2021年8月2日
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。
在DLPFC上刺激靶点的变化可能是导致rTMS疗效差异的主要原因。该方法有助于精确定位有效靶点。个体大脑之间的差异可能导致传统五厘米法则定位的刺激靶点不准确。
本方案提供了一种为每位受试者获取个体化刺激靶点的策略。该技术可能有助于提高定位的准确性,并有可能改善抑郁症的治疗反应。本次操作演示将由本实验室成员张敏和Luo Xin完成。
首先,选择膝下前扣带皮层(sgACC)作为感兴趣区域(ROI),半径为10毫米。根据哈佛-牛津皮层图谱,使用0.25的灰质概率阈值,去除该感兴趣区域内的白质和脑脊液。
提取感兴趣区域(ROI)的平均时间进程。为了生成功能连接(FC)图,以体素为单位计算该ROI与背外侧前额叶皮层(DLPFC)之间的皮尔逊相关系数。使用Fisher的r-to-z转换对每个相关系数进行标准化。
根据功能连接图谱,确定背外侧前额叶皮层(DLPFC)中与膝下前扣带回皮层(sgACC)具有最大皮尔逊负相关系数的峰值坐标。该区域即为与sgACC负向功能连接最强的DLPFC亚区,将在后续针对实验组的经颅磁刺激(TMS)治疗中作为靶点。为开始确定每位受试者的静息运动阈值(RMT)并记录热点位置,请指导患者向后靠坐并放松。
然后,将两个记录电极置于右手大鱼际处,参考电极置于腕部骨性部位。在运动热点处给予10次连续刺激,每次刺激强度不同,同时记录大鱼际肌收缩的次数。确定至少5次记录到运动诱发电位大于或等于50微伏(µV)的最小经颅磁刺激(TMS)强度,并将其定义为该患者的静息运动阈值(RMT)。
使用临床数据收集中所述的临床量表评估抑郁严重程度。每日进行两次经颅磁刺激(TMS)治疗,持续10天。要创建新的患者记录,请选择“创建新患者”选项。
在文本框中输入患者的 ID 号码或姓名。然后,为了将结构 MRI 图像叠加到导航系统上,选择“导入患者 MRI”,接着导入患者的结构图像并选择图像类型。创建个体化的头部模型,并通过首先按下“指定 MRI 解剖标记点”按钮来定义刺激靶点。
按照文稿中的说明,将十字光标放置在 MRI 图像的不同位置。点击创建头部模型,然后选择手动脑部分割。并调整头皮、下脑和上脑的阈值。
单击“定义靶点”以继续。选择“靶点标记”页面,然后单击“转至 MRI 坐标”以输入先前确定的治疗靶点坐标,然后按“转至”。单击“添加标记”以命名该点。
为校准线圈,请先点击“进入神经导航”。在文本框中,选择治疗过程中将使用工具的正确类型。确保所有参考工具均处于红外相机的视野范围内。
然后按“验证线圈”按钮,将指示器的尖端放在标记的线圈位置上。当每个工具的指示灯变为绿色时,按下“验证”按钮。在“选择患者”页面上选择患者姓名或ID。
然后,点击下一页上的“选择目标”。选择“读取目标标记”以浏览目标文件。导入文件后,选择目标。
单击“定义坐标系”。将带有参考工具的头带戴在患者头上。确保线圈定位器和参考工具位于导航系统的视野范围内。
将指针尖端依次置于鼻根点和两侧耳前点。每当标记指示灯变为绿色时,按下遥控器上的绿色按钮。持续移动指针尖端,覆盖整个头顶区域。
按下遥控器上的按钮以继续。选择神经导航,然后在激活线圈页面将刺激强度设置为100%RMT。选择在目标处刺激,以在线查看头部模型上的目标位置。
当线圈与目标十字准线对齐且指示文本变为绿色时,开始刺激。如果患者信息此前已创建,可直接从线圈校准步骤开始准备并启动治疗。在完成整个治疗疗程后的第1天、第28天和第56天进行随访评估。
在23名重度抑郁症患者中,治疗有效率为90.48%(意向性分析中22名受试者中有19名达到缓解标准)。对所有患者在经颅磁刺激(TMS)治疗后的临床评估评分进行了计算。通过精确定位重复经颅磁刺激(rTMS)的有效靶点,该技术可能改善抑郁症的治疗效果,并为难治性抑郁症的治疗提供新的思路。
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本方案概述了使用重复经颅磁刺激(rTMS)靶向通过基于fMRI的神经导航确定的背外侧前额叶皮层(DLPFC)特定亚区的方法。该方法旨在提高刺激的精确性,并有望改善抑郁症的治疗效果。
在神经调节中实现精确定位对于降低生物学变异性和提高神经精神药物研发的预测可信度至关重要。基于fMRI引导的重复经颅磁刺激(rTMS)方案可实现对个体化背外侧前额叶皮层(DLPFC)的精准刺激,直接应对治疗反应的异质性问题,并支持可靠的靶点验证。该方法增强了从机制假设到临床应用在中枢神经系统(CNS)研发项目中的转化连续性。
本方案通过实现个体化靶点选择、定量评估以及中枢神经系统干预研究中的标准化神经导航,融入了从发现到转化的研究连续体。