经颅磁刺激(TMS)简介和应用
tms作用原理
tms作用原理TMS作用原理导语：近年来，随着脑科学研究的深入，经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）被广泛应用于神经科学研究和临床治疗领域。
本文将探讨TMS的作用原理及其在脑科学和神经疾病治疗中的应用。
一、TMS的基本原理TMS是一种非侵入性的脑刺激技术，通过在头皮上放置一根绕线圈，产生时间短暂但强烈的磁场脉冲，作用于大脑皮层。
这种磁场脉冲能够透过头骨和皮层组织，直接作用于神经元，引发神经元的兴奋或抑制。
二、TMS的作用机制1. 神经元兴奋：TMS可以通过对大脑皮层的刺激，引发神经元的兴奋。
当磁场脉冲作用于大脑皮层时，会在皮层中产生磁场感应电流，从而改变神经元的膜电位，使其兴奋。
这种兴奋作用可以持续一段时间，称为短时效应，也可以通过多次刺激累积起来，形成长时效应。
2. 神经元抑制：除了兴奋作用外，TMS还可以通过高频刺激的方式，引发神经元的抑制。
高频刺激可以使神经元放电频率增加，进而引发抑制作用。
这种抑制作用可以持续一段时间，对于一些过度兴奋的神经元活动有一定的调节作用。
三、TMS在脑科学研究中的应用1. 神经可塑性研究：TMS可以通过刺激特定的大脑区域，观察其对其他脑区的影响，从而研究大脑的功能连接和可塑性。
例如，可以刺激运动皮层，观察患者的肌肉运动反应，以研究大脑运动控制的机制。
2. 认知功能研究：TMS可以通过刺激特定的大脑区域，在特定时间点干扰大脑的功能，从而研究不同脑区对认知功能的贡献。
例如，可以在执行工作记忆任务时刺激顶叶皮层，观察被试的记忆表现，以研究工作记忆的神经机制。
3. 神经网络研究：TMS可以通过刺激一个脑区，观察其对整个神经网络的影响，从而研究不同脑区之间的连接和调控关系。
例如，可以刺激前额叶皮层，观察其对大脑默认模式网络的影响，以研究大脑默认模式网络的功能和调控机制。
四、TMS在神经疾病治疗中的应用1. 抑郁障碍治疗：TMS已经被美国食品和药物管理局（FDA）批准用于抑郁障碍的治疗。
经颅磁 原理
经颅磁原理
经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）是一种非侵入性的脑神经
刺激技术，通过外部磁场对人体头骨进行穿透，刺激脑内神经元活动。
它基于电磁感应原理，利用快速变化的磁场产生电流，从而激活特定的脑区。
经颅磁刺激主要使用脉冲磁场来刺激大脑，这些磁场通过脑部组织而不对其造成直接
伤害。
刺激普遍依赖于远离刺激源的法拉第感应，即通过电流的快速变化产生变化的磁场，从而刺激脑内的神经元。
在刺激期间，磁场通过头骨和颅骨脑膜进入大脑，并针对特定的
神经元区域进行刺激。
经颅磁刺激可通过单个脉冲或一系列脉冲进行。
单个脉冲刺激可在特定脑区间产生瞬
时神经元激活。
而一系列脉冲刺激，即重复脉冲刺激，可以持续刺激脑区并产生长期效果。
刺激参数如强度、频率和持续时间等可以调整，以便对特定疾病或神经病理进行治疗。
经颅磁刺激被广泛应用于神经科学研究、临床医学以及神经康复等领域。
它被用于研
究神经疾病的机制，并在治疗抑郁症、精神分裂症、焦虑症等疾病方面显示出潜力。
通过
改变大脑神经元活动，经颅磁刺激可以调节神经网络功能，并改善特定疾病的症状。
尽管经颅磁刺激已经取得了一些令人鼓舞的成果，但仍然需要更多的研究来了解其准
确的机制和潜在的副作用。
研究还在不断探索经颅磁刺激的其他应用，如认知增强、学习
与记忆改进等领域。
经颅磁刺激利用电磁感应原理进行对脑神经元的刺激，具有非侵入性、安全性高和可
调节性的特点。
