磁休克的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)

廖家華，李小俚

1.武漢依瑞德醫(yī)療設(shè)備新技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430074；2.北京師范大學(xué) 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875

磁休克的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)

廖家華1，李小俚2

1.武漢依瑞德醫(yī)療設(shè)備新技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430074；2.北京師范大學(xué) 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875

欄目主編：李小俚

李小俚，博士，二級教授和博士生導(dǎo)師，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，德國洪堡學(xué)者、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃獲得者和河北杰出青年科學(xué)基金獲得者。現(xiàn)任北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，北京腦重大疾病防治研究院特聘專家。且1998年4月至2009年6月，先后在香港城市大學(xué)、德國漢諾威大學(xué)、香港中文大學(xué)和英國伯明翰大學(xué)從事科研工作。主要從事神經(jīng)信息與工程、自動智能狀態(tài)監(jiān)控、微弱信號檢測與信號處理等領(lǐng)域的研究工作。至今在國際期刊上發(fā)表論文150多篇，SCI收錄145篇。

磁休克是當(dāng)前一種新的腦調(diào)控方法。本文回顧電休克的發(fā)展歷史，磁休克產(chǎn)生的必然性，通過比較磁休克與電休克的異同對磁休克的關(guān)鍵技術(shù)作了簡單論述。最后指出磁休克設(shè)備的發(fā)展方向，磁休克技術(shù)將取代電休克技術(shù)成為治療精神疾病的新方法。

磁抽搐治療；抑郁癥；電休克治療；重復(fù)經(jīng)顱磁刺激；抽搐

1 從電休克到磁休克

電休克（Electroconvulsive Therapy，ECT）與磁休克（Magnetic Seizure Therapy，MST）本質(zhì)上都是一種電刺激引起抽搐發(fā)作的治療方法[1]。電休克與磁休克有同樣的作用機(jī)理和抽搐治療的共性，電休克在引起抽搐發(fā)作時(shí)，由于頭皮與顱骨的高阻抗，需要刺激電流較大，會影響到大腦深部，有一定的記憶與認(rèn)知功能損害。磁休克的感應(yīng)電流只作用于大腦皮質(zhì)局部，既可以像電休克一樣引起抽搐發(fā)作，又可取得電休克的治療效果，并很少有電休克的副作用[2]。因此， 磁休克將有望取代傳統(tǒng)的電休克成為治療精神疾病的新方法[3]。

1.1 電休克的歷史

發(fā)現(xiàn)抽搐（休克、痙攣、癲癇樣發(fā)作）的醫(yī)療作用有幾百年的歷史，16世紀(jì)瑞士Paracelsus醫(yī)師就介紹用樟腦酊誘導(dǎo)抽搐來治療精神疾病。隨后興起的生物學(xué)精神疾病治療擴(kuò)張了抽搐治療方法，如用誘發(fā)瘧疾的發(fā)燒療法治療梅毒，用胰島素休克法、密特拉唑誘導(dǎo)的抽搐治療精分癥。1934年，匈牙利的Meduna醫(yī)師用戊四氮快速誘發(fā)抽搐，他觀察到患有嚴(yán)重精神障礙的患者在抽搐發(fā)作后其精神狀態(tài)有一定的好轉(zhuǎn)，并且發(fā)現(xiàn)精分癥患者沒有癲癇發(fā)作，因而提出癲癇發(fā)作與精神疾病之間可能有“生物拮抗作用”的假設(shè)。

由于化學(xué)藥物誘導(dǎo)的休克使病人有精神崩潰的瀕死感、極度的恐怖而被臨床拋棄。意大利醫(yī)生Cerletti和Bini經(jīng)過兩年多的研究，發(fā)明了電休克治療方法，通過動物實(shí)驗(yàn)，確立了電休克的安全和有效后，1938年4月首次將電休克用于人類，引起病人全身抽搐大發(fā)作，意識完全喪失。電休克因技術(shù)簡單，療效確切迅速被許多國家接受和使用。

