经颅磁刺激在癫痫研究中的应用.doc

经颅磁刺激在癫痫研究中的应用中国临床康复笫9卷第钻期20051207出版ChineseJournalClinicalRehabilitation,December72005Vo1.9No.45经颅磁刺激在癫痫研究中的应用曹静,丁成黄,樊永平119?综述?首都医科大学附属北京天坛医院,中医科,神经内科,北京市100050曹静,女,1979年生,北京市人,汉族,首都医科大学在读硕士,主要从事中西医结合神经病学1临床研究.中圈分类号:R742.1文献标识码:A文章编号:16715962一【2005)45一O11903收稿151期:2005-0730修回151期:200511-22(99/SM/YL)AppficationoftranscranialmagneticstimulationinepilepsyCaoJing,DingChengyun2,FanYongping.DepartmentofTraditionalChineseMedicine,DepartmentofNeurology,BiingTiantanHospital,CapitalUniversityofMedicalSciences.BeiiinglOoo5O.ChinaCaoJing.Studyingformastersdegree.DepartmentofTmditionalChineseMedicine,BeilingTiantanHospital,CapitalUniversityofMedicalSciences.BeiiinglOoo5O.CReceived:2005一O730Accepted:2005一l122AbstractOBJECTIVE:Tl0introdueethegeneralsituationoftheinternalandexter-nalclinicalstudiesabouttranscranialmagneticstimulationtechnologyinstudyingandapplyinginepilepsyoftherecentyears.soastofurtherwidenthethinkingofepilepsytreatment.DATAS0URCES:Acomputer-basedonlinesearchofChinaHospitalKnowledgeDatabasefCHKD1wasundertakentoidentifrrelevantarticlespublishedirtChinesebetween1994and2004withthekeordsoftransemnialmagneticstimulation,epilepsyinChinese.Meanwhile.acomputer-basedonlinesearchofJournalsOridFullTextwasundertakentoidentifyrelevantarticlespublishedinEnglishbetween1980and2OO4withthekeywordsoftranscranialmagneticstimulation.epilepsyinChinese.rUDYSELECT10N:Thedatawerecheckedfirstly.andthefuI1.textsofreviewarticles.clinicalandanimaltrialsweresearched.Reviewarticlesarefulltextsabouttheapplicationoftranranialmagneticstimulationinneuropsychiatryinrecent5years.TheInclusivecriteria:(havingdefinitediagnosticcriteria;(randomizedeontrolstudyorcontroltrial,whetherfollowupandblindedmethodwereusedornotwasnotrestricted.theinterventionsinthetreatmentgroupshouldbetranscranialmagneticstimulationortranscranialmagneticstimulationcombinedwithantiepilep.sydrugsortranseranialmagneticstimulationcombinedwithplacebo,andthoseinthecontrolgroupshouldbeantiepilepsydrugs,antiepilepsydrugscombinedwithmodelingtranscranialmagneticstimulationandonlytrartscranialmagneticstimulationorwithoutantiepilepsymeasures.Exclusivecriteria:non.controlstudy;(theinterventionsinthetreatmentgrouporcontrolgroupdidnotaccordwiththeinclusivecriteria.DATAEXTRACTIoN:Totallyll3relevantarticleswelecollectedaud26ofthemaccordingwiththeinclusivecriteriawereselected,andotherswereexcluded.DATASYNTHESIS:Ofthe26articles,12werereviewarticles,7ofthemweretheapplicationandadvanceabouttranseranialmagneticstimulationinneuropsychiatryand5ofthemwerethestudyoftranseranialmagneticstimulationinepilepsy.Reviewarticlesexcepted,4wereanimaltrailstudies,and8wererandomizedcontrolstudiesand2werecontrolstudies.CoNCLUSION:Transcranialmagneticstimulationisanewnoinvadetechniqueintheresearchofepilepsy,whichappearssafe,effectiveandtriedcharacters.andbrokeanewpathfortheclinicalstudyandtreatmentinepilepsy.Atpresent,ithassomeside-effects,butitisbelievedthatitwillhasagooddevelopprospect,withtheimprovementsbothintheequipmentandtechnology.CaoJ,DingCY,FanYPApplicationoftranscranialmagneticstimulationinepilepsyZ/wnzoLinchuangKanu2005;9(451:119-21(Chinal曹静,丁成嚣.樊永平经颅磁刺激在癫厢研究中的应用UI中国临床康复,2005,9145):119-911wwwzglcldcom)摘要目的:对经颅磁刺激技术在癫痫中的研究与应用的国内外近况做一介绍,以期为癫痫临床治疗开阔思路.,资料来源:应用计算机检索中国医院知识仓库1994/2004期间的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词为经颅磁刺激,癫痫,同时应用计算机检索JournalsOvidFullText1980/2004期间的相关文章,检索词Transcranialmagneticstimulation,epilepsy,并限定文章语言种类为English.资料选择:对资料进行初审,选择临床或动物试验研究以及综述文献查找全文.纳入标准:有明确诊断标准.(随机对照实验或对照试验.治疗组干预措施为经颅磁刺激或经颅磁刺激合并抗癫痫药物或经颅磁刺激合并安慰剂;对照组干预措施为抗癫痫药物,抗癫痫药合并模拟经颅磁刺激,单纯经颅磁刺激或不采用抗癫痫措施.综述文献为近5年来经颅磁刺激技术在神经精神病学方面研究的综述全文.排除标准:非对照研究.治疗组或对照组的干预措施不符合纳入标准.资料提炼:共收集到相关文献ll3篇,按上述标准纳入26篇,其余文献均被排除.资料综合:26篇文章中l2篇为综述全文,7篇总结了经颅磁刺激在神经精神科学方面的应用及进展,5篇经颅磁刺激在癫痫领域的研究.4篇为动物试验研究.8篇为临床随机对照研究,2篇为对照研究.结论:经颅磁刺激在癫痫研究中是一种安全有效而可靠的非侵入性的新方法,为临床研究和治疗癫痫开辟了一条新途径.目前虽然存在一定副作用,但相信随着磁刺激设备和刺激技术的进一步改进,此技术将会有一个很好的发展前景.主题词:癫痫;电磁学;综述文献0引言经颅磁刺激是一项新的神经生理刺激技术,由Barker等在1985年创立,其首先将磁刺激运用于测定中枢和周围神经系统,并阐述了其I临床应用.与电刺激相比,磁刺激有无痛,刺激线圈不必接触皮肤,穿过颅骨时刺激强度不衰减,安全有效且易于重复及操作简单等明显优点21.