JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Nederlands

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

Hoe de H1 Deep transcraniële magnetische stimulatie Coil gebruiken voor andere voorwaarden dan Depressie

Published: January 23, 2017
doi:
10.3791/55100
, , ,
1Brainsway LTD, 2Department of Life Sciences,Ben Gurion University of the Negev

Summary

The H1 deep transcranial magnetic stimulation coil is FDA-cleared for the treatment of depression. We demonstrate how to utilize the H1 for other conditions, such as auditory hallucinations and PTSD, by moving the helmet to different locations over the subject’s skull.

Abstract

Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) is a relatively new technique that uses different coils for the treatment of different neuropathologies. The coils are made of soft copper windings in multiple planes that lie adjacent to the skull. They are located within a special helmet so that their magnetic fields combine and improve depth penetration. The H1 dTMS coil is designed to stimulate bilateral prefrontal cortices with greater effective stimulation over the left than the right. By positioning the left side of the coil close to the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), the H1 coil was used in a multisite study, leading to FDA approval for treatment-resistant depression. In this same position, the H1 coil was also explored as a possible treatment for negative symptoms of schizophrenia, bipolar depression, and migraine. When moved to different positions over the subject’s skull, the H1 coil was also explored as a possible treatment for other conditions. Such manipulation of the H1 coil was demonstrated for PTSD and alcohol dependence by positioning it over the medial prefrontal cortex (mPFC), for anxiety by positioning it over the right prefrontal cortex (rPFC), for auditory hallucinations and tinnitus by positioning it over the temporoparietal junction (TPJ), and for Parkinson’s and fatigue from multiple sclerosis (MS) by positioning it over the motor cortex (MC) and PFC. Corresponding electrical field diagrams measured with an oscilloscope through a saline-filled head are included.

Introduction

Tot voor kort, slechts oppervlakkig, repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) spoelen, zoals de circulaire, figure-8, of dubbel-conus spoelen, beschikbaar waren. Hoewel deze rollen kan gemakkelijk overal worden over de schedel verplaatst te richten veranderde hersenactiviteit in verschillende aandoeningen, het verval van hun elektrische velden was heel snel. Deze snelle verval beperkt hun doeltreffendheid en maakte ze onpraktisch voor gebruik wanneer diepere stimulatie nodig is, omdat de hoge stimulatoroutput die nodig kunnen gevaarlijk en pijnlijk voor de patiënt. Bovendien is de focality van figuur-8 en double-cone coils echt nodig neuro-navigation, vooral als men zeker wil zijn dat ze beïnvloeden de juiste anatomische doelstelling 1, 2, 3 te zijn.

De laatste jaren is het klinisch gebruik van rTMS door twee factoren gevorderd. De eerste is de vooruitgang in de functional neuroimaging, verduidelijking zinvolle en specifieke neuroanatomische doelstellingen voor psychiatrische en neurologische klachten en aandoeningen. De tweede is vooruitgang in de biotechnologie dat de levering van niet-invasieve, aanvaardbaar, hoogfrequente stimulatie om deep brain regio's met een speciaal ontworpen DTM H-coils 4, 5 ingeschakeld en verbeterde koeltechnieken (lange afkoeltijd tussen treinen resulteert in zeer lange behandelingen). Samen vormen deze ontwikkelingen mogelijk langdurige normalisatie van pathologische hersenactiviteit op verschillende doelen die zijn bestemd voor een specifiek symptoom of aandoening. De combinatie van deze ontwikkelingen breidt aanzienlijk toolbox van de arts, het veranderen van de praktijk van de psychiatrie en neurologie, omdat het zorgt voor een veilige en effectieve manier om nog resistente patiënten te behandelen.

Er zijn veertien verschillende H-coils ontworpen om specifieke gebieden van de hersenen te richten, en ze zijn beschiketiket voor onderzoek of voor klinisch gebruik in verschillende landen. Alleen de H1 spoel FDA goedgekeurd voor commercieel gebruik, en bijgevolg tussen de verschillende H-spoelen, is de meest toegankelijke spoel voor patiënten. Hierdoor is het belangrijk om clinici vertrouwd met de alternatieve protocollen die kunnen worden toegediend met de H1 spoel en hoe elk kan worden gebruikt om hun refractaire patiënten voordeel. Het is belangrijk te komen dat er betere ontworpen H-spoelen voor symptomen die niet kunnen worden door richten op de linker DLPFC. Aangezien de H1 spoel is momenteel de meest gemakkelijk verkrijgbare H-coil, dit document is bedoeld om uit te leggen hoe je het op de juiste wijze te positioneren in een off-label mode.

