使用Brainsway H1线圈通过重复性深部经颅磁刺激治疗临床抑郁症

摘要

本文介绍了一种使用深部经颅磁刺激（dTMS）系统治疗重度抑郁症的操作方案，详细阐述了其方法学流程。

摘要

重复经颅磁刺激（rTMS）是一种新兴的非药物治疗脑部疾病的方法。rTMS利用电磁线圈对大脑区域进行无创性刺激。其中，Brainsway H1线圈系统的深部经颅磁刺激（dTMS）是一种特定类型的rTMS，适用于治疗对药物治疗无效的重度抑郁症（MDD）患者。该设备独特的H1线圈设计能够刺激比传统rTMS线圈更深的大脑靶区神经通路。dTMS被认为风险较低且耐受性良好，为那些对药物或心理治疗试验无效的抑郁症患者提供了一种可行的治疗选择。

随机、假刺激对照研究已表明，与假刺激深部经颅磁刺激（dTMS）治疗相比，dTMS在对抗抑郁药物治疗无反应的重度抑郁症患者中可显著改善抑郁症状。本文将综述使用H1线圈进行dTMS治疗重度抑郁症的方法学。

引言

重度抑郁症（MDD）是一种常见且致残的疾病，其特征是具有显著的发病率和死亡率^1,2。抗抑郁药物和心理治疗被认为是治疗MDD的一线方法；然而，大量被诊断为MDD的患者在经历多次药物或治疗试验后仍无反应，被归类为难治性抑郁症（TRD）^3,4。电休克治疗（ECT）是治疗TRD患者的传统干预手段，但许多TRD患者由于ECT存在显著的副作用负担（包括偶发的长期认知功能损害），以及每次ECT治疗均需麻醉，因而不愿接受该治疗。此外，患者每次接受ECT治疗均需往返医院，交通问题也增加了治疗的困难。相比之下，经颅磁刺激（TMS）具有非侵入性，且无需麻醉，因此对许多TRD患者而言，TMS是ECT的一种有价值的替代选择。

重复经颅磁刺激（rTMS）已成为治疗难治性抑郁症（TRD）以及多种其他精神和神经系统疾病的新型替代方法。rTMS 使用含有电磁线圈的设备，在患者颅骨附近产生磁脉冲。这些磁脉冲可无阻碍地穿过头皮和颅骨，激活神经元。高频脉冲（例如，10–20 Hz）被认为可增加神经兴奋性，并在受刺激的神经回路中诱导长时程增强（LTP），即神经元持续性放电率升高的状态；而低频脉冲（例如，<5 Hz）则被认为可降低神经兴奋性，产生长时程抑制（LTD），即放电率降低⁵。因此，通过选择性地靶向特定脑区，rTMS 可以提高或降低该区域的基础活动水平。针对左侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）的高频 rTMS 已被成功用于改善重度抑郁障碍（MDD）的症状，该脑区在 MDD 患者中通常表现为活动减弱⁶。

传统的重复经颅磁刺激（rTMS）设备通过将8字形电磁线圈紧贴颅骨、直接置于目标脑区上方，以靶向特定脑区。这种方法通常可安全地将磁场传递至皮层表面下约2 cm的最大深度，从而直接激活目标脑区中有限体积的组织。最近，一种采用新型线圈设计——H线圈的设备已获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，用于治疗难治性抑郁症（TRD）。H线圈采用独特的线圈构型，旨在比传统线圈（如8字形线圈）更深入地直接激活脑组织^7,8,9。因此，使用H线圈的治疗被称为"深部"经颅磁刺激（dTMS），以区别于传统的表层rTMS方法。然而，在关于H线圈相对于传统8字形线圈穿透深度的研究中，存在争议性发现。Fadini及其同事于2009年发表的一项研究指出，两种线圈在穿透深度方面并无显著差异¹⁰（更多讨论请参见参考文献^11,12）。

2015年，Levkovitz 及其同事发表了一项双盲、多中心、随机、假刺激对照试验，旨在研究使用H1线圈（设计用于靶向左侧前额叶皮层）进行深度经颅磁刺激（dTMS）治疗重度抑郁障碍（MDD）的安全性和有效性¹³。研究纳入了在当前抑郁发作期间，曾对1至4次足疗程抗抑郁药物治疗无效或无法耐受至少两种抗抑郁药物治疗的MDD患者，并将其随机分配至以下两组之一：接受为期四周、每周五次（周一至周五）、共20次的每日dTMS治疗，随后在第十二周前每两周进行一次治疗；或接受除刺激无效外其他治疗参数完全相同的假刺激治疗。最终分析共纳入181名受试者。

