经颅磁刺激常用定位方法

 

 
 
 

 

在之前的两期经颅磁推文中,我们向大家介绍了经颅磁的基本原理与常见的刺激方法。不同的疾病所关联的脑区不同,并且具有不同的刺激方法。人们在使用经颅磁治疗疾病的过程中不断实践出多种定位方法,从粗略到精准,从繁琐到智能。那么,到底如何将经颅磁脉冲精准地放置在目标脑区呢?我们今天就向大家介绍一下经颅磁刺激常用的定位方法与操作。

 

 

第一种:功能反应定位

根据能够被合理、方便确定的功能脑区定位,例如,根据在目标肌群记录到运动诱发电位(MEP)可以确定运动皮层M1位置。又如,以M1为原点,沿中轴线方向前进5cm即认定为背外侧前额叶皮层区域。这种方法仅适用于目标脑区为运动皮质或与其有特定位置关系的其他脑区的定位。

 

刺激初级运动皮层时,记录到第一骨间背侧肌的MEP

 

 

第二种:定位帽定位

  1. 进行经颅磁刺激前,给病人佩戴定位帽,直接在定位帽上手动标记目标区域。

    例如:

    通过测量MEP的方法,直接在定位帽上标记运动皮质目标区域,此种方法与第一种定位方法类似,但帽子能够重复使用,可以方便后续治疗。

  2. 提前在帽子上进行功能区的划分。

    目前市面上经颅磁厂家会配备提前划分好功能区的定位帽,或将常用的治疗位点集成在帽子上。

    病人只需佩戴适合其本人头围大小的帽子,将线圈放置在对应位置即可进行刺激。

    此种方法目前国内使用较为广泛,虽不能做到精准定位,但定位帽标识清晰,使用方便,可以很好地解决临床治疗过程中快速定位问题。

  3. 按照脑电图10-20电极排布系统设计的定位帽。

    经颅磁刺激可以按照脑电电极的排布方式进行定位。

    例如:

    C3电极的位置被认为对应的是左侧M1区。

    又如,左半球的Broca区定位是中线额Fz与左中颞T3连线交于中线中央Cz与左前额F7连线,两连线交点即为左侧Broca区。

    脑电电极排布清晰,因此,此种方法操作十分简单。

    但其缺点同②一致,由于不同的人脑大小不一,因此误差也较大。

 

TMS-EEG同步

 

 

定位帽+功能反应区定位方法:

①现在定位帽上标记冠状线与矢状线的交汇Cz点

②以Cz为起点,在向左5cm,向前1cm处标记一点

③以标记点为起点,倾斜45°在定位帽上画出三条平行延长线,延长线之间的距离为1cm

④以标记点为中点,分别以1cm的距离在延长线上标记其周围的8个点

⑤使用8字线圈,线圈手柄倾斜45°,将线圈凹陷处分别对准9个点进行单脉冲刺激

⑥确定M1区,在定位帽上标记对应点

 

 

第三种:MRI结构像+功能像定位

①采集高分辨T1结构像,可以精确地定位相应脑解剖位置。根据大脑的结构,定位刺激的目标区域,之后通过结构像还原3D头模,将目标区域映射至头皮形成目标靶点,进而实现相比于定位帽更加精准地刺激。但此方法仍具有一定地局限性:虽然T1结构像可以精确定位脑区,但忽略了脑解剖位置与脑功能区不完全对应地问题。因此,可以将结构像与功能像结合定位。

 

②采集特定任务的功能MRI数据,得到激活脑区后,根据解剖知识与功能区激活确定目标区域,最后将目标区域映射至3D头模的头皮对应位置,即可进行经颅磁刺激。

 

第三种定位方法可以使用Matlab工具包或其他软件,手动重建3D头模。例如在MRIcron软件中加入T1结构像以及特定任务功能像,构建出与病人真实脑空间大小相同的3D激活图头模,在头模上与真实场景病人头上找到一个相同的参考点(如下图点F),通过测算头模上参考点与目标点的距离,还原真实场景中目标点的定位。

 

找到目标靶点E后,通过测算参考点F与靶点E映射至头皮的E1点的距离,实现真实场景的E1点定位

 

这种方式需要一定的MRI图像处理基础,对于新手来说并不十分方便,因此,想要实现精确的目标定位也可以使用经颅磁神经导航软件,目前市面上神经导航软件算法发展已经十分成熟,只需导入MRI结构像以及功能像,即可自动计算出3D头模,在刺激过程中对线圈进行实时地导航定位,操作流畅便利,功能多样,大大节省靶点定位的时间。

 

神经导航软件自动重建3D头模与实时目标追踪

 

 

第四种:机器人自动导航系统

上述三种为目前经颅磁刺激常用的定位方式。在解决精准定位的问题后,下一步人们考虑的是如何使精准定位变得更加方便智能。因此,机器人自动导航系统应运而生。运用机械臂代替传统线圈支架,通过在软件中对目标靶点进行定位,机械臂便可以实现自动追踪目标的功能,在刺激过程中,即使病人发生头动,也可以实时校正线圈位置,保持线圈与靶点距离相对不变的状态。目前此系统在国内应用还十分少见,大大解放了人们的双手,使病人能够在较为放松的状态下完成治疗。

 

 

参考文献:

张慧, 胡瑞萍, 王梦星,等. 基于磁共振脑功能和脑结构成像的TMS线圈定位方法[J]. 磁共振成像, 2016(11):861-866.

周天鹏, 张广浩, 吴昌哲,等. 经颅磁刺激定位方法的研究进展[J]. 中国生物医学工程学报, 2017, 036(006):741-748.

 
 
 

 

作者:FZ

封面:大明湖畔千百万

编辑:蔡瑞

排版:橙汁儿