Protocol

LET OP: Voordat u begint met een TMS-protocollen, zijn er drie voorzorgsmaatregelen. Ten eerste moeten de patiënten en operators oordopjes met een 30 dB te kunnen waarderen. Ten tweede, patiënten met ferromagnetische materiaal in de schedel TMS ontvangen. Tenslotte moeten patiënten met epilepsie protocol wijzigingen. Bovendien moet de motor drempel van het individu (MT) worden bepaald (zie hieronder voor de specifieke procedure). De MT wordt gedefinieerd als de laagste intensiteit machine moet een spier in vijf van de tien pogingen (50%) te activeren, gewoonlijk de abductor pollicis brevis, door visuele inspectie. MT wordt gebruikt om de stimulator output voor het specifieke individu dat de behandeling aan te passen. Elk protocol omvat parameters zoals de stimulatiefrequentie, het aantal treinen, de inter-trein interval (ITI), of het aantal pulsen in elke trein. Elke stoornis heeft een minimum aantal dagelijkse of drie wekelijkse behandelingen die worden geprobeerd moet voordat iemand kan be beschouwd als een falen van de behandeling, en responders in het algemeen behoefte aan een langdurige cursus van twee keer per week behandelingen om maximale aanhoudende krijgen voordeel. Bovendien kunnen patiënten in het herstel profiteren van wekelijks onderhoud behandelingen. Voortzetting en onderhoud protocollen voor de verschillende aandoeningen worden nog onderzocht, maar alle parameters die werden gebruikt in het vooronderzoek worden gegeven in tabel 1 en voor de specifieke aandoening moet worden verwezen. Patiënten die een DTM zou een nulmeting met arts en patiënt schalen, alsook de follow-up schalen. De definitie van ziekten en de rating schaal opties om verbetering en remissie te definiëren vallen buiten het bestek van dit artikel. Een voorbeeld van een patiënt ratingschaal voor depressie zou de snelle inventarisatie van depressieve symptomen en de Beck Depression Inventory zijn. Een voorbeeld van een arts ratingschaal is wereldwijd indruk van de arts of de Hamilton Depression Rating Scale. Dezeschalen cutoffs om kwijtschelding gedefinieerd, terwijl een daling van 50% in de score wordt gedefinieerd als reactie. Wanorde Anatomische Target / H1 Positie stimulatieprotocollen behandeling Frequency behandeling Wijzigingen MDD 6, 7, 8 Left PFC coil gekanteld 120 MT, 18 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 55 treinen, 1980 in totaal pulsen 5d per week tot kwijtschelding of aanhoudende verbetering. Als onverbeterd na 44 behandelingen kiezen voor een alternatieve benadering van de behandeling. Na aanhoudende verbetering voor twee weken of kwijtschelding daling frequentie week 2x voor drie maanden. Bipolaire depressie 9, 10 Left PFC coil gekanteld 120 MT, 20 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 42 treinen, 1680 in totaal pulsen 5d per week tot kwijtschelding of aanhoudende verbetering. Als onverbeterd na 20 behandelingen kiezen voor een alternatieve behandeling. Als de patiënt in remissie of blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. Schizofrenie – negatieve symptomen 11, 12 Left PFC coil gekanteld 120 MT, 20 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 42 treinen, 1680 in totaal pulsen 5d per week tot kwijtschelding of aanhoudende verbetering Als de patiënt onverharde na 20 behandelingen kiezen voor een alternatieve behandeling. Als de patiënt in remissie of blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. migraine 13 Left PFC <br /> Coil gekanteld 100 MT, 10 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 18 treinen, 360 in totaal pulsen 3d een week gedurende vier weken. Als de patiënt niet reageert na 12 sessies, kiest u een alternatieve behandeling. Als de patiënt in remissie of blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. PTSS 14 Medial PFC coil symmetrische Na het beluisteren van een gepersonaliseerde traumatische script, 120 MT, 20 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 42 treinen, 1680 in totaal pulsen 3d een week gedurende 5 weken. Als de patiënt niet reageert na 15 behandelingen, kiezen voor een alternatieve behandeling. Als de patiënt gaat in remissie of een blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. Voor complexe PTSS met meerdere traumatische gebeurtenissen, veranderen de traumatische script en opnieuw beginnen EENlcohol Addiction 15, 16, 17, 18, 19 Medial PFC coil symmetrische Na 90 sec gepersonaliseerde provocatie van alcohol hunkeren, 120 MT, 20 HZ, 2,5 sec trein, 30 sec interval, 30 treinen, 1500 in totaal pulsen 5d per week tot kwijtschelding of aanhoudende verbetering. Als de patiënt niet reageert na 20 behandelingen kiezen een alternatieve behandeling. Als de patiënt gaat in remissie, verder behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. Schizofrenie – auditieve hallucinaties 20, 21 linker TPJ coil gekanteld 110 MT, 1 HZ, 600 Peulvruchten 5d per week gedurende 4 weken. Als de patiënt niet reageert na 20 sessies, kiest u een alternatieve behandeling. Als de patiënt gaat in remissie of een blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. Chronische Tinnitus 22 linker TPJ coil gekanteld 110 MT, 18 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 55 treinen, 1980 in totaal pulsen 5d per week gedurende 2 weken. Als de patiënt niet reageert na 10 sessies, kiest u een alternatieve behandeling. Als de patiënt gaat in remissie of een blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode van drie maanden. angst 23 Right PFC coil gekanteld 120 MT 1 HZ 600-2,000 Peulvruchten 5d per week gedurende 