方法文章

基于fMRI定位方法的个体化rTMS抑郁症治疗

DOI：

10.3791/62687

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2021年8月2日

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1Affiliated Brain Hospital of Guangzhou Medical University

本文内容

摘要

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本方案描述了重复经颅磁刺激（rTMS）的应用，其中在基于功能性磁共振成像的神经导航系统辅助下，将背外侧前额叶皮层（DLPFC）中与膝下前扣带回皮层（sgACC）功能呈最强负相关的亚区确定为刺激靶点。

摘要

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为了提高临床疗效，人们对重度抑郁症（MDD）治疗方式的革新寄予厚望。重复经颅磁刺激（rTMS）是一种非侵入性且安全的神经调控技术，可即时改变大脑活动。尽管该技术已广泛应用于MDD治疗，但个体间的治疗反应仍存在差异，这可能归因于刺激靶点定位不准确。本研究旨在探讨功能磁共振成像（fMRI）辅助定位是否能够提升rTMS治疗抑郁症的疗效。我们拟识别并刺激MDD患者背外侧前额叶皮层（DLPFC）中与膝下前扣带回皮层（sgACC）具有最强负相关性的亚区，并对这种新方法与传统的5厘米规则进行比较研究。为了实现更精确的刺激，两种方法均在神经导航系统的引导下实施。我们预期，基于静息态功能连接进行个体化定位的TMS治疗，其临床疗效将优于5厘米规则法。

引言

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重度抑郁症（MDD）以显著而持续的抑郁情绪为特征，在较严重的情况下，患者可能出现幻觉和/或妄想1，2。与普通人群相比，MDD患者的自杀风险约高出20倍3。尽管目前药物治疗是MDD最常用的治疗方式，但30%至50%的患者对抗抑郁药缺乏足够的疗效4。对于有反应的患者，症状改善通常在相对较长的潜伏期后才出现，且常伴随副作用。心理治疗虽然对部分患者有效，但成本高且耗时。因此，迫切需要一种更安全、更有效的MDD治疗方法。

重复经颅磁刺激（rTMS）是一种非侵入性且安全的技术，已被批准用于治疗多种精神障碍5,6,7。尽管其治疗机制尚不明确，但推测rTMS通过调节刺激脑区的活动及神经可塑性发挥作用8,9,10，从而恢复正常特定功能网络10,<....

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方案

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向所有参与者说明研究内容，并要求他们在研究开始前签署知情同意书。本研究方案已获得广州医科大学附属脑科医院伦理委员会批准。

注意：在此项双盲研究中，抑郁症患者被随机分为两组。实验组的刺激靶点通过基于 DLPFC-sgACC 的个体化定位方法确定（详细描述请参见 3.3 节）。对照组的靶点则采用平均 5 厘米法获得（即 (-41, 16, 54)）22。

1. 受试者的选择

  1. 招募经精神科专家确诊为重度抑郁障碍（MDD）的患者。
    注：使用标准化的MINI国际神经精神访谈（M.I.N.I.）23确认诊断。蒙哥马利-阿斯伯格抑郁评定量表（MADRS）24的总分应不低于22分。
  2. 排除符合以下排除标准的患者：（1）患有严重躯体疾病，如恶性肿瘤、急性心力衰竭、多器官功能衰竭，或包括但不限于癫痫、脑卒中、脑炎、脑外伤在内的严重神经系统疾病；（2）共患其他精神疾病，或有物质使用障碍史；（3）体内有金属植入物，尤其是脑部或心脏部位；（4）处于妊娠期或哺乳期的女性；（5）在过去六个月内有自杀行为或自杀未遂史；（6）被诊断为双相抑郁或精神病性抑郁。
    ​注：为确保统计效能，每组至少招募36名受试者。建议两组间具有均衡的人口学....

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结果

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基于感兴趣区域的脑功能连接分析应显示，膝下前扣带回皮层（sgACC）与背外侧前额叶皮层（DLPFC）之间存在显著的负相关，其中与待选择刺激目标的相关性最为显著。相关性分析应发现，sgACC-DLPFC功能连接与治疗反应之间存在显著的负相关33。

当前方案基于一种创新的经颅磁刺激（TMS）定位方法，此前尚无研究应用过该方法。本文展示了采用传统5 cm方法的fMRI引导TMS试验结果。该研究34提出了一种新的治疗方案——斯坦福加速智能神经调节疗法（Stanford Accelerated Intelligent Neuromodulation Therapy, SAINT），即采用fMRI引导定位的高剂量间歇性θ脉冲刺激（iTBS）方案。在23名重度抑郁症（MDD）患者中，治疗应答率（MADRS评分较基线降低50%以上）达到90.48%。在意向性治疗分析中，22名受试者中有19名（86.4%）达到缓解标准34。两名受试者因治疗不耐受和运动阈值过.......

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讨论

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亚属前扣带回（sgACC）负责情绪处理，并在应激调节中发挥重要作用16,17,18。一项研究表明，靶向与sgACC功能负连接最强的背外侧前额叶皮层（DLPFC）亚区（MNI坐标：6, 16, -10）可能增强抗抑郁效果25。因此，精确定位该靶点是本方案的关键步骤。在刺激前，应借助神经导航系统准确标记脑区边界，并仔细完成头部注册，以确保头模的准确性。此外需注意，5 cm法则通常刺激额叶较靠后部的区域，而本研究的sgACC-DLPFC靶向方案通常定位在非常靠前的区域35,36。因此，不同靶向方法之间的临床疗效差异可能与靶点位置的方向有关。本方法应通过与其他基于不同功能连接定义刺激靶点的方法进行比较，加以谨慎评估。

本方案存在一些局限性。首.......

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披露

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作者无任何披露事项需要报告。

致谢

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本研究由中国博士后科学基金资助项目（2019M652854）和中国广东省自然科学基金（资助号：2020A1515010077）资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
3T Philips Achieva 磁共振成像扫描仪Philips
哈佛/牛津皮层模板http://www.cma.mgh.harva rd.edu/
MATLABMathWorks
SPM12http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
Visor2 系统ANT NeuroVisor2 软件、光学追踪系统、追踪工具和校准板均属于 Visor2 系统的一部分。
TMS 设备Magstim, Carmarthenshire, UK

参考文献

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  1. Schramm, E., Klein, D. N., Elsaesser, M., Furukawa, T. A., Domschke, K. Review of dysthymia and persistent depressive disorder: History, correlates, and clinical implications. Lancet Psychiatry. 7 (9), 801-812 (2020).
  2. Knight, M. J., Baune, B. T.

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