1985年，Barker和他的同事們首次成功利用瞬時(shí)脈沖的外部磁場(chǎng)刺激人體大腦運(yùn)動(dòng)皮層和外圍神經(jīng)。這種非侵入性、無(wú)痛的磁場(chǎng)刺激方法叫做經(jīng)顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）。其一經(jīng)問(wèn)世，便引起了強(qiáng)烈反響，并迅速發(fā)展成為一種非侵入性的研究人體神經(jīng)系統(tǒng)的強(qiáng)有力工具。

圖1

經(jīng)過(guò)三十余年的發(fā)展，經(jīng)顱磁刺激已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到科學(xué)研究和臨床治療領(lǐng)域，特別是重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS），在研究和治療抑郁癥、帕金森病、癲癇、神經(jīng)性疼痛、脊髓損傷和腦卒中等臨床疾病中發(fā)揮著重要的作用。

 不同種類的線圈

經(jīng)顱磁刺激儀有兩個(gè)重要組成部分：提供脈沖電流的能量發(fā)生裝置和產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)的刺激線圈。磁刺激線圈的形狀和大小在確定大腦中刺激的聚焦性和深度方面起著重要作用。在經(jīng)顱磁技術(shù)過(guò)去發(fā)展的很長(zhǎng)一段時(shí)間中，基于不同的幾何布局研究者設(shè)計(jì)了諸多不同結(jié)構(gòu)的線圈。

圖2

蝶形線圈

目前臨床和科研中廣泛使用的線圈有兩種：圓形線圈和8字型線圈。

圖3

1988年，Uneo等人首次提出了Figure-8線圈結(jié)構(gòu)，并于1990年成功地獲得了5毫米分辨率的運(yùn)動(dòng)皮層映射功能。[1]

8字形線圈如圖3所示，由兩個(gè)共面的通有相反方向電流的圓形線圈組成。它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度在空間的分布如圖4所示，產(chǎn)生的電場(chǎng)分布如圖5所示。由圖5可知，8字形線圈產(chǎn)生的電場(chǎng)有兩類峰值：位于兩線圈交界處的主峰和位于兩側(cè)的側(cè)峰。主峰的幅值約為側(cè)峰幅值的兩倍。這一特性使得8字形線圈的聚焦性遠(yuǎn)優(yōu)于其他不同結(jié)構(gòu)的刺激線圈，8字形線圈在實(shí)驗(yàn)和臨床中得到了更廣泛的應(yīng)用 。[2]

圖4

圖5

英智8字形線圈

8字形線圈刺激較深且聚焦性較強(qiáng)，刺激深度約2-3cm，能較為精準(zhǔn)地契合刺激靶點(diǎn)，可滿足于定位比較嚴(yán)格的腦功能區(qū)制圖。適用于區(qū)域性腦功能分析及多種神經(jīng)、精神類疾病治療。

技術(shù)參數(shù)Technical Features

傳感器接口：LEMO 6針

電纜長(zhǎng)度：1.5米

線圈尺寸：內(nèi)徑：30mm，外徑：85mm 

8字形線圈相關(guān)應(yīng)用

1. 使用8字形線圈治療失眠癥 

失眠癥是最常見(jiàn)的睡眠障礙，常見(jiàn)癥狀是入睡困難、睡眠質(zhì)量下降和睡眠時(shí)間減少，記憶力、注意力下降等。

2013的一項(xiàng)研究中，將120名嚴(yán)重慢性失眠患者均分為3個(gè)研究組：rTMS治療組，藥物治療組（艾斯挫侖）和心理治療組，每天進(jìn)行治療，持續(xù)兩周。其中rTMS治療組使用到8字形線圈，刺激頻率1Hz、80%閾值的刺激強(qiáng)度對(duì)靶點(diǎn)右背外側(cè)前額葉(R-DLPFC)區(qū)進(jìn)行治療。三組在治療前，治療后都使用多導(dǎo)睡眠圖等參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。[3]

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，三種治療方式均具有顯著效果，與藥物治療組和心理治療組相比，使用8字形線圈的rTMS治療在改善Ⅲ期和REM睡眠方面效果最好。

2. 使用Butterfly coil線圈治療抑郁癥 

抑郁癥屬于臨床中一種常見(jiàn)的精神疾病，發(fā)病率高且有著比較高的自殺風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)應(yīng)用經(jīng)顱磁刺激（rTMS）技術(shù)治療抑郁癥的研究取得了較大進(jìn)展：30+項(xiàng)總共包括2000例被試研究抑郁癥的偽刺激雙盲對(duì)照試驗(yàn)；15篇高影響因子關(guān)于MDD綜合數(shù)據(jù)的meta分析文章。

2018年的一項(xiàng)隨機(jī)、多中心試驗(yàn)中，隨機(jī)分配414名診斷為重度抑郁癥的被試到10Hz rTMS治療組（205名）和iTBS治療組（209名）。均使用8字形線圈刺激左側(cè)背外側(cè)前額葉（L-DLPFC），每天一次，初始治療總計(jì)20次。分別在治療前、每5次治療后、全部治療結(jié)束后1周、結(jié)束后4周以及結(jié)束后12周使用HRSD-17等診斷評(píng)分手段進(jìn)行跟蹤治療效果。[4]

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，10Hz rTMS組的HRSD-17得分從23.5（SD4.4）變?yōu)?3.4（SD7.8），iTBS組的HRSD-17得分從23.6（SD4.3）變?yōu)?3.4（SD7.9）。兩者在治療抑郁癥患者癥狀中的效果相差不多。

Reference

[1]S. Ueno, T. Tashiro, and K. Harada, “Localized stimulation of neural tissues in the brain by means of paired configuration of time-varying magnetic fields,” Appl. Phys., vol. 64, no. 15, pp. 5862–5864, 1988.

[2]陳福謙，周軍，王永波，李麗紅。經(jīng)顱磁刺激線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析綜述[J].機(jī)電工程,201,431(04):431-436.

[3]Cheng-gang Jiang, Ting Zhang, Fa-guo Yue, Ming-ling Yi. (2013). Efficacy of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in the Treatment of Patients with Chronic Primary Insomnia. , 67(1), 169–173. doi: 10.1007/s12013-013-9529-4.

Blumberger DM, Vila-Rodriguez F, Thorpe KE, Feffer K, Noda Y, Giacobbe P, Knyahnytska Y, [4]Kennedy SH, Lam RW, Daskalakis ZJ, Downar J. Effectiveness of theta burst versus high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with depression (THREE-D): a randomised non-inferiority trial. Lancet. 2018 Apr 28; 391(10131):1683-1692. doi: 10.1016/S0140-6736(18)30295-2. Epub 2018 Apr 26. Erratum in: Lancet. 2018 Jun 23;  391(10139):e24   . PMID: 29726344.