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.
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.
Jusqu'à récemment, la stimulation magnétique, (SMTr) bobines transcrânienne répétitive superficielles, telles que les bobines, figure-8, ou à double cône circulaire, étaient disponibles. Bien que ces bobines pourraient facilement être déplacés partout sur le crâne pour cibler l'activité cérébrale altérée dans différents troubles, la désintégration de leurs champs électriques était assez rapide. Cette décroissance rapide limite leur efficacité et leur fit pratiques pour une utilisation dans les cas où une stimulation plus profonde est nécessaire, étant donné que la sortie haute stimulateur qui est nécessaire peut être dangereux et douloureux pour le patient. En outre, la focalité de bobines figure-8 et à double cône nécessite vraiment neuro-navigation, en particulier si l' on veut être certain qu'ils ont une incidence sur la bonne cible anatomique 1, 2, 3.
Au cours des dernières années, l'utilisation clinique de la rTMS a progressé en raison de deux facteurs. Le premier est en progrès amusantneuroimagerie ctionnel, clarifier les objectifs neuroanatomiques significatifs et spécifiques pour les symptômes et les troubles psychiatriques et neurologiques. Le second est les progrès de la bioingénierie qui ont permis la livraison de tolérable, la stimulation non-invasive, à haute fréquence vers les régions profondes du cerveau avec DTMS spécifiquement conçus H-bobines 4, 5 et améliorés technologies de refroidissement (long temps de refroidissement entre les trains résultats très longue séances de traitement). Ensemble, ces évolutions permettent la normalisation à long terme de l'activité du cerveau pathologique dans une variété de cibles qui ont été identifiés pour un symptôme ou d'une affection spécifique. La combinaison de ces avancées élargit considérablement la boîte à outils du médecin, en changeant la pratique de la psychiatrie et de la neurologie, car il fournit un moyen sûr et efficace pour traiter les patients, même résistantes aux médicaments.
Il y a quatorze H-bobines différentes conçues pour cibler des régions spécifiques du cerveau, et ils sont available pour la recherche ou pour une utilisation clinique dans différents pays. Cependant, seule la bobine H1 est approuvé par la FDA pour un usage commercial, et donc, entre les différents H-bobines, il est la bobine la plus accessible pour les patients. Pour cette raison, il est important pour les cliniciens de se familiariser avec les protocoles alternatifs qui peuvent être administrées en utilisant la bobine H1 et comment chacun peut être utilisé au profit de leurs patients réfractaires. Il est important de se qualifier qu'il ya H-bobines mieux conçus pour les symptômes qui ne peuvent être atténués en ciblant le DLPFC gauche. Cependant, étant donné que la bobine de H1 est actuellement la H-coil la plus facilement disponible, ce document vise à expliquer comment la positionner de manière appropriée dans un mode off-label.
Étapes critiques Dans le Protocole
Le composant le plus important de tout protocole DTMS est la mesure correcte de la MT. Le MT détermine la posologie individualisée ou de l'intensité de stimulation nécessaire et sans danger pour traiter le patient. Si la MT d'un patient est mal mesurée à plus élevé que leur MT réelle, ils finiront par obtenir un traitement d'intensité plus élevée, ce qui augmente le risque de saisie du patient. De même, si le patient reçoit trop bas d'une dose (par exemple, 110% de la MT au lieu de 120% au cours du traitement pour la dépression), ils ne vont pas en rémission. Il est également impératif que la composante de la bobine qui est utilisé est positionné sur la tête sur la région que l'on cherche à stimuler. Lorsque la stimulation de la PFC gauche, les fils de la moitié avant gauche du casque devrait être toucher le crâne recouvrant le PFC gauche; il peut y avoir quelques centimètres de l'espace entre le côté droit du casque et le crâne. Lorsque la stimulation de la droitePFC, la moitié avant droit du casque devrait être toucher le crâne recouvrant le droit PFC, et il y aura probablement un espace entre le côté gauche du casque et le crâne. Lors de la stimulation de la CPFm, à l'avant du casque doit être poussé vers le bas sur la partie supérieure du front. Les côtés de la bobine peuvent être rapprochées par serrage d'un cordon de serrage à l'arrière de la bobine.
Modifications et dépannage
Les modifications les plus courantes dans la pratique clinique sont des ajustements à l'inclinaison de la bobine alors qu'il est sur le PFC, en raison de confort, et les différences dans la distance de la bobine de la MC, causé par des variations dans la taille de la tête. Si un patient se sent stimulation temporelle trop droite pendant le protocole PFC gauche pour la dépression, le casque peut être incliné vers la position symétrique. En outre, si l'avancement de la bobine 6 cm de la MC met la face avant du casque au-dessous des sourcils du patient, le casque doit être ajustée en arrière.S'il est difficile de trouver le MT repos, la première étape devrait être de trouver le MT actif, ce qui est toujours plus faible.
