成对脉冲磁刺激检测技术在神经系统疾病中的临床应用专家共识

1 概述

1.1 证据来源

本专家共识制定遵循医学共识的基本原则,即基于现有证据与临床实践经验,由具有代表性的专家组共同审议形成。通过系统检索中文数据库(中国知网、万方数据库、维普数据库)及英文数据库(PubMed、Web of Science)中与成对脉冲磁刺激技术

康复学报

及其在神经康复中的应用相关的文献,检索时段覆盖建库至2025年,纳入临床研究及综述性文献等。基于文献证据与临床实践经验,由牵头单位组织领域内具有丰富经验的临床及科研专家,围绕ppTMS技术定义、设备要求、关键参数设定及在康复常见疾病中的应用等关键问题开展讨论。专家组召开了2次现场会议,对各议题进行逐条讨论并达成初步共识,在此基础上形成初稿。初稿随后交由主要专家进行审议与细化,通过反馈意见的整合与反复修改,使共识内容更加严谨、全面。共识制定过程重视循证证据与专家临床经验的综合评估,充分体现了专家组的共同判断与临床现状。

1.2 定义

成对关联刺激(paired associative stimulation, PAS)是指在特定刺激间隔(inter-stimulus interval, ISI)条件下,反复配对施加外周神经电刺激与经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)的一种时序依赖性神经调控模式[7]。该技术通过精确控制刺激的时间顺序与间隔,诱导类似脉冲时序依赖可塑性(spike-timing dependent plasticity, STDP)的突触调节效应,从而调控皮质兴奋性及功能连接状态。根据刺激来源及作用通路不同,PAS可分为系统内PAS、跨系统PAS以及皮质→皮质成对关联刺激(cortico-cortical paired associative stimulation, ccPAS)[8-9]。

成对脉冲经颅磁刺激(paired-pulse TMS, ppT-MS)是指由2个时间锁定的磁刺激脉冲构成的刺激范式,其中第1个脉冲为条件刺激(conditioning stimulus, CS),用于诱发特定的神经调制效应;第2个脉冲为测试刺激(test stimulus, TS),用于检测CS对皮质兴奋性或抑制性产生的影响[10]。CS与TS间的时间间隔称为ISI,不同ISI可反映不同的皮质内神经机制,如短间隔皮质内抑制,皮质内易化等,是评估皮质兴奋-抑制平衡状态的重要电生理工具[11]。根据刺激线圈数量可分为单线圈和双线圈模式,其中单线圈成对脉冲刺激(single-coil paired-pulse stimulation, scPPS)是指使用同一刺激线圈在设定的ISI条件下连续施加2个磁刺激脉冲,主要用于评估单一皮质区域内的兴奋-抑制调控特性及局部神经环路的时序依赖效应;双线圈成对脉冲刺激(double-coil paired-pulse stimulation, dcPPS)则指分别使用2个刺激线圈施加CS和TS,在设定的ISI内形成时间配对,从而依次激活不同皮质区域。

1.3 ppTMS应用情况

1.3.1 ppTMS揭示皮质可塑性与功能重塑机制脑功能的实现依赖于网络和环路中关键节点的协调配合[12]。功能障碍不仅是损伤区的功能异常,更是整个网络和环路中结构与功能连接的异常[5]。通过ppTMS评估特定功能网络中关键节点间的关系,是解释神经精神疾病机制的有效方法,也是评估突触可塑性与目标功能重建的重要手段。运动功能的执行依赖于运动前皮层与初级运动皮层 primarymotor cortex,M1)间的功能与结构连接,通过同侧运动前区抑制可以反映该连接的功能变化[13]。

1.3.2 ppTMS评估目标皮质时间与空间功能变化目前,仅运动皮层的兴奋性可通过MEP直接、快速地进行临床评估,而其他非运动皮质(如额叶、小脑等)的兴奋性则缺乏类似的直接量化手段。ppTMS技术为此提供了一种高效的间接评估范式:通过将CS施加于目标皮质,再以TS激活运动皮层,并记录其对MEP的调控效应(抑制或易化)。这种跨皮层相互作用的强度变化,可间接反映目标皮质在特定时间窗与功能连接中的兴奋性状态。小脑的兴奋性水平可通过其对运动皮层输出的抑制能力,即小脑抑制(cerebellar inhibition,CBI)效应,进行量化评估[14];CBI强度的变化可直接反映小脑皮质兴奋性的时间动态与空间功能连接状态。该间接评估方法为研究非运动皮质在生理及病理条件下的功能变化提供重要窗口[15]。