它在神经科学研究和临床应用中发挥着重要的作用，并为治疗神经病理提
供一种新的选择。
经颅磁刺激技术介绍
经颅磁刺激(transcranial magnetci stimulation，TMS) ——非创伤性、安全、无痛，1985年，AnthonyBarker
神经生理学 神经病理学、 神经认知科学 精神病学和心理学
MTS的作用原理
• 电磁感应原理
• 无痛兴奋神经细胞
• 依赖于脑部的电场作用产生神经去极化
• 阳性症状（顽固性幻听）——左右侧颞回区和 左侧颞顶区活动增强
其他应用
• 儿童孤独症——双侧背外侧前额叶
• 癫痫——EEG定位病灶 • 脑外伤后认知功能 • 帕金森氏症
睡 眠
• 非快眼动（NREM）睡眠和快眼动（REM）睡眠 • NREM睡眠分为阶段一（S1）、阶段二（S2）、 阶段三（S3）、阶段四（S4） • 各阶段大致比例：S1:5%、S2:50%、S3和S4各 10%、REM睡眠：25-30% • NREM睡眠——生长发育；REM——学习、记忆、 情绪调节
惊恐障碍(PD)——背外侧前额叶(DLPFC)功能异常， 两侧DLPFC兴奋性不对称（右>左） 创伤后应激障碍(PTSD）——右前额叶皮质氧灌注增 加,左侧前额叶皮质的灌注下降 强迫症(OCD)——前额叶皮质代谢亢进和灌注增加
抑郁症的rMTS治疗
• 最佳位点：背外侧前额叶(DLPFC)
• 方法：高频(>5Hz)刺激左侧DLPFC; 低频 (≤5Hz)刺激右侧DLPFC • 参数对疗效的影响：高强度优于低强度；长时 优于短时
妇产科的心理问题
• 好发时期：青春期、生育期、围绝经期及绝经 后 • 常见疾病：绝经问题、妇科肿瘤及妇产科手术 后、生育问题、月经问题 • 心理因素：产后心理“退化”现象、不孕的心 理问题、pocs，经前期综合征
经颅磁科普资料
经颅磁科普资料经颅磁刺激（TMS）是一种非侵入性的神经干预技术，用于治疗神经疾病和评估大脑功能。
它可以通过头皮传递高强度的磁场刺激，激发或抑制大脑神经元的活动。
这项技术已经被广泛应用于临床治疗和神经科学研究领域。
TMS的原理是利用电磁感应的原理，在大脑皮层中产生磁场。
磁场可以穿透头皮和颅骨，刺激大脑神经元的活动。
磁场强度和频率可以根据需要进行调节。
刺激的位置和方向可以通过改变磁圈的位置和方向来控制。
这种技术可以非常精确地定位和刺激大脑皮层中的特定区域。
TMS通常可以分为两种类型：单脉冲TMS和重复TMS。
单脉冲TMS是指以单个脉冲刺激大脑皮层的技术。
它通常用于研究大脑功能和评估神经疾病。
重复TMS是指以连续重复脉冲刺激大脑皮层的技术。
它通常用于治疗神经疾病，如抑郁症和焦虑症。
TMS可以用于治疗多种神经疾病，如抑郁症、焦虑症、帕金森病、癫痫等。
它可以通过刺激或抑制大脑神经元的活动来缓解症状。
例如，在抑郁症治疗中，TMS可以刺激前额皮质，提高患者的情绪和注意力水平。
除了临床治疗，TMS还可以用于神经科学研究。
它可以帮助我们了解大脑的功能和连接，并探索大脑与行为和认知的关系。
例如，TMS可以用于研究语言、注意力、感知和记忆等认知过程。
虽然TMS是一种非侵入性的技术，但它也有一些局限性。
它无法穿透颅骨下部，因此无法刺激深部结构，如大脑内部和脑干。
此外，由于刺激的位置和方向是通过改变磁圈的位置和方向来控制的，因此它的精度和可重复性可能会受到影响。
TMS是一种广泛应用于临床治疗和神经科学研究领域的非侵入性技术。
它可以通过刺激或抑制大脑神经元的活动来治疗神经疾病和评估大脑功能。
虽然它有一些局限性，但它在未来的神经科学研究和临床治疗中仍然具有广阔的应用前景。