作为一种非侵人性,无痛,无创的颅外刺激方法它很快被应用于神经精神领域.十几年来研究者将经颅磁刺激分别用于神经系统的检测,神经通路完整性的检查,以及某些神经疾病的诊断与治疗13.本文应用计算机检索中国医院知识仓库1994/2004期间的相关文章,检索词为经颅磁刺激,癫痫,同时应用计算机检索JournalsOfidFullText1980/2004期间的相关文章,检索词Transcranialmagneticstimulation,epilety,就经颅磁刺激在癫痫中的研究与应用做一综述.1癫痫概述癫痫是一种慢性的脑部疾患,以脑部神经元过渡放电所致的突然反复和短暂的中枢神经系统功能失常为特征.癫痫的发病机制非常复杂,由生理,生化等因素综合产生,迄今为止尚未完全阐明.不管是何种原因引起,其电生理改变是一致的,即表现大脑神经元异常的过度性同步放电.癫痫样活动的两个主要特征就是若干神经元的高度兴奋和高度同步化.虽然大脑皮质的高度兴奋性是癫痫患者主要的生理病理机制,但是一直以来缺乏非侵人性的研究方法来得以证实,直到近些年来,经颅磁刺激在癫痫领域得到了广泛应用41.2对经颅磁刺激的研究及应用2.1经颅磁刺激的操作方法及作用机制磁刺激仪120ISSN16715926CN211470/Rmwzgh.kfcomkf23385083sinacom曹静,等.经颅磁刺激在癫痫研究中的应用由储能电容,固定开关和线圈组成.线圈主要分环形和8字形,8字形线圈更具有聚焦性,可提高刺激精度.其具体操作为将一绝缘线圈放在头颅表面,打开开关,电容对线圈进行放电,这时线圈中就会产生高频电流脉冲.线圈电流产生一个持续100-200Ixs,强度大约为2T的时变磁场I51,强大的磁场可毫无损耗地穿过皮肤和颅骨并产生平行于线圈平面的电流,使得神经元去极化.诱发的电流不需流过神经的疼痛受体,所以不舒服的感觉很小,甚至没有感觉.由于生物组织磁导率基本均匀,磁场容易透过皮肤和颅骨而达到脑内深层组织,又因为头皮和颅骨的电阻率很大,而感生电流与组织电阻率成反比,所以磁刺激脑部神经时只有微小电流流过头皮和颅骨,基本无不适感161.经颅磁刺激通常不直接兴奋皮质脊髓神经元,而是通过突触传人,间接来兴奋它们.通过观察发现,经颅磁刺激对皮质脊髓束产生一个间接波(Iwaves),而不是一个早期的直接波(D-waves)I71.磁刺激有单脉冲,配对脉冲(双脉冲)和重复脉冲磁刺激之分.单脉冲磁刺激通常用来获取运动诱发电位,双脉冲磁刺激主要用来研究大脑皮质的兴奋性,而重复脉冲磁刺激主要用来进行语言等多种脑功能区的定位.经颅磁刺激能够在活体上探究癫痫患者大脑皮质的兴奋性,尤其对大脑皮质运动通路一皮质脊髓束的兴奋和抑制研究较多.2.2经颅磁刺激运动诱发电位的研究运动诱发电位是采用高强度磁场短时限经颅刺激大脑运动皮层在相应肌肉上记录的复合肌肉动作电位,可客观评价锥体束的功能,是诊断运动系统病变的客观手段之一.经颅磁刺激运动诱发电位通过潜伏期,中枢运动传导时问,波幅及刺激阈强度等指标来反映大脑皮质兴奋和抑制功能的变化.癫痫类型,疗程,联合用药与否以及脑部病灶侧别对运动诱发电位无明显影响81.中枢运动传导时间是沿着快速锥体束纤维从大脑皮质到脊髓运动神经和突触传递到运动神经及运动神经根的短段传导时间,即皮质潜伏期与周围潜伏期之差值.各种类型的癫痫患者发作时的运动诱发电位振幅增高,中枢运动传导时间缩短.有研究表明与正常对照组相比,未治疗组的皮质潜伏期和中枢运动传导时间缩短,治疗组则无明显变化.痫性活动对中枢运动传导通路有内源性易化作用,能使中枢运动传导时间缩短,经抗癫痫治疗后缩短不明显l81.运动诱发电位波幅的改变能够反映脑部的痫样活动,对一组特发性全面性癫痫研究1发现,当经颅磁刺激锁时到脑电图慢波的上升时相时运动诱发电位波幅明显降低,当刺激锁时到棘波时运动诱发电位波幅表现降低或者无变化.运动阈值为在刺激实验中有半数能够诱发运动诱发电位幅度是50V时的最小刺激强度.阈强度降低提示运动皮质兴奋性升高,阈强度增高提示兴奋性降低或抑制增强.未服用抗癫痫药物的患者,主要表现为运动阈值的降低,说明癫痫患者大脑皮质神经组织的兴奋性增高;而服用抗癫痫药物的患者就会表现为运动阈值的升高Ol.Reutens等1用经颅磁刺激诊断特发性全面性癫痫时发现,当以45%或略小的阈强度做诊断标准时,其敏感性为0.75,可与多次描记脑电图的敏感性相当,其特异性为0.79;以50%或略小的阈强度做诊断标准时,其敏感性增至0.90,而特异性降至0.58.主动收缩时经颅磁刺激可产生皮层静息期.所谓静息期是指运动电位后的一个绝对或相对不应期.静息期前部分代表脊髓的抑制机能,后部分反映脊髓以上的结构功能.部分性癫痫的静息期通常在正常值范围内,但也有报道静息期延长或缩短.