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.
Fino a poco tempo, solo superficiali, ripetitive stimolazione magnetica (rTMS) bobine transcranica, come ad esempio le bobine circolari, figura-8, o doppio cono, erano disponibili. Anche se tali bobine potrebbero facilmente essere spostato ovunque sul cranio di indirizzare l'attività cerebrale alterata in diversi disturbi, il decadimento dei loro campi elettrici era abbastanza rapida. Questo rapido decadimento limitato l'efficacia e rendeva poco pratica per l'uso nei casi in cui è necessaria la stimolazione profonda, poiché l'uscita alta stimolatore che è richiesto può essere pericoloso e doloroso per il paziente. Inoltre, la focalità di bobine figura-8 e doppio cono richiede veramente neuro-navigazione, soprattutto se si vuole essere certi che stanno interessando la corretta destinazione anatomico 1, 2, 3.
Negli ultimi anni, l'uso clinico di rTMS è progredita a causa di due fattori. Il primo è progressi nel divertimentoneuroimaging finzionale, chiarendo gli obiettivi neuroanatomiche significativi e specifici per i sintomi e disturbi psichiatrici e neurologici. Il secondo è progressi nella bioingegneria che hanno permesso la consegna di non invasivo, tollerabile, la stimolazione ad alta frequenza di regioni cerebrali profonde con DTM specificamente progettati H-coil 4, 5 e raffreddamento migliorato tecnologie (lungo tempo di raffreddamento tra treni risultati in tempo molto lungo sessioni di trattamento). Insieme, questi sviluppi permettono normalizzazione a lungo termine di attività cerebrale patologica in una varietà di obiettivi che sono stati identificati per un sintomo o condizione specifica. La combinazione di questi progressi si espande notevolmente cassetta degli attrezzi del medico, cambiando la pratica della psichiatria e neurologia, in quanto fornisce un modo sicuro ed efficace per il trattamento di pazienti anche resistenti ai farmaci.
Ci sono quattordici differenti H-coil progettato per indirizzare specifiche regioni del cervello, e sono dispolable per la ricerca o per uso clinico nei diversi paesi. Tuttavia, solo la bobina H1 è approvato dalla FDA per uso commerciale, e pertanto tra le diverse H-coil, è la bobina più accessibile per i pazienti. A causa di questo, è importante per i medici di avere familiarità con i protocolli alternativi che possono essere gestiti utilizzando la bobina H1 e come ogni possono essere utilizzati a beneficio loro pazienti refrattari. E 'importante per qualificare che ci sono meglio progettati H-coil per i sintomi che non possono essere alleviati di mira il DLPFC sinistra. Tuttavia, poiché la bobina H1 è attualmente l'H-coil più prontamente disponibile, il presente documento ha lo scopo di spiegare come posizionare in modo appropriato in modo off-label.
I passaggi critici all'interno del protocollo
Il componente più importante di qualsiasi protocollo DTM è la misura corretta della MT. La MT determina il dosaggio individualizzato o intensità stimolatore necessario e sicuro per trattare il paziente. Se MT di un paziente è misurato in modo non corretto superiore al loro effettivo MT, finiranno per ottenere un trattamento maggiore intensità, aumentando il rischio di sequestro del paziente. Allo stesso modo, se il paziente riceve troppo basso di una dose (ad esempio, 110% della MT invece del 120% durante il trattamento per la depressione), essi non andare in remissione. È inoltre indispensabile che la componente della bobina che viene utilizzato è posizionato sulla testa sopra la regione si cerca di stimolare. Quando stimolando il PFC di sinistra, i fili dalla metà anteriore sinistro del casco dovrebbe essere toccando il cranio sovrastante il PFC di sinistra; ci possono essere diversi centimetri di spazio tra il lato destro del casco e il cranio. Quando stimolando il dirittoPFC, la metà anteriore destro del casco deve toccare il cranio sovrastante destra PFC, e non vi sarà probabilmente uno spazio tra il lato sinistro del casco e il cranio. Quando stimolando mPFC, la parte anteriore del casco deve essere spinto verso il basso sulla parte superiore della fronte. I lati della bobina possono avvicinare stringendo un cordoncino nella parte posteriore della bobina.
Modifiche e risoluzione dei problemi
Le modifiche più comuni nella pratica clinica sono adattamenti l'inclinazione della bobina mentre si trova sopra il PFC, a causa di comfort, e le differenze nella distanza della bobina dalla MC, causata da variazioni nelle dimensioni della testa. Se un paziente sente troppo destra stimolazione temporale durante il protocollo PFC sinistra per la depressione, il casco può essere inclinato verso la posizione simmetrica. Inoltre, se avanzare la bobina 6 cm dalla MC mette la parte anteriore del casco sotto sopracciglia del paziente, il casco dovrebbe essere regolata posteriormente.Se vi è difficoltà nel trovare la MT riposo, il primo passo dovrebbe essere quello di trovare la MT attiva, che è sempre inferiore.