经颅磁刺激在神经科学领域的应用现状与前景
经颅磁刺激在神经科学领域的应用现状与前景近年来，随着神经科学的迅速发展，经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation，简称TMS）作为一种非侵入性的神经调控技术，在神经科学领域引起了广泛关注。
本文将介绍经颅磁刺激的原理、应用现状和潜在前景。
一、经颅磁刺激的原理经颅磁刺激是利用强磁场瞬时改变大脑神经元活动的一种方法。
通过在头皮上施加磁场脉冲，可以产生短暂的电流，进而引起脑内神经元的兴奋或抑制。
这一刺激作用是通过欧姆定律和电磁感应原理实现的。
二、经颅磁刺激的应用现状1.治疗抑郁症和焦虑症经颅磁刺激作为一种非药物治疗方法，被广泛应用于抑郁症和焦虑症的治疗。
通过对特定脑区进行刺激，可以调节神经元的活动，从而改善患者的情绪和心理状态。
2.研究认知和记忆经颅磁刺激在研究脑认知和记忆的过程中也发挥了关键作用。
通过刺激特定脑区，研究者可以探索不同神经元网络在认知任务中的功能和相互关系。
这有助于深入理解人类思维和记忆的机制。
3.治疗神经疾病除了抑郁症和焦虑症，经颅磁刺激还被运用于治疗其他神经疾病，如帕金森病、失眠症和脑卒中后遗症等。
通过改变相关脑区的活动，可以减轻患者的症状并提高生活质量。
4.探索大脑的功能定位经颅磁刺激还被用于探索大脑的功能定位，以便开展神经外科手术前的定位和评估工作。
通过刺激特定脑区，研究者可以确定脑功能区域的具体位置和功能。
三、经颅磁刺激的未来前景1.个体化治疗随着对大脑结构和功能的深入研究，未来的经颅磁刺激技术将更加个体化。
通过结合个体的脑图谱和脑电图等数据，可以为患者提供更精确的治疗方案。
2.神经皮层刺激的发展神经皮层刺激是经颅磁刺激的一种变种，可以更准确地刺激大脑表面的特定区域。
未来的研究将更加关注神经皮层刺激的发展，以实现更精确和有效的神经调控。
3.脑机接口技术的结合脑机接口技术和经颅磁刺激的结合有望在康复和治疗领域发挥重要作用。
这种结合可以实现大脑与外部设备的直接交互，对失能患者的康复和神经疾病的治疗具有巨大潜力。
经颅磁刺激(TMS)简介与应用
功能区定位方法
FUNCTION MAPPING
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
重复刺激-常规TMS与模式化TMS
常规 每次治疗1000-3000脉冲
花样、模式化
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
副作用
诱发癫痫 短暂狂躁
晕厥
短暂头痛 短时听力改变 损坏颅内设备
头皮电极烧伤 大脑结构改变 组织毒素 其他瞬时效应
• TMS是唯一的科研、诊断、治疗设备，具有高度 因果分辩率
• TMS影响到神经科学中：分子、突触、细胞、网 络、脑区、系统、行经颅为磁刺的激（各TMS个）简层介和次应用
国内将出版的第一部TMS专业书
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
TMS背景 - 简史
1781,意大利解剖学家Galvani发现生物电
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
刺激模式和频率对BDNF的影响
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
TMS诱发大脑共振频率
