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.
最近まで、このような円形、8の字、またはダブルコーンコイル等のうわべだけ、反復経頭蓋磁気刺激(のrTMS)のコイルは、利用可能でした。これらのコイルは簡単に別の疾患における変化した脳活動を標的とするために頭蓋骨の上の任意の場所に移動することができるが、その電界の減衰は非常に急速でした。この高速減衰は、その有効性を制限し、必要とされる高い刺激出力は、患者に危険かつ痛みを伴うことができるため、より深い刺激が必要である場合に使用するのに実用的でないからなります。また、8の字のfocalityとダブルコーンコイルは本当に1は、彼らが正しい解剖学的目標1、2、3に影響を与えていることは確かであることを望んでいる場合は特に、ニューロナビゲーションを必要とします。
近年では、のrTMSの臨床使用が原因の二つの要因が進んでいます。最初は楽しいの進歩であり、ctional神経画像、精神・神経症状および障害のために意味のある、特定の神経解剖学的目標を明確にします。第二は、特異的に設計されたDTMのH-コイル4との深い脳領域に非侵襲性、耐容、高頻度刺激の配信を有効に生物工学の進歩である5と技術を冷却改善した(非常に長いにおける列車の結果との間に冷却時間が長いです治療セッション)。一緒に、これらの開発は、特定の症状または状態のために同定された種々の標的における病理学的な脳活動の長期的な正規化を可能にします。それも薬剤耐性患者を治療するための安全で効果的な方法を提供するので、これらの進歩の組み合わせが大幅に、精神医学と神経学の実践を変え、医師のツールボックスを拡張します。
そこに特定の脳領域を標的とするように設計された14の異なるH-コイルであり、それらがAvaIであります研究のために、または異なる国での臨床使用のためにlable。しかし、唯一のH1コイルは、商業的使用のためにFDAにクリアされ、したがって、異なるH-コイルのうち、それは患者に最もアクセス可能なコイルです。このため、臨床医がH1コイルを使用して投与することができ、それぞれが自分の不応性の患者の利益のために使用する方法の代替プロトコルに精通であるために重要です。左DLPFCを標的とすることによって軽減することができない症状のためのより良い設計のH-コイルがあることを認定することが重要です。 H1コイルは、現在最も容易に入手可能なH-コイルであるので、この論文は、オフラベル方式で適切にそれをどのように配置するかを説明することを意図しています。
議定書の中で重要なステップ
任意のDTMSプロトコルの最も重要な要素は、MTの正確な測定です。 MTは、患者を治療するために必要な、安全な個別の投与または刺激の強度を決定します。患者のMTが誤って実際のMTよりも高いで測定する場合は、患者の発作の危険性を増加させる、より高い強度の治療を得ることになります。患者は投与量の低すぎる受信した場合同様に、( 例えば、MTの110%の代わりに、うつ病の治療中の120%)は、彼らが寛解に入ることはありません。使用されているコイルの構成要素は、1つを刺激しようとする領域上にヘッド上に配置されることが不可欠です。左PFCを刺激すると、ヘルメットの左前半からワイヤが左PFCを覆う頭蓋骨をタッチする必要があります。ヘルメット及び頭蓋骨の右側面との間の空間の数センチメートルがあってもよいです。右を刺激するとPFC、ヘルメットの右前半分は右のPFCを覆う頭蓋骨をタッチする必要があり、そしておそらくヘルメットと頭蓋骨の左側の間にスペースが存在することになります。 mPFCを刺激すると、ヘルメットの前面には、額の上部に押し下げされるべきです。コイルの辺がコイルの後ろに引き紐を締めてより近く一緒にすることができます。
修正およびトラブルシューティング
それが原因で、快適に、PFC上にある、と頭の大きさのばらつきに起因MCからのコイルの距離の違いながら、臨床診療において最も一般的な修飾は、コイルの傾きを調整しています。患者はうつ病の左PFCプロトコル中あまり右側頭刺激を感じる場合は、ヘルメットは、対称的な位置に向かって傾斜させることができます。 MCからコイル6センチ進めることは、患者の眉下のヘルメットの前部を置く場合に加えて、ヘルメットを後方に調整する必要があります。休んでMTを見つけることの難しさがある場合は、最初のステップは、常に低いアクティブMTを、見つけるためにすべきです。
技術の制限事項