接受有效深部经颅磁刺激（dTMS）治疗的患者中，有显著更多的人达到了抑郁症状缓解（汉密尔顿抑郁量表评分 <10；p = 0.0051），相比之下，接受无效假刺激治疗的患者缓解人数较少。该结果表明，该研究中所采用的技术——也就是我们在下文所描述的技术——能够有效靶向调控与抑郁症相关的神经环路。本文将综述使用H1线圈进行dTMS治疗的操作方法，此操作仅可由经过培训并取得资质的医疗专业人员实施。

方案

本文所述方案遵循本机构人类研究伦理委员会的指导原则。

注意：实施治疗的操作人员应始终佩戴耳塞。

1. 首次访视前的准备

1. 让患者完成一份经颅磁刺激（TMS）安全问卷¹⁴，以确保其适合接受治疗。
2. 回顾患者的病史，了解任何相关信息，包括归档的备注记录。
3. 与患者进行咨询，使其能够就治疗相关问题提出所有疑问，并签署知情同意书，为即将进行的治疗程序做好准备。
4. 准备患者个人头帽所需的材料：头帽、下颌带、一根红色和一根黑色测量卷尺。

2. 患者到达后的准备工作

1. 让患者坐在经颅磁刺激（TMS）设备推车前方的椅子上，确保患者处于合适的角度，以便线圈能够舒适地放置在其头部。
2. 让患者取下眼镜、发夹或发卡，以及所有耳环。
3. 为患者提供耳塞，并确保其正确且稳固地佩戴。
4. 将TMS设备的机械臂调整至相对于刺激器推车呈45°的位置。

3. 个人防护帽的佩戴

1. 将帽套滑至患者头部，前端覆盖前额，位于眉毛上方。帽套的红色缝合中线应与患者头部的中线对齐。
2. 向下拉紧帽套的耳罩部分，使帽套紧贴患者头部，并将下颌带从一侧耳罩连接至另一侧。
3. 将帽套紧密地向下拉紧，并将后部周围的带子向上并横跨头部后方，将带子固定在帽套后部。
4. 沿帽套中线放置黑色的前后向柔性标尺，使帽套的红色中线正对位于标尺左侧。将标尺上的"0"点对准患者的鼻根（即鼻骨与前额的交界处）。
5. 找到患者的枕外隆凸（头后下方最突出的骨性突起），并在黑色中线标尺上记录该位置。
6. 计算鼻根与枕外隆凸之间距离的40%，然后放置红色的内外向柔性标尺，使其25 cm刻度与该位置在黑色中线标尺上的点对齐（两条标尺此时呈垂直状态）。

4. 确定个体的运动阈值（MT）

1. 在整个MT操作过程中，将头盔侧向标尺上的"0"点与帽状头套的中线对齐。
2. 将头盔线圈罩前端置于黑色中线标尺的7 cm处。调整头盔位置，使头盔前缘整体与帽状头套上的中线标尺保持水平且垂直。记录头盔线圈罩在患者头部左侧与红色侧-内侧标尺相交的位置。
3. 沿红色侧-内侧标尺将头盔左侧的线圈罩向内侧移动2 cm。确保头盔前端的线圈罩仍与黑色中线标尺在7 cm处相交，且头盔上的"0"标记仍位于帽状头套的中线上。此位置可使线圈的最大磁输出大致位于与对侧手部控制相关的左侧上运动皮层区域。
4. 打开刺激器，按下"单脉冲（MEP）"，然后将"刺激器输出"设置为50%。按下绿色按钮启动设备。
5. 让患者将右手放在腿上枕头处，掌心向上，以便更清晰地观察任何手指运动。
6. 运动皮层定位：
   1. 从步骤4.3中确定的位置开始。站在患者左侧，一只手按压头盔，另一只手支撑患者颈部，踩下刺激脚踏板施加一次单脉冲。
   2. 根据患者右手是否出现不自主的手指运动，按0–5分进行评分：0分为未检测到运动，5分为出现非常强烈的不自主运动（表1）。
   3. 等待五秒后，在同一位置重复操作一次。若连续5次单脉冲后仍无运动反应，则以5%为增量逐步提高刺激器输出强度。
7. 在更多位置以网格模式重复步骤4.6，首先沿中线找到反应最稳定的位置，然后保持在该中线位置，沿侧-内侧标尺每次移动1厘米，再次寻找反应最稳定的位置。使用纸笔或平板设备进行手动记录，以确定产生最稳定且显著运动反应的位置。
8. 最小运动阈值（MT）：
   1. 使用步骤4.7中确定的位置和步骤4.6中找到的刺激强度，给予最多6次单脉冲，统计诱发的不自主手指运动反应次数。
   2. 将刺激强度以1–2%为单位上下调整，直至6次单脉冲中诱发的运动反应次数不少于2次且不多于3次。该强度即为激活患者运动神经元的运动阈值（MT）。记录通过此过程确定的最小运动阈值。

