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.
Tills nyligen, endast ytliga, repetitiva transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) spolar, såsom cirkulära, figur-8, eller dubbel kon spolar, fanns tillgängliga. Även om dessa spolar lätt kan flyttas vart som helst över skallen att rikta förändrad hjärnaktivitet i olika sjukdomar, sönderfallet av deras elektriska fält var ganska snabb. Denna snabba förfall begränsade deras effektivitet och gjort dem opraktiska för användning i fall där djupare stimulans är nödvändig, eftersom den höga stimulator utgång som krävs kan vara farligt och smärtsamt för patienten. Dessutom focality av figur-8 och dubbel kon spolar kräver verkligen neuro-navigation, i synnerhet om man vill vara säker på att de påverkar den korrekta anatomiska mål 1, 2, 3.
Under de senaste åren har den kliniska användningen av rTMS utvecklats på grund av två faktorer. Den första är framsteg i roligactional neuroradiologiska, klargöra meningsfulla och specifika neuroanatomiska mål för psykiatriska och neurologiska symtom och sjukdomar. Den andra är framsteg inom bioteknik som möjliggjort leverans av icke-invasiv, tolereras, högfrekvent stimulering till djupa hjärnregioner med särskilt utformade DTM H-spolar 4, 5 och förbättrad kylning teknik (lång kyltid mellan tåg resulterar i mycket lång behandlingstillfällen). Tillsammans utgör dessa utvecklingar tillåter långsiktig normalisering av patologisk hjärnaktivitet i en mängd mål som identifierades för ett specifikt symtom eller tillstånd. Kombinationen av dessa framsteg expanderar kraftigt läkarens verktygslåda, ändra praxis i psykiatri och neurologi, eftersom det ger ett säkert och effektivt sätt att behandla även läkemedelsresistenta patienter.
Det finns fjorton olika H-spolar utformade för att rikta specifika delar av hjärnan, och de är tiEtikett för forskning eller för klinisk användning i olika länder. Men bara H1 spolen FDA-godkänt för kommersiellt bruk, och därför bland de olika H-spolar, är den mest tillgängliga spolen för patienterna. På grund av detta är det viktigt för läkare att känna till de alternativa protokoll som kan administreras med hjälp av H1 spolen och hur var och en kan användas för att gynna deras eldfasta patienter. Det är viktigt att kvalificera sig att det är bättre utformade H-spolar för symptom som inte kan lindras genom att rikta den vänstra DLPFC. Eftersom H1 polen är för närvarande den mest lättillgängliga H-spole, är detta dokument syftar till att förklara hur man placera den på lämpligt sätt i en off-label mode.
Kritiska steg inom protokollet
Den viktigaste komponenten i alla dTMS protokoll är korrekt mätning av MT. MT bestämmer individualiserad dosering eller stimulator intensitet nödvändigt och säkert att behandla patienten. Om en patients MT felaktigt mätt vid högre än deras faktiska MT, kommer de i slutändan får en högre intensitet behandling, vilket ökar patientens beslag risk. På samma sätt, om patienten får för låg dos (t.ex. 110% av MT i stället för 120% under behandling för depression), de kommer inte att gå i remission. Det är också absolut nödvändigt att den komponent av spolen som används är placerad på huvudet över regionen ett försöker stimulera. När stimulera vänster PFC bör trådarna från vänster främre halvan av hjälmen vara röra skallen överliggande vänster PFC; det kan finnas flera centimeter av utrymmet mellan den högra sidan av hjälmen och skallen. När stimulering av högerPFC, den högra främre halvan av hjälmen bör vara röra skallen överliggande den högra PFC, och det kommer förmodligen att vara ett utrymme mellan den vänstra sidan av hjälmen och skallen. När stimulering av mPFC, bör den främre delen av hjälmen tryckas ned på den övre delen av pannan. Sidorna av spolen kan föras närmare varandra genom åtdragning av en dragsko på baksidan av spolen.
Ändringar och felsökning
De vanligaste modifieringar i klinisk praxis är justeringar av lutningen på spolen medan den är över PFC, på grund av bekvämlighet, och skillnader i avståndet av spolen från MC, som orsakas av variationer i huvudstorlek. Om en patient känns alltför mycket rätt tids stimulans under vänstra PFC-protokollet för depression, kan hjälmen lutas mot den symmetriska läget. Dessutom, om frammatning av spolen 6 cm från MC sätter den främre delen av hjälmen nedanför patientens ögonbryn, hjälmen bör justeras posteriort.Om det är svårt att hitta vila MT, bör det första steget vara att hitta den aktiva MT, som alltid är lägre.