1.3.3 基于药理学揭示神经递质相关的细胞行为改变 ppTMS结果受神经递质及其受体影响已被广泛证实,通过ppTMS结果反映神经递质及其受体功能,是一种潜在的可推广的临床评估手段[16]。γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)受体介导的抑制可通过短间隔皮质内抑制指标进行量化,而N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDA)受体介导的兴奋可通过皮质内易化(intracortical facilitation, ICF)等参数反映。ppTMS技术能够动态监测药物干预后皮质兴奋性与抑制性的变化,因此被广泛用于研究抗癫痫药、抗抑郁药、精神兴奋剂等药物对皮质活动的调节效应。此外,该技术还可用于剂量-效应关系的分析,为新药研发与神经药理机制的探索提供可量化的神经生理指标。随着个体化治疗的发展,基于TMS的药理学技术已成为精准干预的重要手段[17]。

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2 设要求

2.1 磁刺激主机要求

实施成对脉冲刺激的仪器具有较为特殊的结构设计,该系统通常需要配置2套独立的充电放电系统、2套可控开关和2个储能电容。2组电路分别对电容进行充电,然后按照预先设置的先后时间顺序轮流配对刺激。2次刺激脉冲之间的ISI越短,对设备技术性能要求越高。ppTMS主机须具备双通道独立控制、高精度时间同步、宽范围ISI调节及稳定的输出性能[11,18-20]。

共识推荐意见：

(1)磁刺激主机的脉冲发放间隔范围为1~500 ms,最小可调节间隔应≤1 ms。

(2)系统需支持外部触发输入[如晶体管-晶体管逻辑(transistor-transistor logic, TTL)信号],能够与肌电系统实现毫秒级同步控制,确保刺激信号与生理信号记录时间精确对齐。

(3)2脉冲间的发放间隔(ISI)必须保持严格稳定,尤其是在近ISI(如1~6ms)条件下,应避免延迟或抖动。CS和TS应具备独立的强度调节功能,分别支持阀下和阀上刺激模式。

(4)主机应兼容多种类型线圈(如“8”字形、使用双锥形线圈),以满足单线圈或双线圈ppTMS检测需求。

2.2 磁刺激线圈要求

ppTMS 较单脉冲TMS对线圈的空间聚焦性与结构适配性要求更高。单线圈ppTMS为避免邻近皮质区被同时激活,应选用聚焦性能良好的“8”字形线圈,以保证刺激特异性[21]。双线圈ppTMS除需维持聚焦性外,还必须满足双线圈在不同皮质靶点的同时准确放置;在IHI检测中,常规“8”字形线圈可满足需求,但在后顶叶—M1或同侧运动前区—M1等距离较近的配对中,受线圈尺寸及手柄结构限制,易影响定位精度,宜选用小型或垂直手柄结构线圈。对于小脑相关ppTMS,由于刺激深度需求更高,可考虑使用双锥形线圈,但需权衡刺激强度与耐受性。

共识推荐意见：

(1)建议使用“8”字形线圈进行单线圈 ppTMS检测,避免使用圆形线圈。除小脑相关检测外,建议使用小型“8”字形线圈(长径<10cm)进行双线圈 ppTMS检测。

