Transkranijalna magnetska stimulacija...

Transkranijalna magnetska stimulacija (TMS)

Mr. sc. Maja Rogić

Laboratorij za Humanu i Eksperimentalnu Neurofiziologiju (LAHEN),

Medicinski fakultet Sveučilišta u Splitu

(voditelj prof.dr.sc Vedran Deletis)

Električna stimulacija dubokih struktura mozga -(Deep brain stimulation (DBS)) –odgovor bihevioralni

Transkranijalna električna stimulacija (TES) – Registracija: Motorički evocirani potencijali (MEP)

Direktna kortikalna/subkortikalna stimulacija (DCS) – senzorička funkcija – odgovor bihevioralni - motorička funkcija –bihevioralni i/ili registracija MEP - jezične funkcije – odgovor bihevioralni

Električna stimulacija živca periferno – Registracija: Somatosenzorički evocirani potencijali (SEP)

Transkranijalna magnetska stimulacija (TMS)– Registracija: Motorički evocirani potencijali (MEP)

Preoperacijska tehnika

Intraoperacijske tehnike

Transkranijalna magnetska stimulacija (TMS)

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u motoričkim poremećajima i terapiji

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u motoričkim poremećajima i terapiji

Transkranijalna magnetska stimulacija (TMS)

neinvazivna tehnika

stimulacija neuralnog tkiva

ispitivanje funkcionalnog integriteta kortikospinalnog i kortikobulbarnog puta

Transkranijalna magnetska stimulacija (TMS) Funkcionalna magnetska rezonancija (fMRI)

Snimanje promjena u protoku krvi (hemodinamski odgovor)

Yousry et al. Brain 1997

motorički evocirani potencijal

Kobayashi i Pascual-Leone THE LANCET Neurology 2003

Registracija magnetska stimulacija

Di Lazzaro et al. 2004. Clinical Neurophysiology

Evocirani potencijal registriran u mišiću šake

Epiduralna registracija vratni dio kralježnice

I1 I2 I3

Di Lazzaro, J Physiol 565.3 (2005)

Navigacijski transkranijalni magnetski stimulator (nTMS)

Programi za

navigaciju i analizu

Polaris-Camera

3D-Tracking Magnetski stimulator

Sjedalica

Tracking Tools

Nexstim EMG

Navigacijski ekran

EMG ekran

1.

3.

4.

2.

1. MR image loading

5. Diagnosis Areas that should be avoided

4. Result Areas eliciting responses

3. Targeted stimulation 3D Mapping of the brain

2. Guided registration Alignment between MRI’s and head

MRI´s IN

RESULT OUT

1 min.

2 min.

20 min.

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u motoričkim poremećajima i terapiji

Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta!

Primarna motorička kora za gornje i donje ekstremitete

kortikospinalni put

jezgre u ventralnim rogovima kralježničke moždine

živac

mišić

Mapiranje primarne motoričke regije?

Mapa primarne motoričke regije?

BA 4

Centralni sulkus

Primarna motorička regija

Foerster (1936) Penfield (1950)

Somatotopička organizacija primarne motoričke regije M1

Motorički evocirani potencijali Stimulacija + registracije evociranih potencijala iz mišića Parametri registracije: Latencija Amplituda

Kontrakcije muskulature

Penfield (1950)

Stimulacija

Registracija Motorički evocirani potencijali mišića

Cilj neurokirurških operacija tumora unutar ili u blizini elokventnih motoričkih

područja kore mozga (precentralni girus i kortikospinalni put)?

1. Maksimalna resekcija patološkog tkiva

2. Očuvanje funkcije kako bi se osigurala kvaliteta života

3. Poboljšavanje ishoda preživljavanja

Preoperacijska neurofiziološka metodologija – nTMS- mapiranje

primarne motoričke regije i planiranje operacije

Intraoperacijska neurofiziološka metodologija – električna

stimulacije korteksa i subkortikalnih struktura

Kobayashi i Pascual-Leone THE LANCET Neurology 2003

Bashir i sur. Brain Topogr 2010

Prikaz slučaja nTMS mapiranja primarne motoričke regije za šaku kod bolesnika

Laboratorij za Humanu i Eksperimentalnu Neurofiziologiju (LAHEN), Medicinski fakultet (voditelj prof.dr.sc. Vedran Deletis)

Operacija u KBD Dubrava, Zagreb

DIREKTNA KORTIKALNA STIMULACIJA

□ 1973., ljevak

□ AVM reg. frontalis lat. dex

□ lokalizacija AVM neposredno uz područje precentralnog girusa koje kontrolira

motoriku lijeve šake

□ fMRI + paradigma sa stiskanjem prstiju lijeve šake radi određivanja odnosa AVM

i primarne motoričke regije za kontrolu lijeve šake

□ vlakna desnog kortikospinalnog puta smještena blizu uz rubove krvožilne malformacije uz medioposteriorni rub AVM

Intraoperacijski

Zaključak

KORELACIJA nTMS rezultata preoperacijskog mapiranja i

intraoperacijskog s direktnog kortikalnom stimulacijom!!