早期的電休克在大腦通電刺激后引起肢體肌肉陣攣過度會導(dǎo)致骨折和關(guān)節(jié)脫位，1940年Bennett用箭毒作為肌肉松馳劑，再進(jìn)行電休克時(shí)變?yōu)轳Y松性肌纖維顫搐，擴(kuò)大了適應(yīng)癥范圍。

1951年Holmberg用更安全的琥珀膽堿作為改良性電休克（Modified Electroconvulsive Therapy，MECT）肌松劑，但肌肉松馳導(dǎo)致呼吸肌麻痹，產(chǎn)生窒息感，引起患者緊張不安，故開始引入誘導(dǎo)麻醉，使患者在麻醉狀態(tài)下應(yīng)用肌肉松馳劑，這樣就無不適感，醒后亦不感到痛苦，保證了電休克順利地進(jìn)行。現(xiàn)代的MECT又稱為無抽搐電休克，增加了腦電圖、心電、肌電監(jiān)測，電刺激的強(qiáng)度、時(shí)程、波形、頻率可調(diào)節(jié)，使其治療范圍更大。

電休克在當(dāng)時(shí)的精神病治療領(lǐng)域的突破，成為全球性熱門話題，傳遍了歐洲和美國，成為各種精神疾病的一線、首選治療方法。電休克應(yīng)用的鼎盛時(shí)期一直持續(xù)到上世紀(jì)50年代末，由于各種抗精神病的藥物出現(xiàn)而逐漸退出一線治療。很多精神疾病的藥物治療雖有療效，但治愈率不高，且有副作用。因此電休克并沒有退出歷史舞臺，目前又有擴(kuò)大化的趨勢[4]。

1.2 電休克的適應(yīng)癥

重癥抑郁癥為電休克的最佳適應(yīng)癥[5]，尤其是伴有嚴(yán)重自殺傾向、拒食、木僵狀態(tài)等癥狀時(shí)應(yīng)作為首選。因?yàn)橐钟舭Y用藥后2周才有效，這段時(shí)間患者的抑郁癥狀最嚴(yán)重，不少抑郁癥患者就是在這段時(shí)間內(nèi)自殺的。電休克起效快，經(jīng)過2～3次治療后，癥狀就有一定程度的改善。對于抗抑郁藥物治療無效或不能耐受藥物治療的患者，也應(yīng)改用電休克療法[6]。

電休克還適用于急性躁狂癥、精神分裂癥、強(qiáng)迫癥、焦慮癥、厭食癥、神經(jīng)癥性貪食、神經(jīng)癥性嘔吐等精神疾病[7]。

1.3 電休克的作用機(jī)理

電休克的電流引起大腦廣泛區(qū)域神經(jīng)細(xì)胞的同步振蕩活動引起運(yùn)動皮質(zhì)興奮，產(chǎn)生全身肌肉抽搐，植物神經(jīng)同時(shí)興奮，引起各種神經(jīng)釋放多種神經(jīng)遞質(zhì)如谷氨酸、5-羥色胺、血清素、γ-氨基丁酸、多巴胺的濃度變化[8]。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子增加，mRNA和酪氨酸激酶B（TrkB）增加，啟動細(xì)胞核的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成。電休克刺激影響到下丘腦-垂體-腎上腺軸，啟動神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)急反應(yīng)，內(nèi)分泌腺體的大量釋放，促甲狀腺釋放激素、促腎上腺釋放激素、催乳素大量增加，影響到受體以及受體后的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，這些變化的治療作用和副作用詳細(xì)機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

用電休克臨床的療效、時(shí)效來研究其機(jī)理發(fā)現(xiàn)需要6～12次，2～4周以上的時(shí)間才有顯效，說明治療需要累積效應(yīng)，電休克通過對神經(jīng)的調(diào)制，改變了神經(jīng)細(xì)胞的可塑性，刺激促進(jìn)神經(jīng)神經(jīng)芽支生長，增強(qiáng)突觸連接強(qiáng)度，修復(fù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)新生神經(jīng)細(xì)胞的再生，喚醒沉睡的神經(jīng)細(xì)胞并實(shí)現(xiàn)功能化，這些需要一定的時(shí)間來到達(dá)組織學(xué)的改變與功能學(xué)的恢復(fù)。

