經(jīng)顱磁刺激是一種非侵入性局部技術(shù),能直接刺激皮質(zhì)神經(jīng)元 [1]。這里綜述經(jīng)顱磁刺激的作用原理、不良反應(yīng)、治療抑郁癥和焦慮障礙的效應(yīng)。
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(dǎo)體產(chǎn)生電流。經(jīng)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(zhuǎn)化為脈沖性磁場,磁場強(qiáng)度約為1.5特斯拉達(dá)數(shù)毫秒(相當(dāng)于一次標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)體,故磁場穿透這些組織而不被衰減,引起皮質(zhì)神經(jīng)元去極化、作用電位和電流,刺激和破壞腦活動(dòng)。
?、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(diǎn),與中線位置呈45度角,與中央溝垂直,引起皮質(zhì)電流從后往前流動(dòng)。小型8字形線圈能刺激皮質(zhì)廣度3平方厘米,深度2厘米。
?、撑d奮和抑制機(jī)制: rTMS能激活中間神經(jīng)元,當(dāng)激活興奮性中間神經(jīng)元(如谷氨酸神經(jīng)元)時(shí),引起皮質(zhì)興奮;當(dāng)激活抑制性中間神經(jīng)元(如γ-氨基丁酸神經(jīng)元)時(shí),引起皮質(zhì)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(jīng)科診斷,而系列脈沖亦稱重復(fù)經(jīng)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(shù):rTMS有3個(gè)磁場參數(shù):一是強(qiáng)度,當(dāng)rTMS運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的脈沖逐步增至對側(cè)拇指出現(xiàn)抽搐時(shí),作為激動(dòng)個(gè)體運(yùn)動(dòng)區(qū)的最小磁量,定為運(yùn)動(dòng)閾值,用運(yùn)動(dòng)閾值磁量百分率表示磁場強(qiáng)度,百分率越大,強(qiáng)度越高。磁場強(qiáng)度過高能增加不良反應(yīng)率(如頭痛、頭皮痛),磁場泛化,可能影響不相關(guān)的腦區(qū)[5],而磁場強(qiáng)度過低則療效不足[2],磁場強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)線圈到皮質(zhì)的距離而調(diào)整,目的是使療效最大化和不良反應(yīng)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(dòng)效應(yīng),用于治療抑郁癥和創(chuàng)傷后應(yīng)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(yīng),用于治療驚恐障礙和廣泛性焦慮癥;三是脈沖數(shù),每次治療達(dá)1200~3000個(gè)脈沖數(shù)。
⒍作用部位和療程:線圈安放的部位不同,激活的神經(jīng)細(xì)胞群也不同,在運(yùn)動(dòng)皮質(zhì),從矢狀旁側(cè)水平將線圈前移5厘米,就到了前額皮質(zhì),刺激前額皮質(zhì)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(jì)30次),療程不足則傾向療效較差。
二.不良反應(yīng)
rTMS可見5種不良反應(yīng)。
?、卑d癇發(fā)作:高頻rTMS能興奮大腦皮質(zhì),誘發(fā)癲癇。在預(yù)先神經(jīng)科篩查和控制赫茲頻度后,可降低癲癇發(fā)作率,發(fā)作率不到1/10000,類似抗抑郁藥所引起的癲癇發(fā)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(xù)幾小時(shí),服撲熱息痛有效。
⒊頭皮痛:rTMS刺激頭皮肌肉,引起頭皮肌肉抽搐,表現(xiàn)頭皮痛,程度輕,限于治療開始時(shí)。
?、丛胍簦簉TMS每次發(fā)出磁脈沖時(shí)有咔嗒聲,為避免噪音,病人做rTMS時(shí)戴上耳塞或耳機(jī)。
?、嫡T發(fā)躁狂:高頻rTMS增加多巴胺能,可誘發(fā)躁狂,已有rTMS誘發(fā)躁狂的報(bào)告。
Lam等(2008)再分析了1092例病人,rTMS比假裝治療的不良反應(yīng)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(jī)制和療效
?、卑l(fā)生機(jī)制:重性抑郁癥的左前額皮質(zhì)興奮不足,右前額皮質(zhì)興奮過強(qiáng),證據(jù)是左腦中風(fēng)病人比普通人的抑郁癥率高得多,右腦中風(fēng)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(zhì)背外側(cè)部活性較低,右前額皮質(zhì)背外側(cè)部活性較高[2]。
