诊断性经颅磁研究进展浅谈
经颅磁刺激利用瞬变的脉冲磁场穿过颅骨，改变大脑皮质神经膜电位，产生感应电流，从而影响脑组织代谢和神经活动。该项技术最早于1985年的Barker等发表于Lancet。经颅磁刺激技术作为一种无创性神经调节技术，不仅拥有较好的空间分辨率，而且操作简便，在安全指南指导下使用安全性极高。
经颅磁刺激技术经过这么多年的发展，其临床应用日益广泛，其中经颅磁刺激刺激大脑特定部位之后产生的生理变化，能够产生“虚拟病变”的效果[1]，同时，因其安全、无创和无痛的特点，使其成为评价皮质脊髓通路和皮质延髓通路功能整合的常规电生理检查方法。
近年来，经颅磁刺激不仅用于大脑皮质，而且用于几乎所有传统电刺激部位，如脑干、神经根和周围神经。通过改变刺激强度、刺激模式和靶肌肉状态，或者与电刺激、脑电图(EEG)、肌电图(EMG)和fMRI检查相结合，极大地拓展其在基础研究和临床诊断与预后判断等领域的应用[2]。
本文主要简述经颅磁刺激在临床诊断中的应用。
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常规经颅磁刺激方案
经颅磁刺激模式可以分为单脉冲经颅磁刺激(spTMS)、成对脉冲经颅磁刺激(ppTMS)和重复经颅磁刺激(rTMS)三种类型。重复经颅磁刺激主要用于临床治疗，而单脉冲和双脉冲应用于诊断检查较多。
单脉冲经颅磁刺激多用于运动诱发电位检测，包括运动阈值(MT)、波幅和潜伏期、皮质安静期(CSP)、中枢运动传导时间(CMCT)和运动诱发电位募集曲线等，为疾病相关运动皮质兴奋性改变和皮质脊髓束输出改变提供重要证据。
成对刺激可以用于皮质内抑制和皮质内易化的评价，包括1个条件刺激(CS)和1个测试刺激(TS)。
不同的检测指标，条件刺激和测试刺激强度和刺激间隔也不尽一致。
通过比较予或不予条件刺激时测试刺激引起的运动诱发电位波幅或阈值的差异，检测皮质内或皮质问抑制或易化现象。
成对关联刺激引起的神经元之间的联系改变代表峰值时问相关可塑性形成，刺激间隔的差异可以导致突触长时程增强(LTP)或长时程抑制(LTD)，与记忆和学习相关长时程突触可塑性改变相似。
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经颅磁刺激与其他检测技术
联合应用
此外经颅磁刺激还可以与脑电图、fMRI、PET和功能性近红外光谱成像技术（fNIRS）等联合应用，研究不同脑区功能及其相互联系。
经颅磁刺激联合脑电图
CracCO等[3]率先开展经颅磁刺激与脑电图的联合应用，并成功记录到刺激对侧大脑半球的脑电改变。
运动诱发电位局限于运动皮质，经颅磁刺激联合脑电图通过予局部皮质磁刺激，可以观察到周围皮质脑电改变，从而探索神经功能随时间的动态改变和内在层次结构，阐明皮质可塑性相关重要问题。
例如，癫痫病理生理学机制、致痫灶定位和预后判断；皮质、丘脑环路和皮质之间联系改变等[4]。
Fabio等[5]人通过对健康人和精神分裂症患者运用TMS-EEG技术对比发现，精神分裂症患者经TMS刺激后大脑产生的γ波振荡明显少于健康人。
同时高密度的EEG还记录了产生的脑波在大脑内部的传播状况，正常人经TMS刺激Cz点后产生的γ波，会很快的传播到其他脑区，而精神分裂症患者的脑波却没有继续传播，大多局限在所刺激的区域，表明精神分裂症的患者额叶内丘脑回路存在功能损伤。
因此，TMS-EEG技术在临床中可用于疾病鉴别诊断，疗效评估以及精准干预、靶向治疗等，为患者提供个性化、精准化治疗方案，值得临床开展更多研究。
然而，经颅磁刺激联合脑电图在临床广泛应用还需克服诸多技术难题：
首先，是脑电图记录伪迹，磁刺激线圈瞬问产生的强大电磁放电使脑电图放大器饱和，影响脑电信号的采集；
其次，变化的磁场在电极中产生较大的电流回路，损坏标准的脑电图电极并灼伤皮肤。
近年来通过不断的技术改进，已明显提高其信噪比(SNR) [6]。
经颅磁刺激联合fMRI
实时交互式经颅磁刺激功能磁共振成像(TMS—fMRI)将经颅磁刺激与fMRI相结合，可以观察磁刺激时脑神经网络协调活动的变化。