脑电图EEG由大脑皮层神经的突触后电位组成，其振荡周期与神经回路、不应期、 代谢、同步化有关。根据脑电图频率可推算TMS频率及刺激作用 大脑基本振荡频率：睡眠时慢波－δ(delta)波，频率为4Hz以下， α(alpha)波，频率为8－13Hz,清醒安静闭目时即出现， β(beta)波约14－30Hz，睁眼经，颅情磁刺绪激紧（张TM、S）焦简虑介剧和应增用多。神经元兴奋性增高，
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
二、TMS使用参数
1，TMS术语与使用方法
2，TMS参数设置：强度、频率、 刺激、刺激时间、间歇时间。
3，TMS副作用， 安全指南： 1996年美国与2008年意大利制定
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
TMS使用 - 手持式单刺激
TMS
焦虑抑郁障碍共病
• 高频(>5Hz)刺激左侧DLPFC——缓解情绪低落， 精神动力缺乏 • 低频(≤5Hz)刺激右侧DLPFC——缓解紧张、担 心、烦躁、入睡困难 • 评估：HAMA,HAMD • 事件相关电位：MMN，N100,N200，P3a,P3b等
精神分裂症的rMTS治疗
• 阴性症状——前额皮质活动度减低
• 阳性症状（顽固性幻听）——左右侧颞回区和 左侧颞顶区活动增强
其他应用
• 儿童孤独症——双侧背外侧前额叶
• 癫痫——EEG定位病灶 • 脑外伤后认知功能 • 帕金森氏症
睡 眠
• 非快眼动（NREM）睡眠和快眼动（REM）睡眠 • NREM睡眠分为阶段一（S1）、阶段二（S2）、 阶段三（S3）、阶段四（S4） • 各阶段大致比例：S1:5%、S2:50%、S3和S4各 10%、REM睡眠：25-30% • NREM睡眠——生长发育；REM——学习、记忆、 情绪调节
重复性经颅磁刺激(rMTS)
• 以固定频率和强度连续作用某一脑部区域的 TMS • 重要参数：刺激频率（低频：1Hz；高频：520Hz）及强度（80%-120%MT） • 应用：抑郁症，精神分裂症，睡眠障碍，焦虑 障碍，孤独症，强迫症，帕金森氏症，癫痫等
焦虑障碍的rMTS治疗
广泛性焦虑障碍(GAD)——前额叶皮质活跃
妇产科的心理问题
• 好发时期：青春期、生育期、围绝经期及绝经 后 • 常见疾病：绝经问题、妇科肿瘤及妇产科手术 后、生育问题、月经问题 • 心理因素：产后心理“退化”现象、不孕的心 理问题、pocs，经前期综合征
心脏疾病与心理疾病
• • • • 心理问题是心脏疾病的危险因素 心脏疾病经常导致心理疾病 心脏疾病与心理疾病有很多共同表现 诊疗过程与纠纷问题
经颅磁刺激在精神疾病治疗中的应用与前景
经颅磁刺激在精神疾病治疗中的应用与前景在现代医学领域，精神疾病的治疗一直是备受关注的重要课题。
随着科技的不断进步，经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）作为一种非侵入性的神经调控技术，逐渐在精神疾病的治疗中崭露头角，并展现出广阔的应用前景。
一、经颅磁刺激的基本原理经颅磁刺激是通过在头部特定位置放置磁场线圈，产生短暂、强大的脉冲磁场，这些磁场能够穿透颅骨，在大脑皮层中诱导出局部电流，从而改变大脑神经元的兴奋性和神经连接。
简单来说，就是通过磁场来“刺激”大脑，调节其功能。
这种刺激的强度、频率和持续时间等参数可以根据治疗的需要进行调整，以达到不同的治疗效果。
例如，高频刺激通常会增加神经元的兴奋性，而低频刺激则可能抑制神经元的活动。
二、经颅磁刺激在精神疾病治疗中的应用1、抑郁症抑郁症是经颅磁刺激应用较为广泛的领域之一。