?、仓委煓C(jī)制:高頻(10赫茲)rTMS左前額皮質(zhì)背外側(cè)部和低頻(1赫茲)rTMS右前額皮質(zhì)背外側(cè)部能抗抑郁,重性抑郁癥經(jīng)rTMS后,興奮性過低的左前額皮質(zhì)和興奮性過高的右半球正常化[2]。最后,當(dāng)10赫茲rTMS右前額皮質(zhì)背外側(cè)部時(shí),增加右前額皮質(zhì)興奮性,出現(xiàn)心緒不良 。
?、吃黾佑行屎途徑饴剩河善髽I(yè)發(fā)起的一項(xiàng)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(jī)分配用rTMS或假裝治療,使用運(yùn)動(dòng)閾值磁量的120%,頻率10赫茲,每次3000個(gè)脈沖,每周做5次,共6周,可估價(jià)病人301例,結(jié)果顯著改善24項(xiàng)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(zhǔn)神經(jīng)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(zhì): Klein等(1999)給70例抑郁癥病人雙盲隨機(jī)分配用1赫茲rTMS右前額皮質(zhì)或假裝治療,治療2周發(fā)現(xiàn),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%)。
㈡影響療效的因素
?、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(jī)對照研究( 1092例病人),多數(shù)研究只治療1~2周,僅5篇研究治療3周以上,結(jié)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(guān)。Fitzgerald等和O’Reardon等報(bào)告,rTMS治療4~6周以上優(yōu)于治療2~4周的療效,當(dāng)rTMS治療延長至12周時(shí),有效率再增加20%[2]。一項(xiàng)再分析比較了近年和早年rTMS前額區(qū)治療抑郁癥的研究,發(fā)現(xiàn)近年比早年的研究使用的rTMS次數(shù)多(≥20次∶10次),抗抑郁療效好。
?、泊帕坎挥绊懶Я浚篠chutter等(2009)再分析了30篇隨機(jī)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(jié)果發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)閾值磁量<100%與100%~120%的效量無顯著差異。
?、朝熜ьA(yù)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(jià)皮質(zhì)興奮性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),右半球興奮性與癥狀嚴(yán)重度(由Beck抑郁自評問卷和簡明精神病量表評定)呈正相關(guān),左運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)興奮不足預(yù)示rTMS療效較差,特別是憂郁癥狀突出的病人。
㈢比較
?、北瓤挂钟羲?/strong>
Demitrack和Thase最近綜述發(fā)現(xiàn),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(qiáng)化的療效。美國FDA最近表明,針對標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)療法[1]。
?、脖入姵榇ぶ委?/strong>
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(fā)現(xiàn)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(cè)高頻與右側(cè)低頻
Fitzgerald等(2003)給60例難治性抑郁癥病人雙盲隨機(jī)分配用高頻(10赫茲)rTMS左前額皮質(zhì)背外側(cè)部、低頻(1赫茲)rTMS右前額皮質(zhì)背外側(cè)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(gè)活性組的MADRS分比療前改善(48.0±17.9)%,比假裝治療組為優(yōu)。
四.抗焦慮障礙
Berkowitz等(2007)提出,驚恐障礙、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)和恐怖癥的右前額皮質(zhì)活性低下,杏仁核/邊緣系統(tǒng)活性亢進(jìn),理論上講,高頻rTMS右前額皮質(zhì)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(qiáng)迫癥的右前額皮質(zhì)功能亢進(jìn),低頻rTMS右前額皮質(zhì)抑制其代謝,對廣泛性焦慮癥和強(qiáng)迫癥有效[1]。
㈠驚恐障礙
?、斌@恐發(fā)作機(jī)制