6 weken. Als de patiënt niet reageert na 30 sessies, kiest u een alternatieve behandeling. Als de patiënt gaat in remissie of een blijvende verbetering, blijven behandelingen twee keer per week gedurende een periode of drie maanden. Parkinson's Disease 24 Motor Cortex en PFC coil symmetrische Motor Cortex: 110 MT, 1 HZ, 1000 Peulvruchten PFC: 120 MT, 20 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval 50 treinen, 2000 pulsen 5d per week gedurende 4 weken. Als de patiënt niet reageert na 20 sessies, kiest u een alternatieve behandeling. Responders kunnen levodopa dosering verlagen. Na aanhoudende respons blijven behandelingen twee keer per week om maximaal voordeel te bereiken. Patiënten zullen terugvallen na drie maanden zonder onderhoud. MS Vermoeidheid 25 Motor Cortex en PFC coil symmetrische Motor Cortex: 80 MT, 10 HZ, 2 sec trein, 1 sec interval, 70 treinen, 1400 in totaal pulsen PFC: 120 MT, 18 HZ, 2 sec trein, 20 sec interval, 39 treinen, 1404 in totaal pulsen 5d per week gedurende 4 weken. Als de patiënt niet reageert after 20 sessies kiezen voor een alternatieve behandeling. Patiënten moeten booster behandelingen krijgen op een zo nodig basis. LET OP: H1 Protocol: De focus van dit artikel is de positionering van de spoel over de MC, LPFC, mPFC, rPFC demonstreren, en liet TPJ (zie stappen 2-7 hieronder). Het zal niet richten op het programmeren van de stimulator. Die informatie is direct beschikbaar in de gebruiksaanwijzing die wordt geleverd met het apparaat. Deze protocollen werden ontworpen in overeenstemming met de in de verklaring van Helsinki principes. 1. Meet de Motor Threshold Plaats de blauwe pet met de twee onderscheppen heersers over het onderwerp. Plaats de 0-cm merk van de witte sagittale liniaal op de nasion en de 25 cm merk van de heldere coronale heerser op 40% van de nasion-INION afstand, met de 0 aan de linkerkant van het hoofd van de patiënt. Gebruik de helm aan de rust MT van het recht te vindenkant, te beginnen met de voorzijde van de helm 7 cm van de nasion en de linkerzijde van de spiraal gekanteld 2 cm naar rechts. Met de "Single Pulse" modus op de stimulator aanraakscherm, bestuurt enkelvoudige pulsen bij 50% van de stimulatoroutput inachtneming van de patiënt rust rechterhand. Verhoging van de stimulator intensiteit indien er geen zichtbare beweging wordt waargenomen of indien een zichtbare werking bemerkt minder dan 50% van de tijd. Aanvankelijk gebruik 5% intervallen. Verlaag de stimulator intensiteit als een zichtbare werking bemerkt meer dan 50% van de tijd. Begin met 5% intervallen en vervolgens fine-tunen. Herhaal de stappen 1,4 en 1,5 van de minimale MT identificeren. Deze locatie wordt de "hot spot." 2. Instellen van parameters in het Device User Interface Druk op "Repetitive Mode" op de stimulator touchscreen. Voer parameters door het aanraken van de dozen op het scherm en deze aanpassen met behulp van de side wiel. Voer de parameters van tabel 1 en druk op "Run sessie." Bewapen de machine door te drukken op de groene knop. Waarschuw de patiënt dat de stimulatie begint, en start de stimulatie met de gele knop of het pedaal. 3. Stimuleren van de MC voor Parkinson of MS Vermoeidheid Na het vinden van de MT, strek de helm op symmetrische wijze via MC, met 0 aan de voorzijde van de helm via sagittale liniaal. 4. Stimuleer de Linker PFC voor depressie, bipolaire depressie, negatieve symptomen van schizofrenie, en migraine Advance de gekantelde helm uit de MT locatie over de MC naar links PFC door het bewegen van de 6 cm naar voren langs de sagittale liniaal. 5. Stimuleer het mPFC voor Alcohol Dependence of PTSS Plaats de helm via mPFC, symmetrisch ten opzichte van rechts-links, met 0 markering op de helm9; s voorkant uitgelijnd met de 3 cm markering op de sagittale heerser van de kap (dat wil zeggen, 3 cm van de nasion). 6. Stimuleer de juiste PFC voor gegeneraliseerde angststoornis of paniekstoornis Vind de linker MT met de helm (spiegelbeeld stappen 1.3-1.4 door het kantelen van de helm 2 cm naar links en kijken naar de rustende linkerhand volgt). Beweeg de gekantelde helm 6 cm naar voren langs de sagittale liniaal naar rechts PFC. 7. Stimuleren van de Linker TPJ voor Tinnitus of auditieve hallucinaties Plaats de helm over het linker TPJ door de spoel 4,5 cm naar achteren en 6,5 cm zijwaarts beweegt (aan de linker schouder) van de rechter MC "hot spot." 8. Elektrische Veldmetingen Bevestig de spoel om een ​​omgekeerde-zoutoplossing gevulde hoofd over de linker DLPFC. Stel de stimulator intensiteit tot 50%. Met een dipool sonde verbonden met een oscilloscoop, verplaatsen cmdoor cm zodat bij enkele pulsen worden afgegeven door de spoel, de oscilloscoop meet de geïnduceerde elektrische veld op elk punt in de zoutoplossing gevulde head 26. Opmerking: Het proces waarbij veldkaarten basis van het hoofdmodel metingen valt buiten het bestek van dit artikel. Kortom, het veld waarden op elk punt genormaliseerd volgens de geldende protocol. Bijvoorbeeld, depressie, de geaccepteerde protocol 120% MT. Derhalve worden de veldwaarden geschaald zodat de waarde van de hand MC 120 V / m, terwijl de drempel voor neurale stimulering wordt gedefinieerd als 100 V / m. Vervolgens wordt een kleurenkaart van de elektrische veldverdeling in de hersenen geproduceerd, waarbij pixels met een veld van 100 V / m of meer zijn in het rood aangegeven zodat men kan zien welke hersengebieden boven de drempel voor neurale stimulatie gestimuleerd. De gekleurde gebied kaarten zijn bovenop MRI-scans van de hersenen 26, 27.

