS已经取得了很大进步。其模式从单脉冲,已发展到双脉冲和重复经領俄(TMS)",频率也h低颈转向商额。TMS现已广泛应用于康复医学和精神心理学领域"。