LeDoux等(1988)和Davis(1992)用以杏仁核為核心的神經(jīng)環(huán)路解釋“內(nèi)在的害怕反應(yīng)”。具體是輸入的感覺刺激經(jīng)丘腦前部傳至杏仁核外側(cè)核,由杏仁核外側(cè)核傳至杏仁核中央核,中央核刺激下丘腦外側(cè)部,激活交感神經(jīng)系統(tǒng);刺激室旁核,激活下丘腦-垂體-腎上腺軸;刺激中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì),引起極冷感;刺激藍(lán)斑,提高學(xué)習(xí)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(wǎng)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(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性,抑制中樞的γ-氨基丁酸神經(jīng)元,引起皮質(zhì)脫抑制 [1],增加Na+通道的傳導(dǎo),增加皮質(zhì)興奮性。
?、财诖越箲]機(jī)制
驚恐發(fā)作的體驗(yàn)在海馬留下記憶,當(dāng)后來回到驚恐發(fā)作場景或跑步后心率加快時(shí),會(huì)聯(lián)想到上次的驚恐發(fā)作,或僅僅是回想起上次的驚恐發(fā)作,就能刺激杏仁核,引發(fā)期待性焦慮,杏仁核的激動(dòng)能抑制前額皮質(zhì)內(nèi)側(cè)部/眶部,引起病人恐怖性回避相應(yīng)環(huán)境或活動(dòng) [1]。
?、车皖lrTMS有效
Mantovani等(2007)嘗試性研究報(bào)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(zhì)背外側(cè)部,治療2周,5例驚恐癥狀改善,這種改善持續(xù)6個(gè)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(yùn)動(dòng)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(zhì)治療驚恐障礙,而實(shí)際上,用的是低頻rTMS右前額皮質(zhì)治療驚恐發(fā)作,理論與實(shí)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(zhì)后下方的杏仁核,從而改善驚恐發(fā)作。
㈡PTSD
?、鄙窠?jīng)成像: Freeman等(1998)用質(zhì)子核磁光譜調(diào)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(fā)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(jìn)。
?、膊±砩恚呵邦~皮質(zhì)內(nèi)側(cè)(特別是扣帶皮質(zhì)前部)經(jīng)γ-氨基丁酸中間神經(jīng)元抑制杏仁核活性,促進(jìn)害怕消退。當(dāng)前額皮質(zhì)內(nèi)側(cè)或γ-氨基丁酸中間神經(jīng)元功能減退時(shí),杏仁核谷氨酸神經(jīng)元脫抑制性興奮,引起自律性喚醒,夸大焦慮反應(yīng),谷氨酸的興奮性中毒導(dǎo)致長期作用電位,創(chuàng)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(xiàng)雙盲隨機(jī)、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(zhì)背外側(cè)部或假裝治療,每天1次,2周做10次, 結(jié)果發(fā)現(xiàn),10赫茲比1赫茲rTMS或假裝治療明顯改善PTSD核心癥狀(反復(fù)體驗(yàn)、回避)[1]。
?、缟缃豢植腊Y
新穎性探索與皮質(zhì)靜止期持續(xù)時(shí)間(皮質(zhì)抑制的指標(biāo))呈正相關(guān),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(zhì)抑制功能低,興奮性高。理論上講,低頻rTMS抑制皮質(zhì)興奮,治療社交恐怖癥有效,但實(shí)際缺乏相應(yīng)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(yīng)的病人激活額葉或邊緣區(qū),而僅有輕度焦慮反應(yīng)的病人失活額葉和邊緣區(qū)。一個(gè)開放標(biāo)簽初步研究給10例廣泛性焦慮癥病人用低頻rTMS前額皮質(zhì),使用運(yùn)動(dòng)閾值磁量的90%,顯著改善焦慮癥狀。
?、榭箯?qiáng)迫
?、宝谋┌l(fā)性經(jīng)顱磁刺激
最近,Huang等開發(fā)了一種50赫茲低強(qiáng)度的δ暴發(fā)性經(jīng)顱磁刺激。當(dāng)持續(xù)性δ暴發(fā)性刺激時(shí),抑制運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)興奮;當(dāng)間歇性δ暴發(fā)性刺激時(shí),提高運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)興奮。
?、仓委煓C(jī)制
強(qiáng)迫癥的右前額皮質(zhì)功能亢進(jìn),持續(xù)性δ暴發(fā)性刺激抑制右前額皮質(zhì),改善強(qiáng)迫;抑郁癥的左前額皮質(zhì)功能低下,間歇性δ暴發(fā)性刺激激動(dòng)左前額皮質(zhì),改善抑郁。
Wu等報(bào)告1例難治性強(qiáng)迫癥共患重性抑郁癥的病人,用δ暴發(fā)性刺激強(qiáng)化治療有戲劇性改善。