(2)对于距离较近的脑区进行ppTMS检测,建议使用“竖型”手柄结构的线圈。

(3)对小脑进行ppTMS检测,建议使用小型“双锥形线圈”或定制的适用于小脑的线圈,以实现更深层的刺激。

2.3 MEP模块要求

ppTMS检测对肌电图系统的性能要求较高,以确保在极短时间间隔内准确捕获MEP波幅的变化。系统需要低噪声放大器(输入噪声<5 µV峰-峰值,增益约1000倍),并配备电气隔离模块以降低电磁干扰。采样率应≥10 kHz,以还原波形细节;高通滤波设为1 Hz以缩短刺激伪迹,低通滤波设为2 000 Hz;虽不建议启用50/60 Hz陷波,但需确保记录条件最优。显示设置需灵活:测量运动阈值时Y轴放大50~100 µV/div,记录MEP时设为1~2 mV/div;X轴时间分辨率上肢≥5 ms/div、下肢≥10 ms/div。记录时长至少覆盖刺激前50 ms至刺激后100 ms,若评估皮层静息期则需延长至400 ms以上。系统支持外部TTL触发,实现与磁刺激器ms级同步,并准确记录CS与ISI的伪迹以验证ISI。滤波范围覆盖10~2 000 Hz,灵敏度涵盖10~5 mV/div。这些性能共同保障ppTMS检测的可靠性和可重复性[22]。

共识推荐意见:

(1) 肌电采集系统必须能够与磁刺激主机实现实时交互与信号同步。

(2)肌电信号记录时长应>ISI+40 ms,建议总记录时长≥500 ms。

(3)肌电系统必须能够准确记录CS与TS的刺激伪迹,用于验证ISI是否符合设定值。

(4)建议系统配备电极阻抗显示模块,并在检测前确保皮肤-电极接触阻抗维持在5k~10kΩ范围内。

(5)推荐使用外接专业级肌电采集系统,避免使用简易采集装置。若使用磁刺激主机自带的MEP模块,应在实验前进行准确度与一致性验证。

2.4 定位方法

2.4.1 解剖标志定位法和功能定位法 基础解剖定位法是 ppTMS 技术中最传统、最基础的定位方式。主要依靠颅骨表面解剖标志及国际通用的脑电10-20系统进行粗略定位。该方法无需依赖导航设备,在资源有限的临床或科研环境中仍具有重要应用价值。其核心原理是通过测量头部特定解剖标志(如鼻根、枕外隆突、耳前点等)之间的相对距

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离,按照固定比例计算出目标脑区的大致投影位置。然而,该方法的精度受到多种因素影响。个体间的解剖差异可达10~15mm,即相同表面标志在不同受试者中可能对应不同的脑区位置。颅骨形态的差异(如头围大小、颅骨厚度)会进一步增加定位误差。仅依靠解剖标志定位的“运动热点(Hot-spot)”与实际功能定位热点之间的平均偏差可达(8.3±4.1)mm。功能定位法定位的“运动热点”是指采用最小强度阈上刺激获得持续、稳定的最大MEP波幅的运动皮质位点。一般以M1区“运动热点”向前移动5cm来确定背外侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)。尽管这2种方法在空间精度上存在局限性,但由于其简便性与操作可及性,在常规临床检测及初步筛查中仍被广泛采用[23]。

2.4.2 导航系统定位法 导航系统定位是基于影像学数据进行TMS定位的方法,该系统可分为手动和自动定位2种方式。手动定位方式依赖于个体脑部磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)数据和定位装置,操作时需手持TMS线圈进行精准定位。而自动定位方式则是在手动方式的基础上,采用机械臂替代人工手持TMS线圈进行定位,这种方式能够提高定位效率,减少人力和时间的消耗。影像导航的主要优势在于其极高的空间精度(可达

1~3 mm)和全脑覆盖能力。与功能定位法通常局限于运动皮质区不同,导航系统可以精准定位任何脑区,包括DLPFC、后顶叶皮层等非运动区。这对于研究认知功能、精神疾病等非运动领域的ppTMS实验尤为重要[19-20,23]。

共识推荐意见:

在 ppTMS 检测中,定位精度至关重要,优先推荐使用导航系统。

3 ppTMS临床实践方法

scPPS 短间隔皮质内抑制(short-interval intra-cortical inhibition, SICI)、皮质内易化(intracortical facilitation, ICF)、长间隔皮质内抑制(long-interval intracortical inhibition, LIC)、短间隔皮质内易化(short-interval intracortical facilitation, SICF), dcPPS短潜伏期半球间抑制(short-interval interhemispheric inhibition, SIHI)、长潜伏期半球间抑制(long-interval interhemispheric inhibition, LIHI)、同侧运动前区抑制(ipsilateral premotor inhibition, IPI)、顶叶后运动抑制(posterior parietal motor inhibition, PPMI)、小脑抑制(cerebellar inhibition, CBI),外周一中枢电(磁)ppTMS短潜伏期传入抑制(short-afferent inhibition, SAI)和长潜伏期传入抑制(long-afferent inhibition, LAI)对应的CS、TS和ISI见表1。

|脉冲磁刺激|指标|CS|TS|ISI| |---|---|---|---|---| |scPPS|SICI|<100% RMT|>100% RMT|1~7 ms| |scPPS|ICF|<100% RMT|>100% RMT|8~15 ms| |scPPS|LICI|>100% RMT|>100% RMT|50~200 ms| |scPPS|SICF|>100% RMT|<100% RMT|1.1~1.5、2.3~3.0和4.1~4.5 ms(标记为 SICF-1、SIGF-2和SICF-3)| |dcPPS|SIHI|>100% RMT|>100% RMT|5~10 ms| |dcPPS|LIHI|>100% RMT|>100% RMT|30~60 ms| |dcPPS|IPI|>100% AMT|>100% RMT|1~2 ms和4~6 ms| |dcPPS|PPMI|<100% RMT|>100% RMT|4~12 ms| |dcPPS|CBI|>100% RMT|>100% RMT|5~9 ms| |外周-中枢电 (磁)ppTMS|SAI|电刺激|>100% RMT|18~25 ms| |外周-中枢电 (磁)ppTMS|LAI|电刺激|>100% RMT|180~600 ms|

3.1 scPPS

3.1.1 SICI

3.1.1.1 常用参数参考值 ① CS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈下刺激[刺激强度为50%~90%静息运

动阈(resting motor threshold, RMT)]。② TS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为120%RMT)。③ ISI:1~7 ms[1,16,21,24]。

3.1.1.2 记录部位 建议第一骨间背侧肌, 拇短展

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肌等肌肉也可记录。

3.1.1.3 标准结果 诱发的MEP波幅与标准 MEP的比值百分率会降低,参考范围:0.4~0.6。

3.1.1.4 操作要点 ① SICI 的抑制效果存在强度依赖性变化:在低强度CS时抑制减弱,中等强度时抑制增强,接近RMT时可能转为易化。② SICI 的抑制效果依赖于ISI 范围、CS刺激方向而非仅依赖TS强度;③ SICI 的抑制效果可能因运动状态而变化[24]。

3.1.1.5 生理意义 评价抑制性神经递质 GABAa受体介导的长时皮质抑制,评估抑制环路的兴奋性[16]。

3.1.2 ICF

3.1.2.1 常用参数参考值 ① CS: 阈下刺激(刺激强度为80%~90% RMT)。② TS: 阈上刺激(刺激强度为120% RMT)。③ ISI: 8~30 ms。

3.1.2.2 记录部位 拇短展肌。

3.1.2.3 标准结果 TS-MEP波幅与spTMS-MEP波幅的比值升高,参考范围:1.5~2.1。

3.1.2.4 操作要点 ICF的易化效果受CS和TS的强度组合、TS刺激方向及ISI的影响。

3.1.2.5 生理意义 评价可能由兴奋性神经递质 NMDA受体介导的皮质内易化。

3.1.3 LICI

3.1.3.1 常用参数参考值 ① CS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为120%RMT)。② TS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为120%RMT)。③ ISI:50~200 ms。

3.1.3.2 记录部位 拇短展肌。

3.1.3.3 标准结果 MEP波幅较 spTMS 诱发的波幅降低。

3.1.3.4 操作要点 ① LICI 的抑制效果受 CS 和 TS 强度组合的影响;其抑制程度可能因强度配对差异而波动,具体强度组合对抑制程度的影响仍需更多研究。② LICI 的抑制效果受 CS 的强度和 TS 的异位性影响。③ LICI 的抑制效果受 ISI 影响,如 100 ms 和 200 ms 的 ISI 对皮质抑制的效应最强,而 300 ms 可能导致抑制减弱或消失。