Bohning等[7]的技术革新可以使经颅磁刺激与MRI磁场间的相互干扰明显减弱，该项技术逐渐应用于临床。经颅磁刺激联合fMRI可以为意识障碍患者意识水平提供客观的生物学评价，从而有助于临床医师判断病情和选择适宜的治疗方案。颅骨切开术中予以意识清醒患者直接皮质电刺激(DCS)是定位皮质功能区的“金标准”[8]。
Ille等[9]研究显示，术前采用重复经颅磁刺激联合fMRI定位语言功能区，可以获得高敏感性和高特异性的语言地图。此外，由于该项技术的无创性，未来也可以作为长期随访神经外科手术术后皮质功能区恢复的有效评价方法。
综上所述，经颅磁刺激是一种较新的神经电生理学技术，在评价运动皮质通路快速传导中的作用令人瞩目，可以作为运动障碍性疾病早期诊断、鉴别诊断和预后判断的重要辅助方法。
近年来随着经颅磁刺激运动诱发电位技术的成熟，及其与脑电图、fMRI和PET等的联合应用，使其在认知科学领域和神经网络交互联系中的作用逐渐突显。
诊断性经颅磁刺激必将成为未来神经科学临床研究的重要方向之一。
参考文献：
1. Miniussi C , Thut G . Combining TMS and EEG Offers New Prospects in Cognitive Neuroscience[J]. Brain Topography, 2010, 22(4):249-256.
2. 黄蓓, 吴惠涓, 钱稹颖, et al. 诊断性经颅磁刺激研究进展[J]. 中国现代神经疾病杂志, 2017(4).
3. Cracco R Q, Amassian V E, Maccabee P J, et al. Comparison of human transcallosal responses evoked by magnetic coil and electrical stimulation[J]. Electroencephalography & Clinical Neurophysiology/evoked Potentials, 1989, 74(6):417-424.
4. Rossini P M, Burke D, Chen R, et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee[J]. Clinical Neurophysiology, 2015, 126(6):1071-1107.
5. Ferrarelli F , Massimini M , Peterson M J , et al. Reduced Evoked Gamma Oscillations in the Frontal Cortex in Schizophrenia Patients: A TMS/EEG Study[J]. American Journal of Psychiatry, 2008, 165(8):996-1005.
6. 白洋, 李小俚. 经颅磁刺激-脑电成像系统[J]. 中国医疗设备, 2015, 30(12):5-9.
7. Bohning D E, Shastri A, Nahas Z, et al. Echoplanar BOLD fMRI of brain activation induced by concurrent transcranial magnetic stimulation[J]. Investigative Radiology, 1998, 33(6):336-40.
8. 李帅, 张恺, 林雨,等. 导航经颅磁刺激定位手运动功能区初步研究[J]. 中国现代神经疾病杂志, 2016, 16(8).
9. Ille S , Sollmann N , Hauck T , et al. Combined noninvasive language mapping by navigated transcranial magnetic stimulation and functional MRI and its comparison with direct cortical stimulation[J]. Journal of Neurosurgery, 2015, 123(1):212-225.