2021年8月16日
我们提供一系列标准化的单脉冲和双脉冲经颅磁刺激(TMS)记录方案,支持常规的幅度测量和阈值追踪。该程序可控制三种不同类型的磁刺激器,并设计为可由单名操作者便捷地完成所有测试。
我们的方案将促进阈值追踪TMS技术的广泛应用,并实现与传统幅度测量的直接比较。这些方案已设计用于控制三种类型的磁刺激器,并允许单名操作者记录常用的单脉冲和成对脉冲TMS方案。这些单脉冲和成对脉冲TMS方案操作快速且易于掌握。
它们能够在临床环境中实现高质量的记录和分析。此处所述方案的优势在于,与现有方法相比,记录和分析过程均实现了自动化。首先评估受试者的病史,并询问其是否患有癫痫、装有心脏起搏器,或体内有任何类型的金属植入物。
向受试者说明磁刺激应用于头皮的具体情况,例如,刺激时会听到“咔哒”声,同时伴有肌肉抽动。每次检查大约需要10分钟。由于部分刺激可能略感不适,您可随时示意停止刺激。
在详细说明操作步骤后,邀请受试者签署书面知情同意书,然后请受试者戴上泳帽。当受试者准备就绪后,清洁拟研究脑半球对侧的手部,将记录电极置于第一背侧骨间肌(FDI)上方,参考电极置于第二掌指关节处。将接地电极放置于手背部,随后将记录电极和接地电极连接至放大器。
要求受试者在检查过程中保持放松并保持警觉。打开经颅磁刺激(TMS)设备,使用相应方案启动用于TMS记录的半自动软件。在菜单中选择增益和门控选项,然后单击“确定”继续。
然后,从主选项中选择协议 CSP。对于后向前或前向后的电流诱导,将八字形线圈放置在受试者头部的耳屏连线左侧距头顶约四厘米处,线圈手柄指向矢状面旁 45 度方向。完成后,按下 Insert 键手动增加刺激强度,直至获得运动诱发电位(MEP)。
然后,在屏幕上监测运动诱发电位(MEPs)以及第一背侧骨间肌(FDI)的肌肉抽动,同时轻微移动线圈,以找到磁刺激的热点区域。确定热点位置后,用笔在泳帽上描出线圈的轮廓,以便保持线圈位置恒定,然后点击“确定”并启动自动刺激方案的记录。记录将自动继续进行,首先以200微伏(µV)确定静息运动阈值(RMT)。
选择是否在有或无暂停的情况下测量静息期。指导受试者保持第一骨间背侧肌(FDI)的舒适性激活,然后点击“确定”以测量静息期。系统将自动给予三组各10次的上下刺激循环,以测量静息期。
最后一次刺激结束后,告知受试者放松,然后点击“确定”返回主菜单。在主选项中,选择SICI方案,展开SICI ISI选项标签,选择计划研究的ISI。如果未使用默认刺激次数,请在“每个ISI的刺激次数”标签中选择所需的刺激次数,然后从菜单中选择A-SICI以继续记录。
在确定 RMT 200 和 RMT 1000 后,A-SICI 记录将自动开始,并持续约 10 分钟。测试刺激强度固定为 RMT 1000,条件刺激强度为 RMT 200 的 70%。每三次配对刺激之后给予一次单独的测试刺激。
每对刺激重复给予10次,共120个刺激。当程序结束后,请观察屏幕,待其自动返回主菜单后,再选择T-SICIp。记录将自动继续,首先以200微伏确定RMT,随后进行约10分钟的SICI记录。
通过以下方式持续追踪RMT 200:若反应幅度超过250微伏,则将刺激强度降低1%最大刺激器输出;若反应幅度小于160微伏,则将刺激强度增加1%。单刺激与配对刺激交替呈现,配对刺激以伪随机化的ISI间隔给予,具体如前所述。当屏幕自动返回主菜单后,点击“Finish”标签以停止记录。
单击“关闭文件并保存数据”按钮以完成测试。要进行离线TMS分析,请启动分析软件程序,然后单击“确定”以选择待分析的记录。从TMS菜单中选择“创建TMS MEM文件”选项,然后单击“确定”以保存弹出的MEM文件。接着,从TMS菜单中单击“绘制TMS MEM/MEF选项”,以将个体受试者的记录与一组健康对照组进行比较。在MEM文件名菜单中选择第一个选项,然后从MEM文件列表中单击用于比较的MEM文件。
使用90%置信区间、标准差或标准误的不同选项叠加MEM和MEF文件。在A-LICI方案中,条件刺激与测试刺激以50毫秒的间隔递送,并监测相应的MEP。在T-LICI方案中,刺激脉冲递送时间从50毫秒至300毫秒,并追踪RMT 200的阈值。
SICF 方案的实施类似,但采用较短的刺激间间隔。SAI 方案涉及记录神经刺激对约 20 毫秒后诱发的 MEP 的影响。关键是要定位一个诱发 MEP 的最佳热点,并在整个记录过程中保持线圈位置不变。
此处所述方案的自动化特性使得记录过程可由单名操作者完成,从而让操作者能够完全专注于保持线圈处于稳定位置。该软件还允许选择不同的刺激间间隔、每个间隔的刺激次数以及不同强度的条件刺激。一个重要的新功能是门控功能,可在受试者未处于放松状态时自动剔除异常信号轨迹。
本研究提供了单脉冲和双脉冲经颅磁刺激(TMS)记录的标准化操作流程,专为单人操作的便捷性而设计。这些流程可实现对三种类型磁刺激器的自动化控制,有助于对传统幅度测量方法与阈值追踪技术进行可靠的比较。
自动化经颅磁刺激(TMS)方案支持单名操作者执行标准化的神经生理学评估,有助于神经退行性疾病中的生物标志物发现。将阈值追踪与传统的幅值测量相结合,为中枢神经系统药物开发中的靶点验证提供了降低风险的比较框架。该方法增强了以皮质脊髓兴奋性和皮层内网络调节为重点的早期发现工作流程的可重复性和可扩展性。
该方法通过提供对皮质脊髓兴奋性和皮质内网络的标准化、自动化评估,将机制性风险降低,从而支持先导化合物的识别,并整合到早期发现工作流程中。