Begränsningar av tekniken
De stimuleringsprotokoll som anges i tabell 1, med undantag av egentlig depression, är långt ifrån slutgiltiga. Även depression Protokollet kan inte vara optimal. Dessa utgöres av potentiella protokoll som var avsedda enligt kunskapen som finns tillgänglig vid tidpunkten för den specifika experiment, och när de utnyttjas under dessa anatomiska regioner, de var framgångsrika. Allt eftersom tiden går, kan protokoll förbättras på grund av ansamling av kunskap när det gäller hjärnan nätverk som är inblandade i den specifika neuropatologi, dTMS fältfördelningen, verkningsmekanism, optimala parametrar, säkerhetsdata, enhet hållbarhetsdata och publicering av mer och större fallserier. Dessutom, om man ville stimulera en mycket fokus, specifikt mål, skulle detta inte vara en lämplig spole. För ett sådant mål, figure-8 spole, som stimulerar mycket bränn och ytliga regioner på hjärnbarken ytan, skulle vara bättre lämpade. Eftersom stimulering av figuren-8 spole är så fokus, det kan lätt missa viktiga DLPFC strukturer som är relevanta för affektiva störningar. Faktiskt, med den enkla 5-cm regel figur-8 kan till och med vara placerad utanför PFC 1, 29. Dessutom nya studier tyder på att stimulering av prefrontala kortikala regioner med omfattande förbindelser till subgenual cingulum kan vara avgörande för den antidepressiva effekten av standard rTMS 2, 3, 30. Eftersom den exakta placeringen av dessa cortex områdena varierar kraftigt mellan individer 3, kan optimala stimulerings mål lätt missas med en siffra-8 spole. För att råda bot på detta problem, måste läkaren skicka patienten att ha en fMRI och måste använda neuro-navigering. alla these problem inte uppstår med H1, eftersom dess breda fält stimulerar alla relevanta PFC mål.
Betydelsen av tekniken med avseende på befintliga / alternativa metoder
H1 dTMS spolen är den nyaste spole att ange rTMS arenan. Det har allmänt antagits av psykiatriker grund av dess höga effekt och tolerans för patienter med behandlingsresistent depression, dess korta behandlingstid, och dess lätthet vid bestämning av MT. Alla dessa är funktioner av förmågan hos H1 för att stimulera en mycket djupare och större volym av neuronal vävnad än figur-8 spolar. Det faktum spolen är i en hjälm och är inte synlig för ögat gör tanken på att flytta spolen från dess avsedda målet nästan kättersk. Dessutom orsakar den hårda yttre hjälmen kliniker att glömma att en viktig aspekt av H-spolarna är deras design med mjuka, böjbara koppartrådar. Basen av spolen är avsedd att vara angränsande till skallen nära de neuronala fibrer som ett vills för att stimulera. Det är begreppsmässigt svårt för läkare som inte har tagit matematik och fysik i många år att förstå utformningen av DTM spolar.
Figur-8 spolar är lättare att förstå, helt synlig, och deras effekter är mycket fokus. Clinicians är mycket mer bekväm att flytta dem från plats till plats. Dessutom, de har varit i bruk i många år, och det finns fler publikationer som beskriver deras användning för off-label förhållanden. Men detta bör inte avskräcka tillämpningen av H1 polen till mål utanför DLPFC i enlighet med de protokoll som granskades här eller på ett nytt sätt.
När det gäller de elektriska fältdiagram som ett mått på de potentiella effekterna av enheten elektriska fältdiagram mätt från en saltlösning fylld huvud modell har fördelar jämfört med alternativa metoder. Vissa forskare har beräknat eller modelleras de inducerade fält med hjälp av en sfärisk huvud modell, which är mindre exakt 31, 32, 33, 34. Mätning av den inducerade fältet av den verkliga spole i ett realistiskt-format huvud modell fylld med saltlösning är mer representativ än någon matematisk modell, men det är inte helt korrekt 35. Nyligen har undersökare modelleras de elektriska fälten i anatomiskt korrekta virtuella vävnad 34, 36, 37, 38. Mer exakta elektriska fältdiagram kunde erhållas från kadaver som implanterats med flera inspelningselektroder, men detta försök har ännu gjorts.
Framtida tillämpningar eller riktningar efter att behärska denna teknik
Efter förstå begreppet reviewing spolen schema och det elektriska fältet diagram för att applicera spolen för att olika anatomical mål, använda samma procedur för olika H-slingor och störningar utifrån vad som redan är känt i litteraturen med avseende på möjliga mål och stimuleringsparametrar. Till exempel är den H7 spole avsedd att placeras över mPFC och anterior cingulate cortex (ACC) för behandling av OCD. H7 pole kan placeras över den mediala MC för behandling av diabetesneuropati av fötterna och över den bakre parietala cortex (PPC) för stimulering av precuneus i mild kognitiv svikt.
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 |