觀察到神經(jīng)精神障礙的患者多有皮質(zhì)萎縮、腦血流減少，經(jīng)過大腦刺激后，特別是高頻高強(qiáng)度的電刺激可以增加局部腦血流、增加腦血糖的代謝，改變皮質(zhì)神經(jīng)元、扣帶回、杏仁核神經(jīng)元的興奮性達(dá)到治療疾病。

電休克應(yīng)用成熟的重癥精神障礙治療的“金標(biāo)準(zhǔn)”，其療效得到大多數(shù)醫(yī)療專家和病人的肯定，雖然治療原理還不十分清楚，但是肯定需要達(dá)到休克（失去意識、全身抽搐）。

1.4 電休克的副作用

由于電休克引發(fā)的抽搐是達(dá)到治療效果的必要條件，刺激強(qiáng)度越高，治療效果越好，但是高強(qiáng)度電休克的副作用也隨之增加。盡管電休克在臨床有廣泛的治療作用，常見副作用有頭痛、眩暈、惡心、意識模糊、定向障礙、心率不齊、呼吸障礙等。有些人甚至發(fā)生嚴(yán)重的記憶與認(rèn)知功能（甚至永久性）損害[9]。

1.5 現(xiàn)代電休克設(shè)備

目前市場上只有美國、英國生產(chǎn)的電休克設(shè)備。最高輸出電壓為450 V雙相脈沖，脈沖寬度0.2～1.3 ms可調(diào)，刺激持續(xù)時(shí)間0.5～9 s，頻率20～120 Hz，刺激電流＜900 mA，一般配有心電、腦電、肌電圖監(jiān)視抽搐時(shí)的電生理反應(yīng)。操作時(shí)需要短暫的麻醉、呼吸機(jī)給氧、再用肌松劑，電休克刺激時(shí)間＜10 s。誘發(fā)抽搐時(shí)間＞25 s認(rèn)為是一次有效抽搐。（抽搐發(fā)作來源與大腦廣泛部位的神經(jīng)進(jìn)行同步放電）表現(xiàn)為全身肌肉不自主收縮和意識短時(shí)消失，如同癲癇病的短暫（＜1 min）發(fā)作?，F(xiàn)代改良的MECT設(shè)備在研究保持抽搐、保持療效的前提下，改變設(shè)備的刺激波形，減小刺激波寬，改變電極的大小及刺激部位，把對大腦的雙側(cè)刺激改為右側(cè)單邊刺激，盡量減少刺激范圍。盡管如此，MECT仍然存在治療作用與副作用之間的矛盾，仍然有損傷記憶與認(rèn)知的風(fēng)險(xiǎn)[10]。

1.6 經(jīng)顱磁刺激

1985年誕生的經(jīng)顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）技術(shù)，在很多方面可以取代電休克，但常規(guī)TMS設(shè)備的輸出強(qiáng)度極少會引起抽搐發(fā)作。TMS的定義是無創(chuàng)無痛的經(jīng)顱刺激，抽搐是其副作用與使用禁忌，刺激強(qiáng)度較低的TMS一般認(rèn)為達(dá)不到電休克的治療效果。

TMS的磁場刺激具有刺激部位的局限性，其刺激深度一般在2.5 cm。如果超出常規(guī)TMS的安全刺激范圍，用高頻率、高強(qiáng)度、長時(shí)程的串刺激在理論上可以誘發(fā)抽搐。Dhuna等[11]在1991首次用遠(yuǎn)大于運(yùn)動閾值的16 Hz的rTMS連續(xù)刺激10 s引發(fā)了一例受試者癲癇發(fā)作，從而第一次證明磁刺激可以引發(fā)抽搐，催生了磁休克療法。