3.1.3.5 生理意义 可评价抑制性神经递质 GAB-Ab受体介导的长时皮质抑制。

3.1.4 SICF

3.1.4.1 常用参数参考值 ① CS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为120%RMT)。② TS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈下刺激(刺激强度为0.6~2.0倍AMT)。

80%~90% RMT)。③ ISI: 1.1~1.5、2.3~3.0、4.1~4.5 ms(标记为SICF-1、SICF-2和SICF-3)。

3.1.4.2 记录部位 第一骨间背侧肌。

3.1.4.3 标准结果 MEP波幅较 spTMS 诱发的波幅升高。

3.1.4.4 操作要点 SICF的强度和效果依赖于CS和TS的强度。当TS强度超过70%RMT时,才能诱发SICF。不同TS强度可能对SICF峰值产生易化调控。CS强度过高会出现抑制作用,随着TS强度的增加,SICF逐渐增强,但当CS强度增加到一定程度后,SICF效应反而会减弱。

3.1.4.5 生理意义 可能与抑制性神经递质 GAB-Ab介导的突触前去抑制有关。

3.2 dcPPS

3.2.1 SIHI

3.2.1.1 常用参数参考值 ① CS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈下刺激(刺激强度为0.6~2.0倍主动运动阈(active motor threshold, AMT))。② TS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为0.6~2.0倍AMT)。③ ISI:5~10 ms。

3.2.1.2 记录部位 第一骨间背侧肌。

3.2.1.3 标准结果 在手部运动区刺激时对侧 MEP 幅值最大可降低至非抑制状态下的70%[25]。

3.2.1.4 操作要点 ① SIHI 的抑制效果可能不会随着 CS 强度的增加而持续增强。② SIHI 的抑制效果受 ISI 影响, 例如, 12 ms 的 ISI 对皮质抑制的效应最强。③ SIHI 的抑制效果在不同脑区或靶点存在差异。

3.2.1.5 生理意义 暂不明确。

3.2.2 LIHI

3.2.2.1 常用参数参考值 ① CS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为0.6~2.0倍AMT)。② TS:圆形线圈或“8”字形线圈,阈上刺激(刺激强度为0.6~2.0倍AMT)。③ ISI:30~60 ms。

3.2.2.2 记录部位 第一背侧骨间肌。

3.2.2.3 标准结果 在手部运动区刺激时对侧 MEP 幅值最大可降低至非抑制状态下的60%。

3.2.2.4 操作要点 ① LIHI 的抑制效果可能因运动状态(静息 vs 收缩)而变化。② LIHI 的抑制效果在不同脑区或靶点存在差异。其抑制作用随着CS强度的增加而增强。③ LIHI 的抑制效果与CS或TS强度的关系尚不明确。

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3.2.2.5 生理意义 LIHI 的抑制强度受乙酰胆碱等神经递质调控[25]。

3.2.3 IPI

3.2.3.1 常用参数参考值 ① CS:竖式“8”字形线圈刺激左背侧运动前皮质,阈下刺激(刺激强度90%AMT)。② TS:“8”字形线圈刺激M1,阈上刺激(刺激强度120%RMT)。③ ISI:1~2、4~6 ms。

3.2.3.2 记录部位 第一骨间背侧肌。

3.2.3.3 标准结果 与健康受试者比较,颈部肌张力障碍及书写障碍患者在静息状态下dPMI增加。

3.2.3.4 操作要点 ① 运动前皮层(premotor cortex, PMC)与M1距离较近,2个线圈的定位难以精确摆放,结果需要谨慎解释。

3.2.3.5 生理意义 GABAa介导的皮层内抑制和 GABAb介导的皮层脊髓抑制[21]。

3.2.4 PPMI

3.2.4.1 常用参数参考值 ① CS:“8”字形线圈刺激顶叶后运动皮层, 阈下刺激(刺激强度90% RMT)。 ② TS:竖式“8”字形线圈刺激M1, 阈上刺激(刺激强度120% RMT)。 ③ ISI:4~12 ms。

3.2.4.2 记录部位 第一骨间背侧肌。

3.2.4.3 标准结果 当ISIs为4~8 ms时,MEP波幅较spTMS诱发的波幅升高[22];当ISIs为10~15 ms时,MEP波幅较spTMS诱发的波幅降低。