5. 治疗

1. 通过将头盔前缘沿中线标尺向下移动 6 cm，或移动至患者眉弓水平位置（取两者中较高者），将线圈定位，以在左侧外侧前额叶皮层（PFC）——即目标治疗区域——产生最大磁输出（即，头盔前缘不得低于患者眉弓水平）。
2. 将线圈定位至治疗位置后，通过向下拉紧头盔后部的垫片、旋紧旋钮和调节绳，并扣紧头盔的下颌带，将头盔线圈罩固定在患者头部。
3. 开启冷却系统，并在开始治疗前等待温度计读数降至 14 °C 以下。
4. 在刺激器触摸屏上按下 "单次脉冲" 按钮，返回单次脉冲模式。
5. 将 "刺激器输出" 设置为患者已确定的运动阈值（MT），该值在步骤 4.8 中已测定。将 "%MT" 设置为 100%，即表示患者已确定 MT 的 100%。
6. 在刺激器触摸屏上按下 "重复模式"，并输入以下治疗参数：频率为 18 Hz（每秒 18 次脉冲）；持续时间为 2.0 秒；等待时间为 20 秒；共 55 组脉冲序列。脉冲数量（36）将根据持续时间和频率自动填充，"功率" 将根据前一屏幕中输入的刺激器输出和 %MT 值自动填充。按下 "运行疗程"。
7. 按下绿色按钮启动设备。
8. 向患者说明他们将体验到的感觉（即，每 2 秒一组共 36 次脉冲，组间间隔 20 秒无刺激期），并确认患者已准备好开始治疗。
9. 大声清晰地倒数 "3-2-1"，并在患者面前用手势示意，使其为第一组脉冲做好准备。在倒数结束时按下控制面板上的黄色启动按钮，以施加第一组脉冲。
10. 观察患者的面部和四肢反应，在第一次脉冲后询问其感受。如果患者感到超过轻度不适或轻微面部收缩的任何感觉，则可通过按下控制面板上的红色按钮停止治疗，并可将线圈位置调整（任何方向最多 2 cm），以消除不适和肌肉收缩。
11. 以相对于患者 MT 反应值（见步骤 4.8）的 100% 功率开始第一次治疗。在第二次治疗中，逐步上调至 110% 功率；在第三次治疗中，达到完整的 120% 功率。若任何一次功率增加引起明显不适，应退回至上一功率设置，并让患者在较低功率下进一步适应感觉，再尝试提高功率。
12. 在治疗过程中，持续监测患者是否出现面部收缩、肢体运动或头盔意外移位的迹象。
13. 治疗完成后：取下线圈，取下患者的个人帽具，必要时协助其离开治疗椅。

结果

深度经颅磁刺激（dTMS）是一种重要的非药物治疗手段，已被证实对经抗抑郁药物治疗无效的临床抑郁症具有确切疗效，同时在治疗多种其他神经精神疾病方面也展现出良好前景。通过技术进步实现对大脑中异常神经环路更精准的靶向干预，是推动dTMS治疗发展的重要途径。H1线圈是一种新型设计，旨在激活那些位于传统经颅磁刺激（TMS）线圈安全作用深度以下的靶向脑区组织。

