2016年5月6日
本研究旨在验证以下假设:与诱发健康受试者在图片命名任务中的反应时间延迟程度相比,由神经导航系统引导的经颅磁刺激在定位目标区域时具有更高的准确性,且该延迟程度可反映虚拟性失语的严重程度。
本方案的总体目标是采用神经导航系统,针对脑卒中后失语症患者布罗卡区,引入一种更为精确且高效的重复经颅磁刺激方法。该方法有助于失语症与康复领域的发展,表明使用神经导航系统进行经颅磁刺激(TMS)的递送优于使用简易的10/20系统。该技术的主要优势在于,能够将TMS精准递送至大脑中的最佳靶点,从而最大化治疗效果。
尽管该方法可为经颅磁刺激(rTMS)在布罗卡区的神经导航应用提供参考,也可应用于大脑其他区域,例如用于改善运动功能障碍的初级运动皮层(M1),或用于卒中后忽视症状的顶叶后皮层。我们最初产生该方法的想法,是由于认识到基于10/20 EEG系统的传统TMS定位方法存在误差。为确定静息运动阈值,首先将主动电极放置于左侧第一背侧骨间肌(FDI)。
然后,在右侧某一区域以4至6秒的刺激间期连续给予10次刺激,同时观察左侧第一背侧骨间肌(FDI)的收缩情况。通过使用最小经颅磁刺激(TMS)强度,确定受试者的静息运动阈值,即在10次刺激中至少有9次引出峰-峰运动诱发电位(MEP)振幅超过50微伏(µV)的最低刺激强度。接下来,使用磁共振(MR)扫描仪获取受试者的高分辨率T1加权磁共振解剖图像,用于神经导航系统。
为了重建皮肤结构,获取受试者的医学影像文件,该文件应为医学数字成像与通信标准(DICOM)格式。将DICOM文件传输至安装有神经导航程序的计算机,然后启动导航程序。接下来,单击图谱空间,以设定参考点来重建每幅图像。
在MRI图像上找到患者胼胝体的前连合,即位于穹窿柱前方的两侧半球中线处,并标记前连合。同样,找到患者后连合,即位于大脑导水管上端背侧的两侧半球中线位置。
在MR图像上标记后部com-a-ser。接下来,点击重建以生成此结构。包含整个颅骨,包括鼻尖和双耳,然后显示皮肤形态。
在皮肤重建后重建大脑的曲线结构。配置标志点,以使患者与重建的皮肤结构之间的解剖点相互匹配。首先,在计算得到的皮肤结构上标记鼻根点,然后标记鼻尖点,以及皮肤结构上的两侧耳珠点。
接下来,将带有主观追踪器的头带戴在受试者头部。确保导航摄像头检测并显示受试者、座椅和线圈的全部追踪系统后,再进行后续操作。每次已知导航的经颅磁刺激(TMS)刺激前,需使用导航座椅系统的校准块对线圈追踪器进行校准。具体操作为:在第二次会话中,点击“TMS线圈校准”,翻转首次使用的线圈名称,然后重新校准。
最后,将TMS线圈水平放置在标定块后方的标准位置。检查摄像头是否同时检测到标定块和线圈追踪器,然后开始标定倒计时,并在五秒倒计时期间保持线圈静止不动。首先,根据标准化脑表面确定解剖学上的额下回(inferior frontal gyrus,IFG)。
将IFG注册为TMS靶点。在显示大脑曲线的窗口上标记IFG。将该点保存为轨迹,然后将解剖标志点与受试者的头皮进行配准,并创建新会话。
接下来,单击注册,以将重建的脑部曲线与受试者进行匹配。使用先前注册的标志点,将解剖点与真实的解剖结构对齐。确保摄像头同时识别出探针和受试者追踪器,二者将以绿色显示。
指向受试者的鼻根点,然后指向受试者的鼻尖并进行采样。重复此操作,直至所有四个标志点均匹配。检查屏幕以确认线圈位于目标位置,并在整个经颅磁刺激(TMS)过程中保持该位置不变。
确保屏幕显示受试者的大脑表面、目标靶点、线圈位置,以及线圈远离靶点时的箭头范围(靶心指示)。当线圈移离靶点时,以屏幕显示为参考,调整线圈至目标位置。随后,在已注册的靶点上实施经颅磁刺激(TMS)。
确保摄像头能同时识别受试者追踪器和线圈追踪器。最后,确认屏幕上显示经颅磁刺激(TMS)线圈相对于已注册目标——额下回(IFG)的相对距离和角度。注意,如果线圈偏离目标,距离数值将显示为红色;当线圈位于目标范围内时,则显示为绿色。
尽可能将线圈与靶点之间的角度调整为靶心状。本方案表明,导航经颅磁刺激(navigational TMS)在定位目标脑区方面比传统经颅磁刺激(conventional TMS)具有更高的准确性。在图片命名任务中,导航经颅磁刺激在健康受试者中诱发了更显著的虚拟性失语效应,与基线相比,显著延长了反应时间。
并且刺激定位与目标区域的一致性更高。此外,与传统经颅磁刺激(TMS)相比,导航式TMS的实际刺激部位与目标区域之间的距离更近。因此,导航式TMS的箭头范围比传统TMS更窄。
观看本视频后,您应能充分理解如何对大脑特定目标区域实施用于重复经颅磁刺激(rTMS)的神经导航。一旦掌握,若操作得当,该技术可在30分钟内完成。在实施该操作时,必须准确定位拟刺激的部位,并在脑部图像上找到相应位置,以设定为靶点。
该技术问世后,为神经调控领域的研究人员开辟了新的途径,通过探索神经导航引导下重复经颅磁刺激(rTMS)在治疗脑卒中后神经康复中多种神经系统症状方面的益处,推动了相关研究的发展。在此基础上,还可对大脑其他区域进行神经导航引导的rTMS治疗,例如用于改善脑卒中引起的运动功能障碍或认知功能障碍等症状。需要注意的是,在某些情况下,经颅磁刺激(TMS)可能存在禁忌证,因此在操作过程中必须始终采取必要的预防措施,以避免出现头痛、听力损失甚至癫痫发作等不良事件。
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本研究介绍了一种利用神经导航系统精确定位卒中后失语症患者布罗卡区的重复经颅磁刺激(rTMS)方法。目的是证明该方法优于传统的定位技术。
神经导航引导的重复经颅磁刺激(rTMS)能够精确、可重复地调控与语言功能相关的脑区,直接应对靶区定位中解剖结构变异所带来的挑战。这种精确性有助于提高早期神经调控研究中的预测可靠性,并为神经系统疾病治疗管线的转化策略提供依据。更高的靶向准确性可减少机制上的不确定性,从而支持神经治疗项目在风险调整基础上的推进。
这种神经导航引导的重复经颅磁刺激(rTMS)方案,可融入针对语言和认知障碍的神经治疗手段从发现到临床前研究的连续进程中。