研究表明，对特定脑区（如左侧背外侧前额叶皮层）进行高频刺激，可以改善抑郁症患者的情绪、认知和行为症状。
许多抑郁症患者在经过多次经颅磁刺激治疗后，症状得到了显著缓解，甚至恢复了正常的生活和工作。
2、精神分裂症对于精神分裂症，经颅磁刺激也显示出一定的治疗潜力。
虽然其效果可能不如在抑郁症治疗中那么显著，但对于缓解幻觉、妄想等阳性症状以及改善认知功能方面，仍具有积极的作用。
3、焦虑症焦虑症患者常常饱受过度担忧、紧张和恐惧的折磨。
经颅磁刺激可以调节与焦虑相关的脑区活动，帮助患者减轻焦虑情绪，提高应对压力的能力。
4、强迫症强迫症患者常常被反复出现的强迫思维和强迫行为所困扰。
经颅磁刺激通过调整大脑的神经活动，有望打破这种不良的神经环路，减轻强迫症的症状。
三、经颅磁刺激治疗的优势1、非侵入性与传统的药物治疗和一些侵入性的治疗方法（如电休克治疗）相比，经颅磁刺激不需要手术、注射或口服药物，避免了药物带来的副作用和手术的风险。
2、个性化治疗可以根据患者的具体病情和脑功能特点，制定个性化的治疗方案，选择不同的刺激部位、强度和频率，提高治疗的针对性和有效性。
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• 手持低频平刺激：用于治疗偏头痛、癫痫、外 周肢体疼痛。
• 用于MEP检测，诊断颅内运动神经功能
运动诱发电位的诊断作用
功能区定位方法
FUNCTION MAPPING
重复刺激-常规TMS与模式化TMS
常规 每次治疗1000-3000脉冲
3. 皮质内抑制及易化：探明各种神经、精神性疾病 时半球间、不同脑区间的病理联络机制的研究
•
MEP和CMCT
两种计算方法： CMCT=T1-T2 CMCT=T1-(F+M-1)/2
花样、模式化
副作用
诱发癫痫 短暂狂躁
晕厥
短暂头痛 短时听力改变 损坏颅内设备
头皮电极烧伤 大脑结构改变 组织毒素 其他瞬时效应
TMS副作用
单脉冲TMS
成对TMS
低频rTMS
高频rTMS
罕见 无
无报导 无
罕见 罕见
可能 左额叶可能
可能出现的意外，不是刺激大脑的直接作用，偶发现象
可能，与个体敏感性、刺激量、刺激时间、刺激部位相关 可能，与刺激部位、有无保护、刺激量、刺激时间相关 可能损坏电子耳蜗、颅内刺激器、起搏器等，与线圈距离相关
无 无 无 无报导
无 无 无 无报导
可能 有争议 有争议 无报导
可能 有争议 有争议 激素,乳酸变化
TBS 可能 无报导
可能 无报导 无报导 无报导
三、TMS临床检查
1，运动诱发电位（MEP）是刺激运动皮质在靶肌记录到的肌肉
运动复合电位；检查运动神经通路的完整性、功能区面积定位。
2，中枢运动传导时（CMCT）在脊髓旁神经根处刺激引出靶肌动 作电位，减去头部MEP潜伏时为CMCT。
• 评价皮质脊髓束的传导性
•
1. CMCT：脑皮质到脊髓前角运动神经元的传导时间
皮质脊髓束的脱髓鞘、退行性、缺血性变化及脊
髓病等将导致CMCT 延长,
•
2. MEP波型波幅：反映周围神经功能
• 评价皮质的兴奋性
1. 运动阈值：评价皮质脊髓束的兴奋性
2. 皮质静息期：对评价癫痫、脑卒中、运动异常、 肌萎缩侧索硬化症、偏头痛和破伤风等有意义
二、TMS使用参数
1，TMS术语与使用方法
2，TMS参数设置：强度、频率、 刺激、刺激时间、间歇时间。
3，TMS副作用， 安全指南： 1996年美国与2008年意大利制定
TMS使用 - 手持式单刺激
• 频率在1Hz以下，作为低频刺激，可诱发长时 程抑制。
• 刺激大脑运动皮质M1区，观察对侧手指有无 抖动，确定运动阈值。
3，运动阈值（MT）是指在靶肌记录到大于50uV MEP时最小头 部磁刺激强度。反应中枢运动神经兴奋性。
