The H1 deep transcranial magnetic stimulation coil is FDA-cleared for the treatment of depression. We demonstrate how to utilize the H1 for other conditions, such as auditory hallucinations and PTSD, by moving the helmet to different locations over the subject’s skull.
Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) is a relatively new technique that uses different coils for the treatment of different neuropathologies. The coils are made of soft copper windings in multiple planes that lie adjacent to the skull. They are located within a special helmet so that their magnetic fields combine and improve depth penetration. The H1 dTMS coil is designed to stimulate bilateral prefrontal cortices with greater effective stimulation over the left than the right. By positioning the left side of the coil close to the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), the H1 coil was used in a multisite study, leading to FDA approval for treatment-resistant depression. In this same position, the H1 coil was also explored as a possible treatment for negative symptoms of schizophrenia, bipolar depression, and migraine. When moved to different positions over the subject’s skull, the H1 coil was also explored as a possible treatment for other conditions. Such manipulation of the H1 coil was demonstrated for PTSD and alcohol dependence by positioning it over the medial prefrontal cortex (mPFC), for anxiety by positioning it over the right prefrontal cortex (rPFC), for auditory hallucinations and tinnitus by positioning it over the temporoparietal junction (TPJ), and for Parkinson’s and fatigue from multiple sclerosis (MS) by positioning it over the motor cortex (MC) and PFC. Corresponding electrical field diagrams measured with an oscilloscope through a saline-filled head are included.
Inntil nylig, bare overfladiske, repeterende Transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) spoler, slik som sirkulære, figur-8, eller dobbeltkjegle spoler, var tilgjengelige. Selv om disse spoler kan lett flyttes hvor som helst over skallen til å målrette endret hjernens aktivitet i ulike lidelser, forfallet av deres elektriske felt var ganske rask. Denne raske nedbrytning begrenset deres effektivitet og gjort dem upraktisk for bruk i tilfeller hvor dypere stimulering er nødvendig, siden den høye stimulator effekt som er nødvendig kan være farlig og smertefull for pasienten. Dessuten krever focality i fig-8 og dobbelt-koniske spoler virkelig neuro-navigasjon, særlig hvis man ønsker å være sikker på at de påvirker den anatomisk korrekte mål 1, 2, 3.
I de senere årene har klinisk bruk av rTMS kommet på grunn av to faktorer. Den første er fremskritt i moroctional neuroimaging, klargjøre meningsfulle og konkrete nevroanatomi mål for psykiatriske og nevrologiske symptomer og lidelser. Den andre er utviklingen innen bioteknologi som gjorde det mulig levering av non-invasiv, tålelig, høyfrekvent stimulering til dype områder av hjernen med spesielt designede DTM H-spolene 4, 5 og forbedret kjøleteknologi (lang kjøling tid mellom tog resultater i svært lang behandling økter). Sammen utgjør denne utviklingen tillate langtids normalisering av patologisk hjerneaktivitet i en rekke forskjellige mål som er identifisert for et bestemt symptom eller tilstand. Kombinasjonen av disse fremskrittene utvider sterkt legens verktøykasse, endre praksisen med psykiatri og nevrologi, da det gir en sikker og effektiv måte å behandle selv resistente pasienter.
Det er fjorten forskjellige H-spoler utformet for å målrette bestemte områder av hjernen, og de er tilgjengelig på felleslable for forskning eller for klinisk bruk i ulike land. Men bare H1 spolen er FDA-godkjent for kommersiell bruk, og derfor blant de ulike H-sløyfer, er det den mest tilgjengelige polen for pasientene. På grunn av dette, er det viktig for klinikere å bli kjent med de alternative protokoller som kan administreres ved hjelp av H1 spiral og hvordan hver enkelt kan brukes til å nytte sine ildfaste pasienter. Det er viktig å kvalifisere at det er bedre designede H-spoler for symptomer som ikke kan lindres ved å målrette den venstre DLPFC. Men siden H1 spolen er for tiden den mest lett-tilgjengelig H-spiral, er dette papiret ment å forklare hvordan du skal plassere den riktig i en off-label mote.
Kritiske trinnene i protokollen
Den viktigste komponent i enhver DTM-protokollen er korrekt måling av MT. MT bestemmer individuell dosering eller stimulator intensitet nødvendig og sikker å behandle pasienten. Dersom pasientens MT er feil målt til høyere enn deres faktiske MT, vil de ende opp med å få en høyere intensitet behandling, øke pasientens pågripelse risiko. Tilsvarende, hvis pasienten får for lav for en dose (for eksempel 110% av MT i stedet for 120% i løpet av behandling for depresjon), vil de ikke gå i remisjon. Det er også viktig at den del av spolen som blir brukt er plassert på hodet over regionen man forsøker å stimulere. Når stimulerende venstre PFC, bør ledningene fra venstre fremre halvdel av hjelmen berøre skallen liggende venstre PFC; Det kan være flere centimeter plass mellom høyre side av hjelmen og hodeskallen. Når stimulerende rettPFC, høyre fremre halvdel av hjelmen skal være rørende skallen liggende rett PFC, og det vil trolig være et mellomrom mellom den venstre siden av hjelmen og skallen. Når stimulere MPFC, må fronten på hjelmen bli skjøvet ned på toppen av pannen. Sidene av spolen kan bringes tettere sammen ved å stramme en løpegang på baksiden av spolen.
