經顱磁刺激是一種非侵入性局部技術,能直接刺激皮質神經元 [1]。這里綜述經顱磁刺激的作用原理、不良反應、治療抑郁癥和焦慮障礙的效應。
一.作用原理
?、蔽锢硖卣鳎喊凑辗ɡ诜▌t,電場改變引起磁場改變,磁場改變引起附近導體產生電流。經顱磁刺激是在頭皮上放一小型絕緣電線圈,一組電容器向該線圈間歇性快電,線圈中電流轉化為脈沖性磁場,磁場強度約為1.5特斯拉達數毫秒(相當于一次標準的核磁共振),磁場能穿透線圈下3厘米。因頭皮和顱骨基本是非導體,故磁場穿透這些組織而不被衰減,引起皮質神經元去極化、作用電位和電流,刺激和破壞腦活動。
?、布せ罘秶?字形電線圈比其他電線圈引起更大的局部磁場,故一般都用8字形電線圈。8字形線圈是扁平的,在頭皮上有支點,與中線位置呈45度角,與中央溝垂直,引起皮質電流從后往前流動。小型8字形線圈能刺激皮質廣度3平方厘米,深度2厘米。
?、撑d奮和抑制機制: rTMS能激活中間神經元,當激活興奮性中間神經元(如谷氨酸神經元)時,引起皮質興奮;當激活抑制性中間神經元(如γ-氨基丁酸神經元)時,引起皮質抑。
?、疵}沖種類:脈沖性磁場包括單脈沖、雙脈沖或系列脈沖,單脈沖(<1赫茲)與雙脈沖常用于神經科診斷,而系列脈沖亦稱重復經顱磁刺激(repeated Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS),對抑郁癥和焦慮障礙有治療作用。
⒌參數:rTMS有3個磁場參數:一是強度,當rTMS運動皮質的脈沖逐步增至對側拇指出現抽搐時,作為激動個體運動區的最小磁量,定為運動閾值,用運動閾值磁量百分率表示磁場強度,百分率越大,強度越高。磁場強度過高能增加不良反應率(如頭痛、頭皮痛),磁場泛化,可能影響不相關的腦區[5],而磁場強度過低則療效不足[2],磁場強度應根據線圈到皮質的距離而調整,目的是使療效最大化和不良反應最小化 [2];二是頻率, >1赫茲為高頻,高頻rTMS能增加局部腦代謝,有激動效應,用于治療抑郁癥和創傷后應激障礙 [6],≤1赫茲為低頻,低頻rTMS能降低局部腦代謝[1,5],有抑制效應,用于治療驚恐障礙和廣泛性焦慮癥;三是脈沖數,每次治療達1200~3000個脈沖數。
?、蹲饔貌课缓童煶蹋壕€圈安放的部位不同,激活的神經細胞群也不同,在運動皮質,從矢狀旁側水平將線圈前移5厘米,就到了前額皮質,刺激前額皮質能治療抑郁癥和焦慮障礙。rTMS急性期治療是每周5次,共6周(計30次),療程不足則傾向療效較差。
二.不良反應
rTMS可見5種不良反應。
?、卑d癇發作:高頻rTMS能興奮大腦皮質,誘發癲癇。在預先神經科篩查和控制赫茲頻度后,可降低癲癇發作率,發作率不到1/10000,類似抗抑郁藥所引起的癲癇發作率。
?、差^痛:rTMS可增加5-羥色胺(5-HT)能,像服選擇性5-HT回收抑制劑一樣引起頭痛,頭痛率10%,一般為輕度,持續幾小時,服撲熱息痛有效。
?、愁^皮痛:rTMS刺激頭皮肌肉,引起頭皮肌肉抽搐,表現頭皮痛,程度輕,限于治療開始時。
?、丛胍簦簉TMS每次發出磁脈沖時有咔嗒聲,為避免噪音,病人做rTMS時戴上耳塞或耳機。
?、嫡T發躁狂:高頻rTMS增加多巴胺能,可誘發躁狂,已有rTMS誘發躁狂的報告。
Lam等(2008)再分析了1092例病人,rTMS比假裝治療的不良反應撤藥率略有增加(2%∶1.5%)說明該治療總體安全,耐受良好。
三.抗抑郁
㈠機制和療效
⒈發生機制:重性抑郁癥的左前額皮質興奮不足,右前額皮質興奮過強,證據是左腦中風病人比普通人的抑郁癥率高得多,右腦中風病人比普通人的躁狂癥率高得多。影像研究證明,重性抑郁癥的左前額皮質背外側部活性較低,右前額皮質背外側部活性較高[2]。
?、仓委煓C制:高頻(10赫茲)rTMS左前額皮質背外側部和低頻(1赫茲)rTMS右前額皮質背外側部能抗抑郁,重性抑郁癥經rTMS后,興奮性過低的左前額皮質和興奮性過高的右半球正常化[2]。最后,當10赫茲rTMS右前額皮質背外側部時,增加右前額皮質興奮性,出現心緒不良 。