1.7 磁抽搐治療

MST也稱為磁抽搐治療，可以用比TMS更強(qiáng)的輸出電壓，更精確的在大腦皮質(zhì)表層空間誘導(dǎo)感應(yīng)電流，這種電流與大腦皮層平行，很難達(dá)到大腦深層[12]；而電休克的刺激電流與大腦皮質(zhì)垂直，可以通過改變大腦深部的海馬結(jié)構(gòu)而影響記憶與認(rèn)知功能。海馬位于靈長類顳葉，是記憶形成的關(guān)鍵。它接收感官信息并廣泛投射到其他腦區(qū)，如邊緣系統(tǒng)、前額葉皮層、杏仁核、丘腦、紋狀體和皮質(zhì)聯(lián)合區(qū)。在不同的連接通路中充滿學(xué)習(xí)記憶和感情色彩的信息。

MST用高頻強(qiáng)脈沖磁場連續(xù)刺激大腦皮層幾秒鐘也能誘導(dǎo)抽搐發(fā)作，現(xiàn)代的磁休克儀以100 Hz，2特斯拉（T）小于10 s的刺激就可完成一次治療。醫(yī)療界普遍認(rèn)為短暫的抽搐可以治療多種神經(jīng)精神性疾病，治療效果似與抽搐程度相關(guān)[13]。

2 磁休克的基礎(chǔ)與應(yīng)用

MST技術(shù)是利用TMS的手段達(dá)到電休克的治療效果，同時(shí)保持TMS無創(chuàng)性、局限性、聚焦性刺激的特點(diǎn)。MST需要麻醉且必須誘發(fā)抽搐，TMS不需麻醉，不能誘發(fā)抽搐，這是2種技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別。目前的實(shí)驗(yàn)表明，MST不但沒有電休克的認(rèn)知與記憶障礙的副作用，而且可以增強(qiáng)認(rèn)知與記憶功能。TMS治療老年患者而幾乎沒有心血管方面的副作用，老年人由于腦神經(jīng)的衰老退化、萎縮、皮質(zhì)神經(jīng)與頭皮的距離增加，一般的TMS刺激強(qiáng)度不夠，刺激療效不夠理想，MST的強(qiáng)刺激也可補(bǔ)償TMS刺激量的不足。

MST的發(fā)展涉及到對設(shè)備的開發(fā)、動物和人類的臨床試驗(yàn)研究，對抑郁癥患者實(shí)施MST的可行性研究，神經(jīng)電生理特征反應(yīng)，對記憶與認(rèn)知的影響、治療效果與安全性評估等方面[2]。

2.1 MST的發(fā)展史

1995年到1998年，用當(dāng)時(shí)市面上最強(qiáng)大的TMS設(shè)備（25 Hz）也無法使麻醉動物誘導(dǎo)出抽搐發(fā)作。而超過rTMS安全范圍就可以引出人類的癲癇樣抽搐。到目前為止也未能在嚙齒類動物試驗(yàn)中引出抽搐發(fā)作。

1998年，美國的Lisanby 等[14]在用老鼠做MST失敗后，分析其原因可能是太大的刺激線圈和太小的鼠頭不成比例，局部的磁通密度不足以在鼠頭內(nèi)形成局部誘發(fā)抽搐的感應(yīng)電流。改為靈長類恒猴做實(shí)驗(yàn)后取得成功，隨后就有一批科學(xué)家用猴子來研究MST對比電休克對大腦神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)和神經(jīng)認(rèn)知功能的影響。