Modifikasjoner og feilsøking
De mest vanlige modifikasjoner i klinisk praksis, er justeringer av skråstilling av spolen mens den er over PFC, på grunn av komfort, og forskjeller i avstanden til spolen fra MC, forårsaket av variasjoner i hodet størrelse. Hvis en pasient føler for mye til høyre tinning stimulering under venstre PFC-protokollen for depresjon, kan hjelmen vippes mot symmetrisk posisjon. I tillegg, hvis fremføring av spolen 6 cm fra MC setter fronten på hjelmen under pasientens øyenbryn, hjelmen bør justeres baktil.Hvis det er problemer med å finne hvile MT, bør første skritt være å finne den aktive MT, som alltid er lavere.
Begrensninger av teknikken
De stimuleringsregimer som er oppført i tabell 1, med unntak av alvorlig depresjon, er langt fra endelige. Selv depresjon protokollen kan ikke være optimal. Disse er mulige protokoller som ble unnfanget i henhold til kunnskap som er tilgjengelig ved tidspunktet for den spesifikke eksperimentet, og når de ble benyttet i løpet av de anatomiske områdene, de var vellykket. Ettersom tiden går, kan protokoller forbedres på grunn av opphopning av kunnskap med hensyn til hjernen nettverk som er involvert i den spesifikke nevropatologi, DTM feltet distribusjon, virkningsmekanisme, optimale parametre, sikkerhetsdata, enhets holdbarhet data og publisering av mer og større pasientserier. I tillegg, hvis man ønsker å stimulere til en svært brennvidde, bestemt mål, ville dette ikke være en passende spole. For et slikt mål, figur-8 spiral, som stimulerer veldig knutepunkter og overfladiske områder på cortex overflaten, ville være bedre egnet. Men siden stimulering av figur-8 spole er så fokus, kan det lett gå glipp av viktige DLPFC strukturer relevante for stemningslidelser. Faktisk, med den enkle 5-cm regel, figur 8 kan også være plassert på utsiden av PFC 1, 29. Videre har nylige studier antyder at stimulering av prefrontale kortikale regioner med omfattende forbindelser til subgenual cingulate kan være avgjørende for den antidepressive virkningen av standard rTMS 2, 3, 30. Siden den nøyaktige plasseringen av disse cortex regionene varierer mellom individer 3, kan optimale stimulerings målene lett bli savnet med en figur-åtte coil. For å bøte på dette problemet, må legen sende pasienten til å ha en fMRI og må bruke nevronavigasjon. alle These problemer ikke oppstår med H1, siden det brede feltet stimulerer alle relevante PFC mål.
Betydningen av teknikken med hensyn på eksisterende / alternative metoder
H1 DTM polen er det nyeste spiral å gå inn i rTMS arena. Det har vært i omfattende bruk av psykiatere grunn av sin høye effektivitet og toleranse for pasienter med behandlingsresistent depresjon, den korte behandlingstid, og dets letthet ved bestemmelse av MT. Alle disse er funksjoner av evnen til H1 for å stimulere en dypere og større volum av nervevev enn figur 8 spoler. Men det faktum spolen er i en hjelm, og er ikke synlig for øyet gjør ideen om å flytte spolen fra sin tiltenkte målet nesten kjettersk. I tillegg fører det harde ytre hjelm klinikere til å glemme at en viktig del av H-spolene er deres design med myke, bøyelige kobbertråder. Bunnen av spolen er ment å være tilstøtende til hodeskallen nær neuronal fibrene som man ønskers for å stimulere. Det er konseptuelt vanskelig for klinikere som ikke har tatt matematikk og fysikk i mange år å forstå utformingen av DTM spoler.
Figur-8 sløyfer er lettere å forstå, helt synlig, og deres effekter er veldig fokus. Klinikere er mye mer behagelig å flytte dem fra sted til sted. I tillegg har de vært i bruk i mange år, og det er flere publikasjoner som beskriver deres bruk for off-label forhold. Dette bør imidlertid ikke hindre anvendelsen av H1 spolen til mål utenfor DLPFC i samsvar med de protokoller som ble gjennomgått her eller i en roman mote.
Når det gjelder de elektriske feltdiagrammene som en måling av de potensielle effektene av enheten, elektriske felt diagrammer målt fra en saltløsning fylt hodet modellen har fordeler fremfor alternative metoder. Noen forskere har beregnet eller modellert de induserte felt ved hjelp av en kule modell, wjør er mindre nøyaktig 31, 32, 33, 34. Å måle den induserte felt av den virkelige spole i en realistisk-formet hode modell fylt med saltvann er mer representativ enn en hvilken som helst matematisk modell, men det er ikke helt nøyaktig 35. Nylig har forskere modellerte elektriske felt i korrekt anatomisk virtuell vev 34, 36, 37, 38. Mer nøyaktige elektriske feltdiagrammer kan oppnås fra kadavere implantert med flere opptak elektroder, men dette eksperimentet er ennå ikke blitt gjort.
Fremtidige applikasjoner eller retninger etter å mestre denne teknikken
Etter forstå konseptet med å gjennomgå spolen diagrammet og det elektriske felt diagrammet for å bruke spolen til forskjellige anatomical mål, bruke samme prosedyre for ulike H-spoler og lidelser basert på det som allerede er kjent i litteraturen med hensyn til mulige mål og stimuleringsparametre. For eksempel er det H7 spolen er utformet for å bli plassert over MPFC og anterior cingulate cortex (ACC) for behandling av tvangslidelse. Den H7 spole kan plasseres over den mediale MC for behandling av diabetisk nevropati av føttene og over bakre parietal cortex (PPC) for stimulering av precuneus i mild kognitiv svekkelse.
The authors have nothing to disclose.
The authors wish to thank Elyssa Sisko and Bella Tendler for manuscript review and editing.
dTMS System | Includes H1 coil, positioning arm, cart,stimulator, cooling system | ||
Patient Caps | Brainsway | Includes blue caps with rulers | |
Ear plugs | Rated to 30dB |