Limites de la technique
Les protocoles de stimulation énumérés dans le tableau 1, à l'exception de la dépression majeure, sont loin d' être finale. Même le protocole de la dépression peut ne pas être optimale. Ce sont des protocoles potentiels qui ont été conçus en fonction des connaissances disponibles au moment de l'expérience spécifique, et quand ils ont été utilisés sur ces régions anatomiques, ils ont réussi. Comme le temps passe, les protocoles peuvent être améliorés en raison de l'accumulation de connaissances en ce qui concerne le réseau du cerveau qui est impliquée dans la neuropathologie spécifique, la distribution DTMS sur le terrain, le mécanisme d'action, des paramètres optimaux, les données de sécurité, les données de durabilité de l'appareil, et la publication de plus et plus grande série de cas. En outre, si l'on voulait stimuler, une cible spécifique très focal, ce ne serait pas une bobine appropriée. Pour un tel objectif, le figure-8 bobine, ce qui stimule les régions très focales et superficielles sur la surface du cortex, serait mieux adaptée. Cependant, étant donné que la stimulation par la bobine figure-8 est donc focale, on peut facilement manquer des structures importantes DLPFC pertinentes pour les troubles de l'humeur. En effet, avec la simple règle de 5 cm, la figure-8 peut même être situé en dehors du PFC 1, 29. De plus, des études récentes suggèrent que la stimulation des régions corticales préfrontales avec des connexions étendues au cingulaire subgenual peut être crucial pour l'action antidépressive de la rTMS standards 2, 3, 30. Depuis l'emplacement exact de ces régions du cortex varie considérablement entre les individus 3, les cibles de stimulation optimales peuvent être facilement manquées avec une bobine figure-8. Afin de remédier à ce problème, le médecin doit envoyer le patient à avoir une IRMf et doit utiliser neuro-navigation. Tous les these problèmes ne se posent pas avec le H1, puisque son vaste domaine stimule toutes les cibles de PFC pertinentes.
Importance de la technique par rapport aux méthodes existantes / alternatives
La bobine H1 DTMS est la nouvelle bobine pour entrer dans l'arène SMTr. Il a été largement adopté par les psychiatres en raison de sa grande efficacité et de tolérabilité pour les patients avec un traitement résistant à la dépression, son temps de traitement court, et sa facilité dans la détermination de la MT. Tous ces éléments sont fonction de la capacité du H1 à stimuler un volume beaucoup plus profond et plus large de tissu neuronal de chiffre 8 bobines. Cependant, le fait que la bobine est dans un casque et ne sont pas visibles à l'oeil rend l'idée de déplacer la bobine de sa cible presque hérétique. En outre, le casque dur externe provoque les cliniciens à oublier qu'un aspect clé de H-bobines est leur conception avec des fils de cuivre pliables mous. La base de la bobine est destinée à être adjacente au crâne près des fibres neuronales que l'on veuts pour stimuler. Il est conceptuellement difficile pour les cliniciens qui ne sont pas prises en mathématiques et en physique depuis de nombreuses années à comprendre la conception des DTMS bobines.
Figure-8 bobines sont plus faciles à comprendre, complètement visible, et leurs effets sont très focal. Les cliniciens sont beaucoup plus à l'aise de les déplacer d'un endroit à. En outre, ils ont été utilisés pendant de nombreuses années, et il y a plus de publications décrivant leur utilisation pour des conditions off-label. Toutefois, cela ne devrait pas décourager l'application de la bobine de H1 à des cibles en dehors du DLPFC en conformité avec les protocoles qui ont été examinés ici d'une façon nouvelle.
En ce qui concerne les diagrammes de champ électrique comme une mesure des effets potentiels de l'appareil, des diagrammes de champ électrique mesuré à partir d'un modèle de tête de solution rempli de solution saline ont des avantages par rapport aux méthodes alternatives. Certains chercheurs ont calculé ou modélisé les champs induits en utilisant un modèle de tête sphérique, wUEL est moins précise 31, 32, 33, 34. Mesurer le champ induit du réel bobine dans un modèle de tête de manière réaliste en forme remplie de sérum physiologique est plus représentatif que tout modèle mathématique, mais il est pas tout à fait exact 35. Récemment, des chercheurs ont modélisé les champs électriques dans le tissu virtuel anatomiquement correcte 34, 36, 37, 38. diagrammes de champ électrique plus précises peuvent être obtenues à partir de cadavres implantés avec plusieurs électrodes d'enregistrement, mais cette expérience n'a pas encore été fait.
Les applications futures ou directions après la maîtrise de cette technique
Après la compréhension du concept de revoir le schéma de la bobine et le diagramme de champ électrique pour appliquer la bobine à anat différentecibles mique, utilisent la même procédure pour les différents H-bobines et des troubles en fonction de ce qui est déjà connu dans la littérature en ce qui concerne les cibles possibles et les paramètres de stimulation. Par exemple, la bobine H7 est conçu pour être placé sur le cortex cingulaire antérieur et CPFm (ACC) pour le traitement du trouble obsessionnel-compulsif. La bobine de H7 peut être placé sur le MC médial pour le traitement de la neuropathie diabétique des pieds et sur le cortex pariétal postérieur (PPC) pour la stimulation de l'precuneus dans la déficience cognitive légère.
The authors have nothing to disclose.
The authors wish to thank Elyssa Sisko and Bella Tendler for manuscript review and editing.
dTMS System | Includes H1 coil, positioning arm, cart,stimulator, cooling system | ||
Patient Caps | Brainsway | Includes blue caps with rulers | |
Ear plugs | Rated to 30dB |