而全面性癫痫静息期通常长于正常对照组,尽管有报道进展性肌阵挛癫痫患者静息期是正常的I21.MacdoneU.等31用皮层静息期来评价未经治疗的特发性全身性癫痫的皮层内抑制水平,结果21例特发性全面性癫痫患者的三次平均皮层静息期均高于中19例正常对照组,表明皮层内抑制在特发性全面性癫痫患者是提高的.2.3经颅磁刺激的治疗作用经颅磁刺激对癫痫的治疗作用可体现在对大脑皮质兴奋性的调控上,从而抑制癫痫的发作.高频重复经颅磁刺激(5nz)可以瞬时增加大脑皮质兴奋性,而低频重复经颅磁刺激(1nz)可瞬时抑制大脑皮质兴奋性.这种变化机制并不十分清楚,可能与中枢神经系统个别突触的长时程增强和长时程抑制有关71.Menkes等f41对经药物治疗的皮层发育不良的难治性部分癫痫患者予以低频经颅磁刺激(0.5Hz,95%运动阈值,双周刺激一回,每回100次,刺激4周),他们发现在治疗当月发作频率减少70%,发作问期放电减少77%,治疗后1个月减少47%,治疗后两个月发作次数再次增加,治疗过程中没有癫痫发作.说明低频重复经颅磁刺激可以诱发皮层内抑制.对药物难治性癫痫予局部低频重复经颅磁刺激(1Hz,90%运动阈值)可以选择性调控癫痫发作51.国内有报道还发现适量的低频经颅磁刺激对颞叶癫痫大鼠病灶区颞叶和海马的细胞凋亡有抑制作用,对癫痫所致的脑部损伤有修复作用ll1.2.4经颅磁刺激对脑功能区的定位经颅磁刺激在癫痫中的另外一个应用就是在癫痫外科手术前的大脑运动皮层定位,尤其用于大脑皮质发育不全包括中央前回在内的部分性癫痫患者.由于大脑皮质的可塑性,这类癫痫患者的初级运动皮质可能不在对侧中央前回,甚至可能位于同侧大脑半球【l71.有报道采用功能核磁和经颅磁刺激对1例难治性部分癫痫患者的大脑皮质运动功能区进行术前定位,结果发现二者定位高度一致ll1.在对癫痫患者语言功能的研究中,高频重复刺激语言优势半球的不连续区能够使语言产生中ISSN1671-5926CN211470/R钐:orn中国临床康复2005年12月7日第9卷第45期断.经颅磁刺激可以在大脑皮质语言功能区建立可逆的暂时性损伤,其效果近似于韦达试验(颈内注射阿米妥试验)和直接的大脑皮质电刺激l】.有人曾对重复经颅磁刺激与颈内注射阿米妥试验进行比较性研究,结果这两种方法对语言功能定位的符合率高达95%I.经颅磁刺激因其非侵入性,可多次重复,能检测多种语言功能,安全等特点将成为一种应用于脑功能定位的新方法.2.5选择性激活癫痫灶经颅磁刺激还可用于选择性激活癫痫灶,为癫痫患者术前定位提供依据.Hufnagel等I2】用频率分别为8,l6和25Hz,100%最大刺激输出的重复经颅磁刺激于l3例复杂部分性癫痫患者术前癫痫灶选择性的激活,结果有l2例患者的癫痫灶被激活.一些患者的诱发痫性放电的最佳部位在病灶侧的(国际10/20电极安置法)T5(T6)或C3(C4),对经颅磁刺激最敏感的是原发癫痫灶I.然而,有研究用经颅磁刺激与过度换气进行比较,在脑电图上观察二者诱发的痫样脑电活动,结果表明经颅磁刺激不能有效地诱发痫样活动.经颅磁刺激对癫痫灶能否有效的激活可能与刺激的强度,频率,部位以及操作技术有关,相信随着进一步研究与应用,该问题会越来越明确.2.6阐明药物作用机制经颅磁刺激可以用来阐明抗癫痫药物的作用机制(离子通道阻滞剂还是神经递质调制剂),定量各个患者的生理效应,在药物研究中显示出潜力I23,24I.经颅磁刺激通常不直接兴奋皮质脊髓神经元,而是通过突触传递间接使皮质锥体细胞兴奋.巴比妥类,丙戊酸类主要通过脑内的y一氨基丁酸能突触抑制发挥作用;苯妥英钠,卡马西平除具有膜稳定作用外,也通过突触抑制发挥作用l8J.有人用经颅磁刺激研究了不同丙戊酸类对运动系统兴奋性的影响,研究发现增加抑制性神经递质y一氨基丁酸作用的药物,减少大脑皮质内的兴奋性,但对运动阈值没有任何影响;相反,钠钙通道阻滞剂类药物却提高运动阈值,但皮质兴奋性没有变化.说明皮质内兴奋性变化是由运动皮质中一氨基丁酸控制的神经元网路所致,运动阈值的变化依赖于离子通道电导率.有报道阈强度的变化随丙戊酸类的剂量而改变,或与丙戊酸类的血浆浓度水平呈正相关,提示观察癫痫患者经颅磁刺激阈强度的变化如同血药浓度检测和脑电图描记一样,可作为指导癫痫合理用药的一种手段81.2.7对经颅磁刺激安全性的观察从目前研究的整体来看,经颅磁刺激的在临床应用产生的副作用相对来说较其他研究方法是安全的.由于经颅磁刺激的刺激作用,对人体的即刻影响主要为能否引起癫痫发作,因此在应用于癫痫患者之前要首先考虑其安全性是很有必要的.经颅磁刺激的危险因素与刺激参数121(包括刺激强度,脉冲频率,序列时程和刺激间期)有关,单脉冲磁刺激,双脉冲磁刺激或低频重复经颅磁刺激(lHz)不会或很少会引起癫痫发作,长期高频的重复脉冲刺激才可诱发51.