Representative Results

Zie de in tabel 1 voor de voorlopige resultaten van de verschillende protocollen. Figuren 2-5 zijn representatief elektrisch veld schema's van de H1 spoel in verschillende anatomische posities. Een voorbeeld van H1 manipuleren om een andere was met PTSS patiënten die niet profiteren van antidepressiva of psychotherapie 14. In deze studie werd de H1 spoel gepositioneerd boven de mPFC. Zoals blijkt uit figuur 3, het positioneren van de spoel op deze wijze duidelijk stimuleert de mPFC; Dit is niet hetzelfde patroon van neuronale activiteit die wordt waargenomen wanneer de H1 spoel wordt geplaatst over de linker PFC in figuur 2. Dertig PTSS-patiënten werden willekeurig toegewezen aan DTM na korte blootstelling ontvang een opgenomen script van hun traumatische gebeurtenis, DTM na een korte blootstelling aan een niet-traumatische script of sham stimulatie na een korte blootstelling aan hun traumatische script. de stimulering toediening bestond uit 12 sessies (3 per week gedurende 4 weken) van 20-Hz stimulatie 120% MT, met tweeënveertig 2 sec treinen en een 20 sec interval tussen trein voor een totaal van 1680 pulsen. De primaire uitkomstmaat was het CAPS scoren op vier weken. Een grafische weergave van de geselecteerde resultaten zijn te zien in figuur 6 14. Analyse van de resultaten bleek een significante verbetering alleen in de groep die actieve DTM die na korte blootstelling aan de traumatische gebeurtenis, met een groep x tijd interactie voor het binnendringen component van de CAPS. Na afronding van deze studie, een multi-center studie van DTM naar de mPFC voor PTSS werd gestart. Figuur 1: Deep TMS Device. Draad diagram van de H1 spoel (a) en foto van de DTM systeem met de H1 helm, positioneerarm, Stimulator, koelsysteem, en kar (b). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 2: Elektrisch veld Schema van de H1 over de linker PFC. Gekleurd gebied kaarten geven de absolute grootte van het elektrische veld in elke pixel 120% ton de hand 10 coronale plakken van 1 cm. Rode pixels duiden gebieden met een veldsterkte boven de drempel voor neuronale activiteit, die 100 V / m. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. <st rong> Figuur 3: Elektrisch veld Schema van de H1 Over de Medial PFC. Gekleurd gebied kaarten geven de absolute grootte van het elektrische veld in elke pixel 120% van de kant MT 10 coronale plakken van 1 cm. Rode pixels duiden gebieden met een veldsterkte boven de drempel voor neuronale activiteit, die 100 V / m. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 4: Elektrisch veld Schema van de H1 over de rechter PFC. Gekleurd gebied kaarten geven de absolute grootte van het elektrische veld in elke pixel 120% ton de hand 10 coronale plakken van 1 cm. Rode pixels duiden gebieden met een veldsterkte boven de drempel voor neuronale activiteit, die 100 V / m./ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55100/55100fig4large.jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 5: Elektrisch veld Schema van de H1 over de linker TPJ. Gekleurd gebied kaarten geven de absolute grootte van het elektrische veld in elke pixel 110% ton de hand coronale plakken van 1 cm. Rode pixels duiden gebieden met een veldsterkte boven de drempel voor neuronale activiteit, die 100 V / m. Dit cijfer is gewijzigd ten opzichte van Reference 28. Klik hier voor een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 6: Clinician-administerdPTSD Scale (CAPS) Severity Score bij aanvang en na de behandeling in de Eerste (blinde) fase. Panel A toont de totale CAPS scoren, terwijl Panelen B, C en D van de inbraak, vermijding / afstomping, en hyper-arousal onderdelen aan te geven, respectievelijk. Zijn weergegeven als het gemiddelde ± de standaardfout. * P <0,05 ten opzichte van de baseline. Met toestemming hergebruikt uit referentie 14. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussion

Kritische stappen in het Protocol
Het belangrijkste onderdeel van elke DTM protocol is de juiste meting van de MT. De MT bepaalt de individuele dosering of stimulator intensiteit nodig en veilig is om de patiënt te behandelen. MT als een patiënt verkeerd wordt gemeten boven de werkelijke MT, zullen ze uiteindelijk verkrijgen van een hogere intensiteit behandeling, verhogen beslag risico van de patiënt. Evenzo, als de patiënt een te lage dosis ontvangt (bijvoorbeeld 110% van de MT in plaats van 120% bij de behandeling van depressie), zullen ze niet in remissie. Het is ook noodzakelijk dat het onderdeel van de spoel die gebruikt wordt op het boven het gebied men probeert te stimuleren. Bij het stimuleren van de linker PFC moeten de draden van de linker helft van de helm te raken de schedel bovenop de linker PFC; Er kunnen verschillende centimeter afstand tussen de rechterkant van de helm en de schedel. Bij het stimuleren van de juistePFC, de rechter voorste helft van de helm moet aanraken van de schedel die over de juiste PFC, en er waarschijnlijk een ruimte tussen de linkerzijde van de helm en de schedel zijn. Bij het stimuleren van de mPFC moet de voorzijde van de helm te worden gedrukt op de bovenkant van het voorhoofd. De zijkanten van de spiraal dichter bij elkaar door het aandraaien van een trekkoord in de achterzijde van de rol gebracht.

Wijzigingen en het oplossen van problemen
De meest voorkomende wijzigingen in de klinische praktijk zijn aanpassingen van de kanteling van de rol terwijl het zich boven de PFC vanwege comfort- en verschillen in de afstand van de spoel uit de MC, veroorzaakt door variaties in de grootte van het hoofd. Als een patiënt voelt zich te veel recht temporele stimulatie tijdens de linker PFC protocol voor depressie, kan de helm worden gekanteld in de richting van de symmetrische positie. Bovendien, als het bevorderen van de spoel 6 cm van de MC zet de voorzijde van de helm onder wenkbrauwen van de patiënt, de helm worden aangepast achteren.Als er problemen bij het vinden van de rustende MT dient de eerste stap de actieve MT, die altijd lager zijn.