3.2.4.4 操作要点 ①该效应在后顶叶皮层(posterior parietal cortex, PPC)3个亚区不一致,而PPC亚区间定位分辨较难。②顶内沟(intraparietal sulcus, IPS)前部的CS对同侧M1有抑制作用,而顶下小叶(inferior parietal lobule, IPL)更后部的CS对M1有促进作用。而且顶叶运动通路存在左右不对称:CS线圈定位的影响在左半球更为明显,只有左侧中央能够诱发PPMI效应。

3.2.4.5 生理意义:暂不明确。

3.2.5 CBI

3.2.5.1 常用参数参考值 ① CS:双锥形线圈或小脑线圈, 阈刺激(刺激强度100% RMT)。② TS:圆形线圈或“8”字形线圈, 遵]刺激(刺激强度100% RMT)。③ ISI:5~9 ms。

3.2.5.2 记录部位 第一骨间背侧肌。

3.2.5.3 标准结果 刺激后,MEP波幅降低[18]。

3.2.5.4 操作要点 ① CBI 的抑制效果受 CS 和 TS 强度的影响。② CBI 的抑制效果受 ISI 范围的影响。

3.2.5.5 生理意义 反映了小脑—丘脑—皮层通过的多突触抑制性连接[26]。

3.3 电(磁)成对脉冲磁刺激

3.3.1 SAI

3.3.1.1 常用参数 ① CS:脉冲电刺激,正中神经,刺激强度为300%感觉阈值(sensory threshold, ST)。② TS:“8”字形线圈,M1,刺激强度为能诱发1 mV MEP的强度。③ ISI:18~25 ms[27-28]。

3.3.1.2 记录部位 挥短展肌。

3.3.1.3 标准结果 挣短展肌中由正中神经诱发的SAI,其抑制程度随未条件化MEP波幅呈梯度变化:0.2 mV的MEP可产生60%~65%的抑制,1 mV产生约55%抑制,2 mV产生约25%抑制。

3.3.1.4 操作要点 ① SAI可在上肢多块肌肉或部位诱发,不同部位结果有差异,常用部位包括正中神经、第1指至第5指[29];② SAI会随着外周神经刺激强度的增加而增强,随MEP波幅增加而减弱。③ 正中神经诱发的SAI在3倍ST强度时达到峰值,之后趋于稳定[30]。

3.3.1.5 生理意义 SAI很可能由A型GABA受体介导。

3.3.2 LAI

3.3.2.1 常用参数 ① CS:脉冲电刺激,正中神经,刺激强度为300% ST。② TS:“8”字形线圈,M1区,刺激强度为能诱发1mV MEP的强度。③ ISI:180~200 ms[31]。

3.3.2.2 记录部位 挥短展肌。

3.3.2.3 标准结果 产生40%~60%抑制。

3.3.2.4 操作要点 LAI可在上肢多块肌肉或部位诱发,不同部位结果有差异,常用部位包括正中神经、第1指至第5指[29-30]。

3.3.2.5 生理意义 LAI会随着神经刺激强度的增加而增强[32]。

4 ppTMS在常见康复疾病的应用

ppTMS在脑卒中、脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)、帕金森病(Parkinson's disease, PD)、阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)/轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)、多发性硬化(multiple sclerosis, MS)、肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)、肌张力障碍、神经病理性疼痛、小脑疾病和注意缺陷多动障碍(attention-deficit/hyperac-

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tivity disorder, ADHD)的应用情况、指标和意义见 表2。