Limitazioni della tecnica
I protocolli di stimolazione elencati nella Tabella 1, ad eccezione della depressione maggiore, sono tutt'altro finale. Anche il protocollo depressione può non essere ottimale. Sono possibili protocolli concepiti secondo le conoscenze disponibili al momento dell'esperimento specifico, e quando sono stati utilizzati su quelle regioni anatomiche, hanno avuto successo. Col passare del tempo, i protocolli possono essere migliorate a causa di accumulo di conoscenza per quanto riguarda la rete di cervello che è coinvolto nella neuropatologia specifico, la distribuzione DTM campo, meccanismo d'azione, i parametri ottimali, dati sulla sicurezza, dati del dispositivo di durata, e la pubblicazione di più e cassa più grande serie. Inoltre, se si vuole stimolare una focale, bersaglio specifico, ciò non sarebbe una bobina appropriata. Per tale scopo, la fIGURA-8 bobina, che stimola le regioni molto focali e superficiali sulla superficie corticale, sarebbe più adatto. Tuttavia, poiché la stimolazione dalla bobina figura-8 è così focale, può facilmente perdere importanti strutture DLPFC rilevanti per i disturbi dell'umore. In effetti, con la semplice regola di 5 cm, la figura-8 può anche essere collocato al di fuori del PFC 1, 29. Inoltre, studi recenti suggeriscono che la stimolazione delle regioni corticali prefrontali con ampi collegamenti con il cingolato subgenual può essere cruciale per l'azione antidepressiva di rTMS standard di 2, 3, 30. Dal momento che l'esatta ubicazione di queste regioni della corteccia varia notevolmente tra gli individui 3, obiettivi ottimali di stimolazione possono essere facilmente perdere con una bobina figura-8. Per ovviare a questo problema, il medico deve inviare al paziente di avere un fMRI e deve utilizzare neuro-navigazione. tutti thesproblemi e non nascono con l'H1, sin dal suo vasto campo stimola tutti i pertinenti obiettivi PFC.
Importanza della tecnica rispetto ai metodi esistenti / alternativi
La bobina H1 DTM è la nuova bobina di entrare nell'arena rTMS. È stato ampiamente adottato da psichiatri causa della sua elevata efficacia e tollerabilità per i pazienti con depressione resistente al trattamento, il suo tempo di trattamento a breve, e la sua facilità nel determinare la MT. Tutti questi sono funzioni della capacità del H1 per stimolare un volume molto più profondo e più grande di tessuto neuronale di figure-8 bobine. Tuttavia, il fatto che la bobina è in un casco e non è visibile ad occhio rende l'idea di spostare la bobina dal suo bersaglio designato quasi eretica. Inoltre, il casco rigido esterno fa sì che i medici dimenticare che un aspetto chiave delle H-coil è il loro design con fili di rame morbido, pieghevole. La base della bobina è destinata ad essere adiacente al cranio vicino alle fibre neuronali che si voglionos per stimolare. E 'concettualmente difficile per i medici che non hanno preso la matematica e la fisica in molti anni per comprendere la progettazione delle bobine DTM.
Figure-8 bobine sono più facili da capire, completamente visibile, ed i loro effetti sono molto focale. I medici sono molto più comodo lo spostamento da un luogo all'altro. Inoltre, essi sono stati in uso per molti anni, e ci sono più pubblicazioni che descrivono il loro utilizzo per le condizioni di off-label. Tuttavia, questo non deve scoraggiare l'applicazione della bobina H1 a destinazioni esterne DLPFC conformemente ai protocolli che sono state esaminate qui o in un romanzo modo.
Per quanto riguarda gli schemi di campo elettrico come una misurazione dei potenziali effetti del dispositivo, diagrammi campo elettrico misurato da un modello di testa soluzione salina-riempita hanno vantaggi rispetto ai metodi alternativi. Alcuni ricercatori hanno calcolato o modellato i campi indotti utilizzando un modello testa sferica, which è meno accurata 31, 32, 33, 34. Misurare il campo indotto del reale coil in un modello testa sagomata-realisticamente riempito con soluzione salina è più rappresentativo di ogni modello matematico, ma non è completamente accurata 35. Recentemente, i ricercatori hanno modellato i campi elettrici anatomicamente corretta tessuto virtuale 34, 36, 37, 38. Più precisi schemi di campo elettrico potrebbero essere ottenuti da cadaveri impiantati con più elettrodi di registrazione, ma questo esperimento non è ancora stato fatto.
Le future applicazioni o direzioni Dopo aver imparato questa tecnica
Dopo aver compreso il concetto di rivedere diagramma bobina e il diagramma campo elettrico da applicare alla bobina differente Anatobiettivi omical, utilizzare la stessa procedura per le diverse H-coil e disturbi sulla base di ciò che è già noto in letteratura per quanto riguarda i possibili obiettivi e parametri di stimolazione. Ad esempio, la bobina H7 è progettato per essere posto sopra la corteccia cingolata mPFC e anteriore (ACC) per il trattamento di OCD. La bobina H7 può essere posizionato sopra il mediale MC per il trattamento della neuropatia diabetica dei piedi e sulla corteccia parietale posteriore (PPC) per la stimolazione del precuneus in deterioramento cognitivo lieve.
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 |