2000年，Lisanby 等[3,15]首次在瑞士成功對人用MST在麻醉狀態(tài)下誘發(fā)出抽搐發(fā)作，并首次證明了MST治療抑郁癥的有效性與安全性。2003年，Lisanby[3]又在美國首先開展了電休克與MST對比的臨床試驗(yàn)，而后又在2個(gè)研究中心進(jìn)行了MST抗抑郁療效的開放性實(shí)驗(yàn)研究。他們早期的臨床研究證明了MST可行性，抗抑郁的有效性與優(yōu)于電休克的安全性。然而，在療效上似乎不如電休克。分析原因是當(dāng)時(shí)的MST設(shè)備的功能不夠強(qiáng)大，不能充分的誘發(fā)更強(qiáng)的抽搐發(fā)作。因此，研究人員開始著手開發(fā)高能MST設(shè)備，增加串刺激內(nèi)的脈沖總數(shù)，用6倍以上的抽搐發(fā)作閾值的刺激強(qiáng)度，用100 Hz高強(qiáng)度連續(xù)10 s輸出1000個(gè)脈沖，稱之為高強(qiáng)度（HD）的MST。隨后，一批學(xué)者把HD-MST用于猴子，用400～1000個(gè)脈沖串的HD-MST對比電休克，HD-MST對神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)的影響小于電休克，神經(jīng)認(rèn)知仍然保留，仍然優(yōu)于電休克。

2006年，Lisanby又在英國首先對人體進(jìn)行了HD-MST對比電休克的實(shí)驗(yàn)，11名抑郁癥患者實(shí)施了HD-MST，結(jié)果表現(xiàn)出HD-MST對抑郁癥的可行性、有效性和比電休克快得多的恢復(fù)意識[16]。HD-MST在獲得美國FDA的批準(zhǔn)后，美國的多個(gè)醫(yī)學(xué)中心也開展了與超窄脈沖電休克的對比實(shí)驗(yàn)。同時(shí)在發(fā)達(dá)國家的德國、加拿大、澳大利亞也相繼開展了HD-MST試驗(yàn)。

2.2 MST的實(shí)施

同電休克一樣，MST也需要麻醉，在抽搐發(fā)作前用鎮(zhèn)靜劑和肌肉松弛劑保護(hù)身體，以及有效地監(jiān)測抽搐時(shí)的腦電圖、心血管反應(yīng)[17]。與電休克一樣，要保護(hù)牙齒咬合軟塊（盡管看不到顎部收縮），同時(shí)要帶耳塞對操作人員與患者的聽力保護(hù)。

2.3 MST與ECT治療抑郁癥的對照實(shí)驗(yàn)

2011年，Kayser等[18]評估2種刺激方法產(chǎn)生抽搐發(fā)作的療效與副作用差異，研究了7例難治性抑郁癥患者進(jìn)行交叉對比試驗(yàn)。比較參數(shù)包括抽搐發(fā)作的特性、運(yùn)動活動、肌電圖、腦電圖和痙攣后的恢復(fù)和定向恢復(fù)時(shí)間。結(jié)果顯示，2者誘發(fā)抽搐的電生理活動，肌肉收縮、肌電圖和腦電圖特征兩者無明顯差異，同時(shí)觀察到MST自主呼吸恢復(fù)和定向功能恢復(fù)時(shí)間明顯比ECT短得多，其特點(diǎn)表明MST誘導(dǎo)的是局灶性抽搐發(fā)作，有利于減少神經(jīng)功能的副作用，減少對記憶認(rèn)知損害。對治療抑郁癥，MST可能是一種比ECT更加有效、更加理想，幾乎沒有副作用的治療方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 蒙哥馬利抑郁量表（MADRS）評定MST與ECT[18]注：經(jīng)評定，MST比ECT治療效果好。

3 磁休克的核心技術(shù)

MST技術(shù)對設(shè)備的要求比TMS要高許多，主要表現(xiàn)在輸出強(qiáng)度高、輸出頻率高、連續(xù)輸出時(shí)間（串輸出）長、設(shè)備功率大，刺激線圈要求能夠更有效地刺激神經(jīng)，更好的散熱系統(tǒng)和連續(xù)工作[19]。

3.1 MST設(shè)備的發(fā)展

MST設(shè)備技術(shù)在過去的十幾年間不斷根據(jù)實(shí)驗(yàn)對誘發(fā)抽搐發(fā)作的需求在改進(jìn)設(shè)計(jì)和性能，包括電子工程學(xué)上的改進(jìn)，刺激線圈的優(yōu)化，刺激參數(shù)、刺激強(qiáng)度的改進(jìn)。見圖2和表1。