Pich i sur . Neurosurgery 2009.

□ 10 bolesnika s tumorima u

području Rolandove regije

□ preoperativno funkcionalno

mapiranje primarne motoričke kore

mozga s nTMS (sustav sa

senzoričkom elektromagnetskom

navigacijom) i intraoperativno

mapiranje istih područja s

direktnom kortikalnom

stimulacijom.

TMS vs DCS

POKAZANA KORELACIJA TMS vs DCS

Pich i sur . Neurosurgery 2009.

Neurosurgery 2011.

Pich i sur . Neurosurgery 2011.

Pich i sur . Neurosurgery 2011.

nTMS vs DCS!

Gornji ekstremiteti: Zeleno –APB Žuto – ADM Rozo – FDI Donji ekstremiteti: Plavo – Tibial Sivo – bez odgovora

Pich i sur . Neurosurgery 2011.

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u motoričkim poremećajima i terapiji

Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta!

Primarna motorička kora za mišiće grkljana

kortikobulbarni put

vagalne jezgre moždanog debla

vagalni živac

mišić (krikotiroidni)

Krikotiroidni mišić

Kortikobulbarni put

Maja Rogić iz prihvaćene doktorske disertacije, neobjavljeno

KRIKOTIROIDNI

APB

25.19 ± 6.52 mm APB

KRIKOTIROIDNI

Kortikalna udaljenost primarne motoričke regije za APB I KRIKOTIROIDNI

=

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u terapiji

Brodal 2010

Blokiranje osjeta stimulacijom primarne somatosenzoričke kore (S1)

• Ovisno o kutu rotacije zavojnice iznad S1 za šaku

– Blokiranje osjeta, bez motoričkih odgovora

Hannula H. et al. Human Brain Mapping, 2005

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u motoričkim poremećajima i terapiji

U istraživanjima kognitivnih procesa kao što su pamćenje, govor, ili vizualna percepcija koristi

se tzv. paradigma lezije (eng. lesion paradigm) ili virtualne lezije (eng. virtual lesion) kod

zdravih ispitanika s ciljem interferencije neuralne aktivnosti u kognitivnim procesima, čiji je

učinak kratkotrajan svega desetke milisekundi.

Stimulacija vizualnog korteksa i izazivanje fosfena

Kammer i sur. Exp Brain Res 2005

Mehanizmi ljudskog mozga u

razumijevanju i produkciji govora?

VIDEO- Figure 9.23: Wernicke-Geschwind model of speech production

Broca

Wernicke

M1

Broca

Wernicke

M1

Motorička područja kore mozga za govor

Brocina regija

Operkularni (Op)

Triangularni (Tr) Orbitalni (Or)

Sataloff i sur. 2006.

1

2

3

4

5

GRKLJAN

Stimulacija motoričkih područja kore mozga za govor s nTMS

i izazivanje:

prekid govor (speech arrest),

jezične pogrešake

pseudo (lažni prekid govora)

Navigacijska transkranijalna magnetska stimulacija (nTMS)

op BROCA

(operkularni dio Brocine regije)

M1 za mišiće grkljana

(primarno motoričko područje za

mišiće grkljana)

prekid govora

jezične pogreške

2

3

Ponekad primjetne kontrakcije mišića lica

pseudo-prekid govora

10

□ Neurofiziološke osnove magnetske stimulacije

■ MOTORIČKI SUSTAV

□ Ispitivanje integriteta kortikospinalnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

□ Ispitivanje integriteta kortikobulbarnog puta

(kratki repetitorij anatomskih osnova, klinički primjeri i istraživanja)

■ SENZORIČKI SUSTAV

I . DIO

II . DIO

Magnetska stimulacija u istraživanjima kognitivnih funkcija

Magnetska stimulacija u motoričkim poremećajima i terapiji

TERAPIJA

■ moždani udar

■ depresija

■ anksiozni poremećaji

■ bipolarni poremećaj

MOTORIČKI POREMEĆAJI ■ Distonija

■ Parkinsonova bolest

■ Huntingtonova bolest

■ Tourett sindrom

■ Esencijalni tremor

Registracija magnetska stimulacija

A: arm score of Motricity Index; B: upper limb score of Fugl-Meyer assessment; C: grip strength; D: Box and Block test; E: leg score of Motricity Index; F: lower limb score of Fugl-Meyer assessment; G: Functional Ambulatory Category; H: Modified Barthel index. *p < 0.05