Beperkingen van de techniek
De stimulatieprotocollen in tabel 1 vermeld, met uitzondering van ernstige depressie, zijn verre van definitief. Zelfs de depressie protocol mogelijk niet optimaal. Dit zijn mogelijke protocollen die zijn ontworpen met verstand ten tijde van het specifieke experiment, en wanneer zij via deze anatomische gebieden werden gebruikt, waren ze succesvol. Naarmate de tijd verstrijkt, kan protocollen worden verbeterd als gevolg van accumulatie van kennis met betrekking tot de hersenen netwerk dat betrokken is bij de specifieke neuropathologie, DTM veld distributie, werkingsmechanisme, optimale parameters, gegevens over de veiligheid, het apparaat duurzaamheid van gegevens, en de publicatie van meer en grotere case series. Bovendien, als men wilde een focale specifieke doelgroep stimuleren, dit geen geschikte spoel. Voor een dergelijk doel, de fIGUUR-8 coil, die zeer centraal en oppervlakkige regio stimuleert op de cortex oppervlak, zou beter geschikt zijn. Echter, aangezien stimulatie door het cijfer 8-coil is zo centraal, het kan gemakkelijk missen belangrijke DLPFC structuren die relevant zijn voor stemmingsstoornissen. Inderdaad, de eenvoudige 5-cm regel het cijfer 8 kan zelfs buiten de PFC 1, 29. Bovendien suggereren recente studies dat stimulatie van prefrontale corticale gebieden met uitgebreide verbindingen naar de cingulate subgenual cruciaal voor de antidepressieve werking van standaard rTMS 2, 3, 30 kan zijn. Omdat de exacte locatie van deze cortex regio's varieert sterk tussen individuen 3, kan optimale stimulatie targets gemakkelijk worden gemist met een figuur-8 coil. Om dit probleem op te lossen, moet de arts de patiënt naar een fMRI en moeten neuro-navigatie. alle these problemen niet ontstaan ​​met de H1, sinds haar brede terrein stimuleert alle relevante PFC doelen.

Betekenis van de techniek met betrekking tot bestaande / alternatieve methoden
De H1 DTM spoel is de nieuwste spoel om de rTMS arena betreden. Het is algemeen door psychiaters vastgesteld door de hoge werkzaamheid en tolerantie bij patiënten met therapieresistente depressie, de korte behandelingstijd en het gemak bij het bepalen van de MT. Al deze functies zijn van het vermogen van de H1 voor een dieper en groter volume van zenuwweefsel dan het cijfer-8 coils stimuleren. Echter, het feit dat de spoel in een helm en is niet zichtbaar voor het oog maakt het idee van het verplaatsen van de spoel van het beoogde doel bijna ketterse. Daarnaast is de harde externe helm zorgt ervoor dat artsen te vergeten dat een belangrijk aspect van de H-coils is hun ontwerp met zachte, buigzame koperen draden. De basis van de spoel is bedoeld grenzend aan de schedel bij de neuronale vezels die men wils te stimuleren. Theoretisch is het moeilijk voor clinici die geen wiskunde en natuurkunde hebben genomen in vele jaren aan het ontwerp van de DTM spoelen begrijpen.

Figuur-8 spoelen zijn makkelijker te begrijpen, volledig zichtbaar, en de effecten daarvan zijn zeer centraal. Clinici zijn veel comfortabeler verplaatsen van plaats tot plaats. Bovendien zijn ze gebruikt voor vele jaren, en er zijn meer publicaties beschrijven het gebruik ervan voor off-label omstandigheden. Dit mag echter de toepassing van de H1 spoel doelen buiten de DLPFC niet ontmoedigen overeenkomstig de protocollen die hier of in een nieuwe manier werden beoordeeld.

Betreffende het elektrische veld diagrammen als een meting van de mogelijke effecten van de inrichting, elektrisch veld gemeten schema van een zout-oplossing gevuld hoofdmodel hebben voordelen ten opzichte van alternatieve methoden. Sommige onderzoekers hebben berekend of gemodelleerd de geïnduceerde velden met behulp van een bolvormige kop model, waarin minder nauwkeurig 31, 32, 33, 34. Meten van de geïnduceerde veld van de werkelijke spoel in een realistisch-vormige hoofdmodel gevuld met een zoutoplossing is representatiever dan wiskundig model, maar niet geheel nauwkeurig 35. Onlangs hebben onderzoekers de elektrische velden in anatomisch correct virtueel weefsel 34, 36, 37, 38 gemodelleerd. Nauwkeuriger elektrisch veld schema kan worden verkregen uit kadavers geïmplanteerd met meerdere registratie-elektroden voor dit experiment nog niet uitgevoerd.

Toekomstige toepassingen of aanwijzingen na het beheersen van deze techniek
Na het begrip van het concept van de herziening van de spoel schema en het elektrische veld diagram om de spoel op verschillende anat toe te passenomical doelen, maken gebruik van dezelfde procedure voor verschillende H-coils en aandoeningen op basis van wat er al in de literatuur bekend met betrekking tot mogelijke doelwitten en stimulatie parameters. Zo wordt de H7 spoel gemaakt via mPFC en anterieure cingulate cortex (ACC) voor de behandeling van OCD te plaatsen. De H7 spoel kan over de mediale MC geplaatst worden voor de behandeling van diabetische neuropathie van de voeten en over de posterieure pariëtale cortex (PPC) voor de stimulering van de precuneus in mild cognitive impairment.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors wish to thank Elyssa Sisko and Bella Tendler for manuscript review and editing.