圖2 MST的改進(jìn)歷史（設(shè)備研制時(shí)間和地點(diǎn)）

表1 各代 MST的參數(shù)

第一代MST設(shè)備為英國Magstim 公司用8個(gè)充電單元組成，達(dá)到40 Hz，6.3 s的串刺激（252個(gè)脈沖每串），對非人類的靈長類動物可靠觸發(fā)抽搐，同時(shí)也是第一臺成功誘發(fā)人類磁抽搐的設(shè)備。第二代MST設(shè)備為第一代設(shè)備的擴(kuò)展，該設(shè)備多達(dá)16個(gè)充電單元，并能夠在100%輸出強(qiáng)度不衰減的情況下提供50 Hz，8 s的連續(xù)刺激（400個(gè)脈）。此設(shè)備進(jìn)行了大量的靈長類動物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證明MST的安全性、可行性，并進(jìn)行抗抑郁功效試驗(yàn)。

第三代高強(qiáng)度HD-MST設(shè)備為增加遠(yuǎn)高于抽搐發(fā)作閾值的輸出，特地定做的100 Hz，10 s內(nèi)輸出1000個(gè)脈沖的設(shè)備。用于評估HD-MST對非人靈長類的安全性和有效性。并使用到臨床研究，包含θ-爆發(fā)式刺激模式（TBS）的設(shè)備來執(zhí)行抑郁癥患者的HD-MST實(shí)驗(yàn)。第四代HD-MST設(shè)備新推出的MST設(shè)備參數(shù)范圍選擇更大，允許更高的頻率和更長的串刺激，但在最高頻率（250 Hz）輸出時(shí)，刺激強(qiáng)度有所衰減。設(shè)備配有新穎的雙帽形線圈，便于進(jìn)行更深一步的磁刺激，即使在異丙酚麻醉的情況下都能可靠的誘導(dǎo)抽搐發(fā)作。

3.2 刺激線圈

MST具有比一般的TMS設(shè)備有更高的刺激頻率和更強(qiáng)的脈沖幅度，會使刺激器本身和刺激線圈發(fā)熱。刺激器本身可以把體積擴(kuò)大，功率增大，散熱加強(qiáng)，可以連續(xù)工作。目前由于是實(shí)驗(yàn)設(shè)備，線圈最多工作10 s就可以完成一次MST治療。各廠家都沒有配備刺激線圈的散熱系統(tǒng)。

例如Magtim的刺激線圈刺激1次，線圈內(nèi)部的溫度可升高到100 ℃以上，為了保證設(shè)備正常工作，把線圈外殼做厚，（這樣也同時(shí)增加了線圈對腦的刺激距離，減小了刺激強(qiáng)度）外面在包上隔熱膠帶，可以防止線圈內(nèi)部的高熱馬上傳導(dǎo)出來燙傷頭皮，并要求刺激一次后，將線圈放在冰箱冷凍室冰凍45 min以后再做下一次刺激。為了達(dá)到連續(xù)工作，必須多配備幾個(gè)線圈輪流冷凍、輪流工作?；蛘哂帽€圈，預(yù)冷到5℃以后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

MST線圈的大小、形狀與刺激部位對誘發(fā)抽搐也很重要，一般用大線圈、聚焦差的線圈作為MST的刺激線圈，如圓形線圈、帽狀線圈、雙錐形和對稱雙線圈刺激顱頂中間部位，使刺激點(diǎn)靠近雙側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)，容易誘發(fā)抽搐。平常在TMS中常用的8字形線圈由于聚焦點(diǎn)太小而難以誘發(fā)抽搐。常用的幾種MST刺激線圈見圖3。