4，成对刺激(PP)和皮质间的抑制和易化。用成对磁场刺激，调 节间隔时间分别反应皮质间的抑制和易化。
5，中枢静息期检测（SP），靶肌收缩时刺激兴奋后有一段无肌 肉收缩的静息期，反映中枢抑制。
TMS常用脑功能检测
1781,意大利解剖学家Galvani发现生物 电
1831年，英国物理学家Faraday发现电磁感应
TMS背景- 磁刺激器诞生
1987年， 英国 MAGSTIM 开始生产 TMS
1985年，英国Barker首先用 TMS引出运动诱发电位MEP
1992年，美国 Cadwell 研制出 重复经颅磁刺激器
TMS背景-中国的TMS
1988年在同济医院-廖家华 制作了中国第一台TMS
TMS背景 - 朱康年与TMS
1990 朱康年总经理第一次与廖家华合作， 在北京四达公司制作出TMS样机， 在北京协和医院、卫生部演示。
TMS的原理是通过大功率脉动电源 向高压储能电容充电，通过刺激线圈 放电产生瞬变磁场，无阻碍通过颅骨 在颅内产生诱发电流，刺激大脑皮质， 产生神经刺激与神经调控作用。
TMS刺激的网Leabharlann 传导rTMS对血氧的影响TMS对大脑多巴胺的影响
• Keck等 (2002)等发 现TMS可增 加人类纹状 体和和边缘 系统多巴胺 释放
刺激模式和频率对BDNF的影响
TMS诱发大脑共振频率
脑电图EEG由大脑皮层神经的突触后电位组成，其振荡周期与神经回路、不应期、 代谢、同步化有关。根据脑电图频率可推算TMS频率及刺激作用 大脑基本振荡频率：睡眠时慢波－δ(delta)波，频率为4Hz以下， α(alpha)波，频率为8－13Hz,清醒安静闭目时即出现， β(beta)波约14－30Hz，睁眼，情绪紧张、焦虑剧增多。神经元兴奋性增高，
TMS设备原理
TMS刺激调制大脑功能
• 选择性兴奋局部神经及其神经网络系统。 • 干扰大脑功能、虚拟损伤、功能定位。 • 影响神经递质、激素分泌，基因表达。 • 通过不同的刺激模式，调节神经兴奋性
和突触可塑性，影响大脑共振频率。 • 调节脑源性神经营养因子（BDNF）分泌、
双向改变脑血流和局部新陈代谢。
TMS刺激其他效应
研究发现，1Hz低频rTMS作用于左侧眶额叶 （OFC）可增强正常人对正性情绪的记忆，假 刺激无效，认为OFC可能是DLPFC的核心脑 区，是情绪信息加工的最高级整合中枢。 (Schutter,2006 ;Camille,2004)。
路会生（2007）等发现，正常人听“拉德斯基 进行曲”形成愉快状态时脑桥腹侧正中下部激 活，且脑电中心频率为32Hz，采用32Hz高频 rTMS刺激该脑区，数分钟后可增强愉悦感及其 32Hz中心频率脑电功率。
TMS背景- 第四次革命
• 神经科学开创了第四次革命
• 脑科学4大装备：MRI、PET、 MEG、TMS
• TMS是唯一的科研、诊断、治疗设备，具有高度 因果分辩率
• TMS影响到神经科学中：分子、突触、细胞、网 络、脑区、系统、行为的各个层次
国内将出版的第一部TMS专业书
TMS背景 - 简史
经颅磁刺激（TMS）简介和应用
TMS原理及应用
TMS-背景原理 TMS-使用参数 TMS-临床检查 TMS-临床治疗
TMS-发展科研
TMS背景 - 定义
Transcranial Magnetic Stimulation（TMS）
经颅磁刺激
TMS是用瞬变磁场穿过颅骨，产生感应电流 无创性刺激大脑神经的一种新技术。 TMS是一种无痛性神经功能调控艺术。 TMS是一种无电极、无接触的诱发电刺激。 TMS是集科研、诊断和治疗一体化的工具。