大うつ病を除いて、 表1に列挙された刺激プロトコルは、最終的に遠く離れています。でもうつ病プロトコルは最適ではないかもしれません。これらは、特定の実験の時に利用可能な知識に応じて考案された潜在的なプロトコルであり、そしてそれらはそれらの解剖学的領域にわたって利用されたとき、彼らは成功しました。時間が経つにつれて、プロトコルが原因で特定の神経病理学に関与する脳ネットワーク、DTMSフィールド分布、作用機構、最適パラメータ、安全性データ、装置の耐久性データ、およびよりの出版に関する知識の蓄積を向上させることができますより大きなケースシリーズ。 1は非常に焦点、特定のターゲットを刺激したい場合また、これは、適切なコイルではありません。このような目的のために、F皮質表面に非常に焦点と表面的な領域を刺激するigure-8コイルは、より適しているでしょう。しかし、8の字コイルによる刺激は非常に焦点であるため、それが簡単に気分障害に関連する重要なDLPFC構造を欠場することができます。実際、単純な5 cmのルールと、図-8もPFC 1、29の外側に配置されてもよいです。また、最近の研究では、膝下帯状に広範な接続を持つ前頭前皮質領域の刺激は、標準のrTMS 2、3、30の抗うつ作用のために重要であることを示唆しています。これらの皮質領域の正確な位置は、個人3間で大きく変化するので、最適な刺激ターゲットは簡単に8の字コイルを逃してもよいです。この問題を解決するためには、医師は、fMRIのを持っている患者を送信する必要がありますし、ニューロナビゲーションを使用する必要があります。すべてのTHESその広範な分野は、関連するすべてのPFCのターゲットを刺激するため、電子の問題は、H1で発生しません。
既存の/代替の方法に対する技術の意義
H1 DTMSコイルはのrTMSのアリーナを入力するための最新のコイルです。これは、広く治療抵抗性うつ病、その短い処理時間、およびMTを決定する際に、その使いやすさを持つ患者のために、その高い有効性と忍容性に起因する精神科医に採用されています。これらのすべては、8の字コイルよりも神経組織のより深く、より大きなボリュームを刺激するH1の能力の関数です。しかし、コイルがヘルメットにあり、目には見えないという事実は、その意図されたターゲットからコイルを移動させるアイデアはほとんど異端になります。さらに、ハード外部ヘルメットは、臨床医は、H-コイルの重要な側面は、ソフト、屈曲可能な銅線とのデザインであることを忘れさせます。コイルのベースは1が欲しいの神経繊維の近くに頭蓋骨に隣接するように意図されています刺激することです。これは、DTMSコイルの設計を理解するために多くの年に数学と物理学を取っていない臨床医のための概念的に困難です。
図-8のコイルは完全に見え、理解しやすく、その効果は非常に焦点です。臨床医ははるかに場所から場所へそれらを移動する快適です。さらに、それらはより多くの年の間使用されている、オフラベル条件のためのそれらの使用を記載する多くの刊行物が存在します。しかし、これは、ここで又は新規な方法で検討されたプロトコルに従ってDLPFC外のターゲットにH1コイルの適用を妨げるべきではありません。
デバイスの潜在的な影響を測定するように電界線図については、生理食塩水で満たされた頭部モデルから測定された電界図は、別の方法を超える利点を有します。一部の研究者は、計算されたかwは、球状の頭部モデルを用いて誘導フィールドをモデル化しましたHICHはあまり正確31、32、33、34です。生理食塩水で満たされた現実的状の頭部モデルに実際のコイルの誘起磁界を測定することは、数学的モデルより代表的であるが、それは35完全に正確ではありません。最近、研究者らは、解剖学的に正しい仮想組織34、36、37、38で電界をモデル化しました。より正確な電界図は、複数の記録電極を移植死体から得ることができたが、この実験はまだ行われていません。
この技術を習得した後、将来のアプリケーションや方向性
別のアナトにコイルを適用するために、コイルの図と電界図の見直しの概念を理解した後、omicalターゲットは、すでに可能なターゲットと刺激パラメータに関して、文献で知られているものに基づいて、異なるH-コイルおよび障害のために同じ手順を使用します。例えば、H7コイルは、OCDの治療のためのmPFCと前帯状皮質(ACC)の上に配置されるように設計されています。 H7コイルは、足の糖尿病性神経障害の治療のためにと軽度認知障害における楔前部の刺激のための後部頭頂皮質(PPC)の上に内側MCの上に配置することができます。
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 |