表2 ppTMS在常见康复疾病的应用及意义

Table 2 Application and significance of ppTMS in common rehabilitation diseases

|疾病|指标|意义|应用| |---|---|---|---| |脑卒中[33-34]|患侧SICI↓ 患侧ICF↔ 患侧IHI↓ 健侧SICI↔ 健侧ICF↔ 健侧IHI↑|反映皮层间兴奋-抑制的平衡状态;患侧SICI可预测运动功能恢复;患侧SICI与ICF可能与rTMS干预反应相关|IHI 失衡限制脑卒中后运动功能恢复;慢性期患者患侧SICI可能无明显改变| |$SCI^{[35-36]}$|SICI↓ ICF↔|反映皮质回路的代偿性重组过程;有助于区分不同程度的运动功能障碍个体|腰段损伤患者的ICF较颈段损伤者更高;部分患者SICF峰值可能延后| |$PD^{[37-38]}$|SICI↓ SICF↑ ICF↔|SICI和SICF可作为疾病进展的潜在生物标志物;SAI可用于预测PD患者的痴呆发生和跌倒风险|多巴胺类药物及丘脑底核深部脑刺激可使SICI↑;皮质兴奋性参数随疾病进展发生动态变化| |$AD/MCI^{[39-40]}$|SICI↔ ICF↔ LICI↔ SAI↓|具有潜在诊断效用;SICI/ICF或SAI/SICI比值有助于区分MCI-AD与MCI-FTD;SI-CI/ICF比值可能有助于区分MCI-AD与MCI-LBD|SICI仅在AD晚期可能↓;左旋多巴及多巴胺激动剂可↑SAI| |$MS^{[41-42]}$|SICI↓ SICF↓ SAI↓|可用于监测或预测治疗效果;SICI有助于区分RRMS与SPMS|疲劳使SICI↓;奥瑞利珠单抗治疗可部分恢复SAI| |$ALS^{[43-44]}$|SICI↓ LICI↓ SICF↑ ICF↑|SICI是区分ALS与模仿障碍的潜在诊断生物标志物;SICI可作为判断病情进展及预后的指标|SICI↓是ALS预后不良的生物标志物,与疾病进展有关;LICI↓常与SI-CI同步↓,反映严重的疾程及下运动神经元功能障碍;利鲁唑治疗可使ALS患者的SICI部分恢复| |肌张力障碍$^{[45-46]}$|SICI↓ LICI↓ IHI↓|诊断效用有限;IHI与症状严重程度相关|可在患侧或健侧进行测试;不能作为器质性肌张力障碍的独立诊断标准| |神经病理性疼痛$^{[47]}$|SICI↓ LICI↓ ICF↔|疼痛肢体对侧运动皮层的SICI↓可作为皮质镇痛干预靶点定位的潜在生物标志物;预示患者对慢性疼痛发展的易感性|疼痛缓解程度与SICI改善呈正相关;慢性疼痛更易导致SICI的持续性↓| |小脑疾病$^{[15]}$|CBI↓|可作为神经退行性小脑疾病进展的生物标志物;有助于鉴别不同病因的小脑性共济失调;反映潜在的小脑-皮质功能障碍|无创神经调控技术可通过调节齿状核-丘脑-皮质通路影响CBI;CBI水平与疾病严重程度密切相关| |$ADHD^{[48]}$|SICI↓|与ADHD诊断和症状严重程度相关;反映儿童的运动技能发展水平|SICI与ADHD症状评分呈负相关;多巴胺激动剂和去甲肾上腺素再摄取抑制剂可部分恢复SICI|

注: $\downarrow$表示降低; $\uparrow$表示升高; $\leftrightarrow$表示无变化。

Note: $\downarrow$ indicates decrease; $\uparrow$ indicates increase; $\leftrightarrow$ indicates no change.

5 小结和展望

ppTMS技术作为TMS技术的重要拓展,凭借其

在评估皮质抑制与兴奋机制方面的高敏感性,已逐步应用于PD、AD、ALS等多种神经系统疾病的研究

康复学报

与临床探索。与传统单脉冲TMS评估比较,ppTMS能够揭示更为复杂的神经网络调控状态,更准确地反映兴奋-抑制平衡及跨皮层功能连接的变化,是连接基础神经科学研究与临床功能评估的桥梁。此外,ppTMS不仅可用于客观评估中枢抑制与兴奋状态,辅助神经系统疾病的诊断与分型,还可通过调节刺激参数(如ISI、刺激强度及刺激部位)对特定神经环路进行选择性调控,在康复治疗中具有潜在的干预价值。综上,ppTMS在机制研究、生物标志物探索及疗效预测等方面具有重要意义。