圖3 用蒙哥馬利抑郁量表（MADRS）評定常見的幾種MST刺激線圈

3.3 充電電源

過去Magstim需要8～16個(gè)充電模塊或8個(gè)單臺TMS并聯(lián)工作才能滿足MST的功率需要，見圖4。MST要求有高功率充電電源，達(dá)到高頻100 Hz、高電壓、大電流100%的輸出強(qiáng)度連續(xù)驅(qū)動刺激線圈，產(chǎn)生強(qiáng)大的脈沖磁場才能引起磁抽搐的效果。如現(xiàn)在一體化的Magnetic的MST設(shè)備需要接3相220 V電源，每相電源＜26 A，總功率超過17 kW。

圖4 Magstim用8臺TMS設(shè)備并聯(lián)工作，可達(dá)到MST的要求

由于現(xiàn)在電子器件的發(fā)展，大功率的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通內(nèi)阻不斷減小，使得MST的充電模塊功率密度可以做得更大，損耗更小。

一般MST的充電電源都是AC到DC的高壓脈沖充電電路，由功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路、升壓整流電路、高壓保護(hù)電路、放電開關(guān)驅(qū)動電路組成。關(guān)鍵是要求充電電源要有功率余量，高效而又穩(wěn)定的升壓變換器，盡量小的電磁干擾和良好的通風(fēng)散熱系統(tǒng)。每個(gè)充電模塊以3～5 kW設(shè)計(jì)，如果每個(gè)模塊能保證100%輸出時(shí)達(dá)到20 Hz，10 s的串刺激不衰減，用5臺這樣的充電器，輪流通過電子開關(guān)向同一個(gè)刺激線圈并聯(lián)放電，就可以達(dá)到MST輸出要求。

4 總結(jié)與展望

從1995到現(xiàn)在，MST的研究已經(jīng)有20年，目前發(fā)表的文章數(shù)量有限，但結(jié)果相當(dāng)一致。MST在各方面都優(yōu)于ECT[22]。治療范圍更廣（更適合于老年患者），尤其是幾乎沒有副作用，更沒有ECT的對認(rèn)知與記憶的損害，相反還有增強(qiáng)認(rèn)知與記憶的作用，而且治療效果也不亞于ECT[23]，所以MST技術(shù)的發(fā)展有希望取代ECT[24]。

但是MST技術(shù)對設(shè)備的要求較高，高電壓、大功率的連續(xù)刺激使設(shè)備和線圈發(fā)熱而需要優(yōu)良的散熱系統(tǒng)。設(shè)備成本高、體積大是限制MST普及的一個(gè)主要因素。今后要利用最新的現(xiàn)代電子技術(shù)，不斷提高設(shè)備的充電效率，減少刺激線圈的放電損耗，減少設(shè)備體積與成本，優(yōu)化刺激線圈的形狀、材料與結(jié)構(gòu)，改變刺激波形（如方波脈沖刺激），提高磁場強(qiáng)度的時(shí)間變化率，提高磁刺激的生物效應(yīng)。還需要做更多的設(shè)備研究和臨床試驗(yàn)，優(yōu)化刺激參數(shù)和刺激模式。有希望在不久誕生第五代能夠普及的MST[25]。

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Principle of Magnetic Seizure Therapy and Its Key Techniques

LIAO Jia-hua1, LI Xiao-li2
1.Wuhan Yiruide Medical Equipment Co.,Ltd., Wuhan Hubei 430074, China; 2.National Key Laboratory of Cognitive Neuroscience and Learning, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

Magnetic Seizure Therapy (MST) is a new brain modulation method. In this paper, we reviewed the history of electroconvulsive therapy, and the inevitability of MST. The comparison between the MST and electroconvulsive therapy was made and the key technologies on the MST were addressed. Finally, the development direction of the MST was pointed out, the magnetic seizure therapy will take place of the electroconvulsive therapy for the treatment of brain disorder.

R318.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.02.002

1674-1633(2016)02-0006-05

國家自然科學(xué)基金（61273063）；中央在京高校重大成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（北京市教委）。

李小俚，教授。

通訊作者郵箱：xiaoli@bnu.edu.cn

Abstract:: magnetic seizure therapy; depression; electroconvulsive therapy; repetitive transcranial magnetic stimulation; seizure