研究背景與意義

經顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）作為一種非侵入性腦刺激技術，其脈沖參數（如波形和電流方向）對神經調控效果具有決定性影響。然而，這些參數如何影響單脈沖TMS（spTMS）協議的測試-重測可靠性及測量變異性，長期以來缺乏系統性研究。隨著TMS在抑郁癥、帕金森病等神經精神疾病治療中的廣泛應用，明確脈沖參數的優化組合對提升臨床療效至關重要。

研究方法與技術

德國聯邦國防大學的研究團隊采用機器人輔助神經元導航系統（TMS-Cobot），對19名健康受試者進行三種重復會話（間隔30分鐘和7小時）的四種TMS波形條件測試：雙相后前向（Bi-PA）、雙相前后向（Bi-AP）、單相前后向（Mono-AP）和單相后前向（Mono-PA）。研究涵蓋靜息/主動運動閾值（RMT/AMT）、1 mV MEP振幅刺激強度（SI1mV）、皮質靜息期（cSP）、輸入-輸出曲線（I/O）及三種刺激間隔（ISI: 5/10/15秒）的MEP振幅與潛伏期測量。

研究結果

1. 波形條件對spTMS協議的影響：

   • 除I/O外，所有協議結果均受TMS波形顯著影響。Bi-PA條件誘導最低的RMT（46.7±6.4% MSO）和AMT（37.2±5.9% MSO），而Mono-AP條件導致最長的MEP潛伏期（25.83±1.96 ms）和最高SI1mV（85.7±7.2% MSO）。

2. 變異性分析：

   • Mono-PA條件顯著降低MEP振幅的標準差（SD: 0.256±0.286 mV），而Mono-AP條件在MEP潛伏期表現出最高的變異系數（CV: 2.022±2.399 ms）。

3. 可靠性評估：

   • 雙相前后向（Bi-AP）在AMT協議中可靠性最低（ICC_1-3=0.781），而單相后前向（Mono-PA）在MEP潛伏期協議中可靠性最高（ICC_1-2=0.921）。

結論與討論

該研究首次系統揭示了TMS脈沖參數對spTMS協議測量效能的調控規律：后前向電流方向（PA）可顯著降低測量變異性，而單相后前向脈沖（Mono-PA）在AMT和MEP潛伏期協議中展現出最優的測試-重測可靠性。這一發現為臨床TMS治療方案的參數選擇提供了實證依據，尤其對需要高重復性的神經可塑性誘導治療（如抑郁癥的重復經顱磁刺激rTMS）具有重要指導意義。

研究同時指出，雙相脈沖雖能降低運動閾值，但其在AP方向的可靠性較差，提示臨床應用中需權衡刺激效率與結果穩定性。未來研究可進一步探索不同TMS設備波形差異對神經調控效果的長期影響。論文發表于《Brain Research》，為TMS技術的標準化應用奠定了重要理論基礎。