?、吃黾佑行屎途徑饴剩河善髽I發起的一項大型、多中心、雙盲、單一治療研究,收集325例不用藥的中度難治性重性抑郁癥病人,隨機分配用rTMS或假裝治療,使用運動閾值磁量的120%,頻率10赫茲,每次3000個脈沖,每周做5次,共6周,可估價病人301例,結果顯著改善24項漢密爾頓抑郁量表(HAMD-24)分,增加Montgomery-Asberg抑郁量表【MADRS】和HAMD-24評定的有效率和緩解率。
?、? 對中度難治性抑郁有效:164例既往用1種抗抑郁藥無效的病人,用rTMS的效量為0.83,但137例用2~4種藥物無效的病人再用rTMS,則很少有效,故美國食品藥品管理局(FDA )批準神經之星rTMS儀治療1種抗抑郁藥無效的重性抑郁癥成人。
?、档皖lrTMS右前額皮質: Klein等(1999)給70例抑郁癥病人雙盲隨機分配用1赫茲rTMS右前額皮質或假裝治療,治療2周發現,rTMS組比假裝治療組有效(定義為HAMD分值下降50%以上)率高(49%:25%)。
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?、悲煶滩蛔銊t療效較差:Lam等(2008)再分析至少一種抗抑郁藥難治的抑郁癥病人,共24篇隨機對照研究( 1092例病人),多數研究只治療1~2周,僅5篇研究治療3周以上,結果rTMS比假裝治療中度增加有效率(25%∶9%)和緩解率(17%∶6%),效量0.48,接近0.5的中度效量,效量較低可能與療程不足有關。Fitzgerald等和O’Reardon等報告,rTMS治療4~6周以上優于治療2~4周的療效,當rTMS治療延長至12周時,有效率再增加20%[2]。一項再分析比較了近年和早年rTMS前額區治療抑郁癥的研究,發現近年比早年的研究使用的rTMS次數多(≥20次∶10次),抗抑郁療效好。
⒉磁量不影響效量:Schutter等(2009)再分析了30篇隨機對照研究,1164例重性抑郁癥病人,平均49歲,rTMS組難治性抑郁癥率為74%,假裝治療組該率為72%,結果發現,運動閾值磁量<100%與100%~120%的效量無顯著差異。
?、朝熜ьA測:Daskalakis對60例難治性抑郁癥病人(54例重性抑郁癥,6例雙相抑郁癥)用單脈沖rTMS估價皮質興奮性,結果發現,右半球興奮性與癥狀嚴重度(由Beck抑郁自評問卷和簡明精神病量表評定)呈正相關,左運動皮質興奮不足預示rTMS療效較差,特別是憂郁癥狀突出的病人。
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⒈比抗抑郁藥
Demitrack和Thase最近綜述發現,rTMS治療難治性抑郁癥類似抗抑郁藥和不典型抗精神病藥強化的療效。美國FDA最近表明,針對標準抗抑郁藥治療無效、不能耐受或除電抽搐治療就沒什么辦法的難治性抑郁癥,rTMS是一種可選療法。目前,加拿大和以色列也接受rTMS為難治性抑郁癥的標準療法[1]。
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Grunhaus等(2000)在40例重性抑郁癥病人中比較了rTMS和電抽搐治療,發現純抑郁癥病人用rTMS與電抽搐治療效果相似,而精神病性抑郁癥病人用rTMS比電抽搐治療的效果差。
⒊左側高頻與右側低頻
Fitzgerald等(2003)給60例難治性抑郁癥病人雙盲隨機分配用高頻(10赫茲)rTMS左前額皮質背外側部、低頻(1赫茲)rTMS右前額皮質背外側部或假裝治療,每組20例,這些病人對多種抗抑郁藥(5.7±3.4)無效,治療4周,兩個活性組的MADRS分比療前改善(48.0±17.9)%,比假裝治療組為優。
四.抗焦慮障礙
Berkowitz等(2007)提出,驚恐障礙、創傷后應激障礙(PTSD)和恐怖癥的右前額皮質活性低下,杏仁核/邊緣系統活性亢進,理論上講,高頻rTMS右前額皮質增加其代謝,對驚恐障礙、PTSD和恐怖癥有效。相反,廣泛性焦慮癥和強迫癥的右前額皮質功能亢進,低頻rTMS右前額皮質抑制其代謝,對廣泛性焦慮癥和強迫癥有效[1]。