尚未通过直接对照研究对深部经颅磁刺激（dTMS）与传统TMS线圈的疗效和安全性进行直接比较；然而，已有针对这两种系统的可比性研究。一项代表性研究显示，在首个传统重复经颅磁刺激（rTMS）装置（使用蝴蝶结形线圈）的关键性多中心研究中，受试者仅对一种抗抑郁药治疗无效¹⁵；而针对dTMS开展的关键性研究则表明，该疗法对经历1至4次药物治疗失败的患者均有效¹³。

在上述目标治疗刺激强度（设定的手部运动阈值的120%）下，H1线圈产生的电场分布相较于传统的表面八字形线圈能够更深入地穿透目标脑区。电场分布图如 图1 使用一个模拟脑模型，并在模拟头颅内的不同位置测量电场强度，从而创建了这些数据。测量时将线圈置于相对于模拟头颅的治疗位置，并以手部运动阈值（hand MT）的120%强度进行刺激。对于“8字形线圈”（figure-8 coil），超过神经激活阈值的电场可延伸至脑表面以下1.5 cm；而对于H1线圈（H1-coil），该电场可延伸至脑表面以下4.5 cm。¹⁵.

患者从开始每日接受深度经颅磁刺激（dTMS）治疗到出现症状显著临床改善所需的时间因人而异；部分患者在治疗初期即产生反应，通常在每日治疗约三至四周后，抑郁量表评分即开始下降。然而，完全缓解抑郁症状通常需持续每日治疗约五周后才会出现。因此，标准的dTMS治疗方案通常包括为期六周的每日治疗，之后再进入减量期，以最大化并延长治疗效果。

本文展示了两位近期接受上述深部经颅磁刺激（dTMS）方案治疗的患者数据，两位患者经贝克抑郁量表第二版（BDI-II）评估，其重度难治性抑郁症均达到完全缓解。在BDI-II量表中，评分≤10分被视为完全缓解，该量表最高得分为63分。由于不同患者对治疗的反应时间存在差异，因此完成全部30次每日治疗至关重要，因为部分患者直至疗程末期才出现明显改善；若过早终止治疗，可能将本可产生积极疗效的dTMS误判为对该患者无效。这一点尤为关键，因为此类患者群体通常已尝试多种治疗方式但均未成功，因而被归类为“难治性”抑郁症。

患者D在治疗第五周时首次出现抑郁症状减轻，第六周时进入完全且持续的缓解状态，并一直维持到治疗结束后的1个月随访期图2）。患者S在治疗第二周结束时首次出现症状减轻，但直至第4周结束时才达到症状的完全且持续缓解，并维持至治疗后三个月的随访期图3）。患者（如图中患者S所示）出现这种情况很常见 图3) 其症状可能会出现初期的短暂缓解，这可能是由于希望感增强，甚至与安慰剂效应有关；通常情况下，这种效应会逐渐消退，导致抑郁症状加重（或回到基线水平），而患者抑郁症状真正的持续缓解则会在治疗过程的后期才显现。

图1：Figure-8线圈与H1线圈的电场分布。 H1线圈和Figure-8线圈的彩色电场图，显示在10个相距1 cm的冠状切面上每个像素的电场绝对幅值。红色像素表示电场幅值超过神经元激活阈值，该阈值设定为100 V/m。电场图已根据刺激器输出功率水平进行调整，以达到手部运动阈值的120%。此图引自Rosenberg, Shoenfeld, Zangen, Kotler, 和 Dannon, 2010¹³。 请点击此处查看此图的放大版本。

图 2：患者 D 在治疗过程中的 BDI-II 评分变化。 该图显示了患者 D 在本治疗方案下接受深部经颅磁刺激（dTMS）治疗的反应情况，通过在不同治疗次数/时间点测得的 BDI-II 评分表示，其中 Y 轴表示 BDI-II 评分，X 轴表示治疗次数/时间点。患者 D 在治疗第五周（第 28–35 天）开始表现出轻微的治疗反应，但直到治疗第 22 至 27 次（第 35–42 天，即治疗第六周）期间评分急剧下降时，才达到缓解水平。X 轴表示自第 1 天首次经颅磁刺激治疗开始以来的天数。治疗每日进行（周一至周五），因此 X 轴上的每一天并非都对应对患者实施的经颅磁刺激治疗。请点击此处查看该图的放大版本。