在对可能诱发癫痫的因素分析中,还发现8字形线圈较一般的圆形线圈更有聚焦性,其可更为集中地作用于皮层的某一点,因而更易诱发痫灶产生兴奋性冲动.此外,患者的癫痫类型,治疗情况也可影响到患者对磁刺激的敏感性.但在临床应用中与磁刺激同时出现的发作究竟是由磁刺激诱发,还是频繁发作的患者在发作时间上的巧合,还尚不明确.还有报道由于重复经颅磁刺激外周面部和头颅部分肌肉,在一部分患者(5%-20%)中导致肌紧张性头痛,常予醋氨酚或阿司匹林治疗51.磁刺激也会人为地产生高频噪声,致使听力阈值改变,戴上耳塞可以避免.还有研究表明磁刺激对心率,血压,脑电图和认知功能也有部分影响.近来一个应用经颅磁刺激之前的安全筛选调查表已经被推荐使用,其能成功地解决应用经颅磁刺激潜在的相关安全问题,相信在此筛选表的安全指导下,经颅磁刺激在癫痫科的研究和应用会越来越广泛和深入.3参考文献1BarkerAT,JalinousR,FreestonILNoninvasivemagneticstimulationofhumanmotorcortex.Lancet1985:1f8437):1106-72粱晓会.经颅磁刺激运动诱发电位用于癫痫的研究JI-医疗卫生,20o2,(3):4o3程艮.经颅磁刺激在神经科的应用【J1.国外医学:精神病学分册,20o3,30(1):84MacdonellRA,Curato1oJM,BerkovicSF.Tranranialmagneticstimulationandepilepsy.JClinNeurophysiol2002;19(4):2943065GeorgeMS.sanbySH.SackeimHA.Transcranialmagneticstimulation:applicationsinneuropsychiatry.ArchGegtPsychiry1999;56(41:300116吴原.经颅磁刺激运动诱发电位的临床应用fJ1.广西医学,2003,25(6):9527HallettM.Transcranialmagneticstimulationandthehumanbrain.Na/t/re2000:406(6792):147508李振东,史庭慧,方瑗,等.癫痫患者经颅磁刺激运动诱发电位的研究fJ1.临床神经病学杂志,1999,12(6):338-409GianeUiM,CantelloR,CivardiC,eto1.Idiopathicgeneralizedepilepsy:nmgneticstimulationofmotorcortextime.1ockedandunlockedto3.Hzspike.and.wavedischargesEpilepsia1994;35(I):536010王玉平.经颅磁刺激技术在癫痫研究中的应用【J1临床神经电生理学杂志,2o03.12f2k1231lReutensDC,BerkovieSF,MacdonellRA.eto1.MagneticstimulationofthebrainingeneralizedepilepsyreveTalofcoticalhyperexcitahilitybyanficonvulsants.ArtrtNeurol1993;34(3):351512CurraA,ModugnoN,lnghiUefiM,eta/.Transcranialmagneticstimulationtechniquesinclinicalinvestigation.Neurology2002;59f121:18519l3Macdonel1RA,KingMA.NewtonMR,etf.Prolongedcoflicalsilentperiodaftertranscranialmagneticstimulationingeneralizedepilepsy.Neurology2001:57f41:706814MenkesDL.GruenthalMSlowfrequencyrepetitivetranscranialmagneticstimulationinapatientwithfocalcorticaldysplasia.Ep如psia2000,41(21:240.215ROSSiS.UlivelliM.BartaliniS,eto1.ReductionofcorticalmyoclonusrelatedepilepticactivityfollowingslowfrequencyrTMS.Neuroreport2004;15(2):293-616宋毅军,田心低频经颅磁刺激对颞叶癫痫大鼠颞叶和海马细胞凋亡的影响fJ】.中国神经科学杂志,2004,20(1):l4717MacdonelI