?、弩@恐障礙
?、斌@恐發作機制
LeDoux等(1988)和Davis(1992)用以杏仁核為核心的神經環路解釋“內在的害怕反應”。具體是輸入的感覺刺激經丘腦前部傳至杏仁核外側核,由杏仁核外側核傳至杏仁核中央核,中央核刺激下丘腦外側部,激活交感神經系統;刺激室旁核,激活下丘腦-垂體-腎上腺軸;刺激中腦導水管周圍灰質,引起極冷感;刺激藍斑,提高學習能力、血壓和心率;刺激旁臂核,引起呼吸困難;刺激橋體尾部網狀核,提高軀體反射[1]。
驚恐障礙病人的杏仁核把增加二氧化碳和乳酸看作窒息的征兆,引起過度通氣,過度通氣引起低碳酸血癥,低碳酸血癥增加外周感覺和運動神經元的興奮性,抑制中樞的γ-氨基丁酸神經元,引起皮質脫抑制 [1],增加Na+通道的傳導,增加皮質興奮性。
?、财诖越箲]機制
驚恐發作的體驗在海馬留下記憶,當后來回到驚恐發作場景或跑步后心率加快時,會聯想到上次的驚恐發作,或僅僅是回想起上次的驚恐發作,就能刺激杏仁核,引發期待性焦慮,杏仁核的激動能抑制前額皮質內側部/眶部,引起病人恐怖性回避相應環境或活動 [1]。
?、车皖lrTMS有效
Mantovani等(2007)嘗試性研究報告,6例驚恐障礙共患抑郁癥的病人用1赫茲rTMS右前額皮質背外側部,治療2周,5例驚恐癥狀改善,這種改善持續6個月。
⒋難治性病人無效
Prasko等(2007)給15例5-HT回收抑制劑難治性驚恐障礙病人添加1赫茲rTMS或假裝治療,使用運動閾值磁量的110%,治療10周,兩組療效無顯著差異。
理論上講,是高頻rTMS右前額皮質治療驚恐障礙,而實際上,用的是低頻rTMS右前額皮質治療驚恐發作,理論與實踐不一致。有可能是低頻rTMS的磁量較大,泛化抑制了右前額皮質后下方的杏仁核,從而改善驚恐發作。
?、鍼TSD
⒈神經成像: Freeman等(1998)用質子核磁光譜調查表明,PTSD病人的右半球N-乙酰-L-天門冬氨酸比肌酸酐的比率比左半球低,比對照組也低[1];正電子發射掃描和功能性核磁共振研究提示,PTSD病人的杏仁核功能亢進。
?、膊±砩恚呵邦~皮質內側(特別是扣帶皮質前部)經γ-氨基丁酸中間神經元抑制杏仁核活性,促進害怕消退。當前額皮質內側或γ-氨基丁酸中間神經元功能減退時,杏仁核谷氨酸神經元脫抑制性興奮,引起自律性喚醒,夸大焦慮反應,谷氨酸的興奮性中毒導致長期作用電位,創傷性回憶久久不能消退[1]。
?、掣哳l刺激: Cohen 等(2004)最近做了一項雙盲隨機、假裝治療對照研究,給24例PTSD病人用1赫茲、10赫茲rTMS右前額皮質背外側部或假裝治療,每天1次,2周做10次, 結果發現,10赫茲比1赫茲rTMS或假裝治療明顯改善PTSD核心癥狀(反復體驗、回避)[1]。
㈢社交恐怖癥
新穎性探索與皮質靜止期持續時間(皮質抑制的指標)呈正相關,社交恐怖癥病人的新穎性探索比正常對照者低,提示其皮質抑制功能低,興奮性高。理論上講,低頻rTMS抑制皮質興奮,治療社交恐怖癥有效,但實際缺乏相應資料。
?、鑿V泛性焦慮癥
功能性核磁共振對廣泛性焦慮癥的研究指出,對不確定性有重度焦慮反應的病人激活額葉或邊緣區,而僅有輕度焦慮反應的病人失活額葉和邊緣區。一個開放標簽初步研究給10例廣泛性焦慮癥病人用低頻rTMS前額皮質,使用運動閾值磁量的90%,顯著改善焦慮癥狀。
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?、宝谋┌l性經顱磁刺激
最近,Huang等開發了一種50赫茲低強度的δ暴發性經顱磁刺激。當持續性δ暴發性刺激時,抑制運動皮質興奮;當間歇性δ暴發性刺激時,提高運動皮質興奮。
?、仓委煓C制
強迫癥的右前額皮質功能亢進,持續性δ暴發性刺激抑制右前額皮質,改善強迫;抑郁癥的左前額皮質功能低下,間歇性δ暴發性刺激激動左前額皮質,改善抑郁。
Wu等報告1例難治性強迫癥共患重性抑郁癥的病人,用δ暴發性刺激強化治療有戲劇性改善。