Materials

dTMS System   Includes H1 coil, positioning arm, cart,stimulator, cooling system
Patient Caps Brainsway Includes blue caps with rulers
Ear plugs Rated to 30dB
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Johnson, K. A., et al. Prefrontal rTMS for treating depression: location and intensity results from the OPT-TMS multi-site clinical trial. Brain Stimul. 6 (2), 108-117 (2013).
  2. Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biol Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
  3. Fox, M. D., Liu, H., Pascual-Leone, A. Identification of reproducible individualized targets for treatment of depression with TMS based on intrinsic connectivity. Neuroimage. 66, 151-160 (2013).
  4. Zangen, A., Roth, Y., Voller, B., Hallett, M. Transcranial magnetic stimulation of deep brain regions: evidence for efficacy of the H-coil. Clin Neurophysiol. 116 (4), 775-779 (2005).
  5. Marcolin, M. A., Padberg, F. . Transcranial Brain Stimul for treatment of psychiatric disorders. Vol. 23. , (2007).
  6. Levkovitz, Y., et al. Efficacy and safety of deep transcranial magnetic stimulation for major depression: A prospective multicenter randomized controlled trial. World Psychiatry. 14 (1), 64-73 (2015).
  7. Rosenberg, O., et al. Long-term Follow-up of MDD Patients Who Respond to Deep rTMS: A Brief Report. Isr J Psychiatry Relat Sci. 52 (1), 17-23 (2015).
  8. Harel, E. V., et al. H-coil repetitive transcranial magnetic stimulation for treatment resistant major depressive disorder: An 18-week continuation safety and feasibility study. World J Biol Psychiatry. 15 (4), 298-306 (2014).
  9. Harel, E. V., et al. H-coil repetitive transcranial magnetic stimulation for the treatment of bipolar depression: an add-on, safety and feasibility study. World J Biol Psychiatry. 12 (2), 119-126 (2011).
  10. Bersani, F. S., et al. Deep transcranial magnetic stimulation for treatment-resistant bipolar depression: a case report of acute and maintenance efficacy. Neurocase. 19 (5), 451-457 (2013).
  11. Rabany, L., Deutsch, L., Levkovitz, Y. Double-blind, randomized sham controlled study of deep-TMS add-on treatment for negative symptoms and cognitive deficits in schizophrenia. J Psychopharmacol. 28 (7), 686-690 (2014).
  12. Levkovitz, Y., Rabany, L., Harel, E. V., Zangen, A. Deep transcranial magnetic stimulation add-on for treatment of negative symptoms and cognitive deficits of schizophrenia: a feasibility study. Int J Neuropsychopharmacol. 14 (7), 991-996 (2011).
  13. Rapinesi, C., et al. Add-on deep Transcranial Magnetic Stimulation (dTMS) for the treatment of chronic migraine: A preliminary study. Neurosci Lett. 623, 7-12 (2016).
  14. Isserles, M., et al. Effectiveness of deep transcranial magnetic stimulation combined with a brief exposure procedure in post-traumatic stress disorder–a pilot study. Brain Stimul. 6 (3), 377-383 (2013).
  15. Ceccanti, M., et al. Deep TMS on alcoholics: effects on cortisolemia and dopamine pathway modulation. A pilot study. Can J Physiol Pharmacol. 93 (4), 283-290 (2015).
  16. Girardi, P., et al. Add-on deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) in patients with dysthymic disorder comorbid with alcohol use disorder: a comparison with standard treatment. World J Biol Psychiatry. 16 (1), 66-73 (2015).
  17. Rapinesi, C., et al. Alcohol and suicidality: could deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) be a possible treatment. Psychiatr Danub. 26 (3), 281-284 (2014).
  18. Rapinesi, C., et al. Antidepressant effectiveness of deep Transcranial Magnetic Stimulation (dTMS) in patients with Major Depressive Disorder (MDD) with or without Alcohol Use Disorders (AUDs): a 6-month, open label, follow-up study. J Affect Disord. 174, 57-63 (2015).
  19. Rapinesi, C., et al. Efficacy of add-on deep transcranial magnetic stimulation in comorbid alcohol dependence and dysthymic disorder: three case reports. Prim Care Companion CNS Disord. 15 (1), (2013).
  20. Rosenberg, O., et al. Deep transcranial magnetic stimulation add-on for the treatment of auditory hallucinations: a double-blind study. Ann Gen Psychiatry. 11, 13 (2012).