图3：患者S在各次治疗中的BDI-II评分变化。 本图显示患者S在接受本方案的深部经颅磁刺激（dTMS）治疗过程中，不同治疗次数/时间点测得的BDI-II评分变化情况，其中Y轴表示BDI-II评分，X轴表示治疗次数/时间点。患者S在治疗初期表现出明显改善，但疗效未能持续维持，约在第18次治疗时再次降至缓解水平。X轴表示自第1天首次TMS治疗开始后的天数。TMS治疗每周一至周五每日进行，因此X轴上的每一天并非均对应一次TMS治疗。请点击此处查看该图的放大版本。

讨论

本方案涵盖了使用dTMS H1线圈治疗重度抑郁症（MDD）的方法学。本方案详细说明了首次治疗就诊前及治疗过程中的操作步骤，包括首先确定患者的运动阈值，随后实施治疗。同时介绍了典型治疗疗程的参数设置。在整个运动阈值测定及后续治疗过程中，必须严格遵循本方案的每一步操作，并确保患者与其TMS精神科医生保持良好沟通，以保证执行最优的治疗方案。治疗通常持续六周，每周一至周五每日进行治疗，之后进入为期数周的减量阶段。具体的治疗方案会根据TMS精神科医生的临床判断而调整，并依据患者个体对治疗的反应情况进行个性化修改，疗效反应可通过经过验证的抑郁评定量表进行评估。

在制定和调整治疗方案时，获取患者的口头反馈非常重要。然而，通常采用抑郁症状评定量表（如BDI-II、蒙哥马利-艾斯伯格抑郁量表、患者健康问卷-9或汉密尔顿抑郁量表）作为更客观的指标，以监测患者对治疗的反应。这些量表各有优势，针对不同患者，其评估特定患者抑郁症状的有效性可能有所不同。

在治疗过程中，应定期（理想情况下每周一次）重新校准运动阈值，即重新评估诱发可靠手指抽动所需的刺激强度（方案步骤 4.8），以确保以最佳强度对患者进行治疗。

在重新校准运动阈值后，如果运动阈值升高，患者可能需要逐步增加至新的治疗剂量（即所确定的运动阈值的120%）——这需由经颅磁刺激（TMS）精神科医生根据最佳临床判断决定，并可能影响患者接受治疗的总次数。在规划何时结束每日治疗并进入减量阶段时，TMS精神科医生应综合考虑患者对症状改善的主观描述，以及上述客观评估量表的评分结果。每种抑郁症状评定量表均有公认的缓解标准，用于判断抑郁发作是否达到临床缓解；若患者已达到完全缓解，通常将进入治疗的减量阶段。该治疗方案反映了目前经颅磁刺激治疗所确立的标准诊疗规范，已在多项临床试验中证实其有效性，包括上文提及的研究^{7, 8, 13}。

该治疗方法的适用范围仅限于治疗重度、难治性、重度抑郁症，这是其局限性所在。本治疗所使用的H1线圈专门设计用于靶向与重度抑郁症（MDD）相关的脑区，因此目前尚不可行将H1线圈用于治疗其他疾病，如强迫症（OCD）或创伤后应激障碍（PTSD）。然而，已有其他类型的线圈被开发出来，旨在靶向与这些疾病相关的脑区，目前正在进行研究，以评估使用不同型号的H线圈进行深部经颅磁刺激（dTMS）治疗OCD和PTSD等其他疾病的有效性。随着关于dTMS治疗MDD及其他疾病有效性的研究不断涌现，临床医生有必要及时了解现有治疗方案的任何更新与改进，以确保患者能够获得当前最有效的治疗。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
经颅磁刺激神经刺激器	Magstim	N/A	Magstim Rapid 或 Magstim Rapid2
经颅磁刺激 H 线圈	Brainsway	N/A
经颅磁刺激冷却系统	Brainsway	N/A
经颅磁刺激定位系统	Brainsway	N/A
移动医疗推车	Brainsway	N/A	移动医疗推车包含冷却系统、控制器和刺激器，
个人头帽及配套固定装置	Brainsway	N/A	并支持系统在治疗区域内的移动。
耳塞	任意品牌	N/A	降噪等级至少达到 30 dB
枕头	任意品牌	N/A	用于在确定运动阈值时手臂的定位
深部经颅磁刺激操作手册	Brainsway	N/A