  21. Rosenberg, O., Roth, Y., Kotler, M., Zangen, A., Dannon, P. Deep transcranial magnetic stimulation for the treatment of auditory hallucinations: a preliminary open-label study. Ann Gen Psychiatry. 10 (1), 3 (2011).
  22. Salviati, M., et al. Deep transcranial magnetic stimulation in a woman with chronic tinnitus: clinical and FMRI findings. Seeking relief from a symptom and finding vivid memories by serendipity. Brain Stimul. 7 (3), 492-494 (2014).
  23. Hovav, S., Kinback, K. Deep TMS for comorbid Major Depressive Disorder and Anxiety – A Brief Report of Patients in a Real-World Practice. Brain Stimul. 7 (5), 20 (2014).
  24. Tendler, A., et al. Reversal of Motor Symptoms in Parkinson’s Disease using Deep TMS with the H1 Coil: Longitudinal Case Series. Brain Stimul. 7 (5), 25 (2014).
  25. Tendler, A., Sisko, E., Allsup, H., DeLuca, L. Deep Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation ({dTMS}) for Multiple Sclerosis ({MS}) Fatigue, Irritability and Parasthesias: Case Report. Brain Stimul. 7 (5), 24-25 (2014).
  26. Roth, Y., Amir, A., Levkovitz, Y., Zangen, A. Three-dimensional distribution of the electric field induced in the brain by transcranial magnetic stimulation using figure-8 and deep H-coils. J Clin Neurophysiol. 24 (1), 31-38 (2007).
  27. Roth, Y., et al. Motor cortex activation by H-coil and figure-8 coil at different depths. Combined motor threshold and electric field distribution study. Clin Neurophysiol. 125 (2), 336-343 (2014).
  28. Rosenberg, O., Roth, Y., Kotler, M., Zangen, A., Dannon, P. Deep transcranial magnetic stimulation for the treatment of auditory hallucinations: a preliminary open-label study. Ann Gen Psychiatry. 10 (1), 3 (2011).
  29. George, M. S., et al. Daily left prefrontal transcranial magnetic stimulation therapy for major depressive disorder: a sham-controlled randomized trial. Arch Gen Psychiatry. 67 (5), 507-516 (2010).
  30. Fox, M. D., et al. Resting-state networks link invasive and noninvasive Brain Stimul across diverse psychiatric and neurological diseases. Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (41), 4367-4375 (2014).
  31. Deng, Z. -. D., Lisanby, S. H., Peterchev, A. V. Electric field depth-focality tradeoff in transcranial magnetic stimulation: simulation comparison of 50 coil designs. Brain Stimul. 6 (1), 1-13 (2013).
  32. Deng, Z. -. D., Lisanby, S. H., Peterchev, A. V. Coil design considerations for deep transcranial magnetic stimulation. Clin Neurophysiol. 125 (6), 1202-1212 (2014).
  33. Deng, Z. -. D., Peterchev, A. V., Lisanby, S. H. Coil design considerations for deep-brain transcranial magnetic stimulation (dTMS). Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2008, 5675-5679 (2008).
  34. Lee, W. H., Lisanby, S. H., Laine, A. F., Peterchev, A. V. Comparison of electric field strength and spatial distribution of electroconvulsive therapy and magnetic seizure therapy in a realistic human head model. Eur Psychiatry. 36, 55-64 (2016).
  35. Roth, Y., et al. Motor cortex activation by H-coil and figure-8 coil at different depths. Combined motor threshold and electric field distribution study. Clin Neurophysiol. 125 (2), 336-343 (2014).
  36. Guadagnin, V., et al. Electric field estimation in deep transcranial magnetic stimulation. Brain Stimul. 8 (2), 327 (2015).
  37. Fiocchi, S., et al. Modelling of the Electric Field Distribution in Deep Transcranial Magnetic Stimulation in the Adolescence, in the Adulthood, and in the Old Age. Comput Math Methods Med. 2016, 9039613 (2016).
  38. Guadagnin, V., Parazzini, M., Fiocchi, S., Liorni, I., Ravazzani, P. Deep Transcranial Magnetic Stimulation: Modeling of Different Coil Configurations. IEEE Trans Biomed Eng. 63 (7), 1543-1550 (2016).

Tags

Deep TMSH1 CoilMedial Prefrontal CortexTemporoparietal JunctionH7 CoilMotor CortexNeuropathic PainCorticospinal TractResting Motor ThresholdPrefrontal Cortex

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Tendler, A., Roth, Y., Barnea-Ygael, N., Zangen, A. How to Use the H1 Deep Transcranial Magnetic Stimulation Coil for Conditions Other than Depression. J. Vis. Exp. (119), e55100, doi:10.3791/55100 (2017).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image