尽管ppTMS在神经科学研究中展现出巨大潜力,但在向临床应用转化过程中仍面临若干关键挑战。首先,不同研究间在刺激参数设定、脑区选择、肌电记录方式及结果解释框架等方面缺乏统一标准,影响了结果的可重复性与可比性。未来应通过多中心合作研究,建立统一的评估指标体系和标准化操作流程,明确关键参数的推荐范围及报告规范,推动ppTMS技术向标准化、系统化方向发展。随着功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)、脑电图(electroencephalography, EEG)和近红外脑功能成像等技术的不断进步,ppTMS与多模态检测方法的融合将成为重要发展方向。通过TMS-EEG、TMS-MRI等联合技术,可实现时间与空间分辨率上的互补,构建更完整的神经网络动态调控模型,从而增强其机制解释力与临床预测价值。设备性能与操作流程仍是当前推广应用的关键限制因素。未来应加快高性能磁刺激主机与线圈的国产化与优化,例如研发超小型“8”字形线圈以改善双线圈摆放问题,优化线圈结构以提升小脑刺激的耐受性与稳定性,并提高时间同步精度与输出一致性。同时,应加强导航定位技术的临床普及,提高刺激靶点的准确性与操作一致性。还需加强长期随访研究与循证数据积累,明确不同疾病阶段皮质兴奋-抑制特征的动态变化规律,验证ppTMS指标在疾病早期识别、疗效预测及个体化干预中的应用价值。通过标准制定、设备升级、技术培训及临床验证等多方面协同推进,ppTMS有望从科研工具逐步转化为规范化的临床评估与干预手段,在康复医学领域发挥更为重要的作用。

共识牵头专家:

许东升(上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院)、何晓阔(厦门市第五医院)、沈滢(南京医科大学第一附属医院)

共识青年执笔组成员：

朱光跃(复旦大学附属华东医院)、孙倩倩(厦门市第五医院)、戴文骏(南京医科大学第一附属医院)

共识专家组成员：（按姓氏笔画排序）

万春晓(天津医科大学)、马燕红(上海市第六人民医院)、王大明(浙江大学附属第一医院)、王长明(首都医科大学)、车先伟(杭州师范大学)、卢巍(江西省人民医院)、冯海霞(甘肃省康复中心医院)、兰月(广州市第一人民医院)、伏云发(昆明理工大学)、华续赟(上海中医药大学附属曙光医院)、刘浩(潍坊医学院康复医学院)、刘天(西安交通大学)、刘汉军(中山大学附属第一医院)、孙成成(华中科技大学附属协和医院)、苏敏(苏州大学附属第四医院)、李文兮(上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院)、李增勇(国家康复辅具研究中心)、吴永超(华中科技大学附属协和医院)、吴勤峰(上海市普陀区中心医院)、张立新(中国医科大学附属盛京医院)、陈玉辉(同济大学附属同济医院)、郑拥军(复旦大学附属华东医院)、郑重(四川大学华西厦门医院)、胡昔权(中山大学附属第三医院)、胡瑞萍(复旦大学附属华山医院)、袁华(空军西京医院)、徐江(华中科技大学附属同济医院)、席艳玲(上海市浦东新区光明中医院)、黄犇(海吉亚苏州永鼎医院)、廖军(新疆医科大学第四附属医院)、潘钰(清华大学附属北京清华长庚医院)、尧利书(武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司)、葛康(武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司)

参考文献

[1] ROSSINI P M, BURKE D, CHEN R, et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: basic principles and procedures for routine clinical and research application: an updated report from an I. F. C. N. Committee [J]. Clin Neurophysiol, 2015, 126(6): 1071-1107. [2] TIKKA S K, SIDDIQUI M A, GARG S, et al. Clinical Practice Guidelines for the Therapeutic Use of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Neuropsychiatric Disorders [J]. Indian J Psychiatry, 2023, 65(2): 270-288. [3] OSNABRUEGGE M, KANIG C, SCHWITZGEBEL F, et al. On the reliability of motor evoked potentials in hand muscles of healthy adults: a systematic review [J]. Front Hum Neurosci, 2023, 17: 1237712. [4] HAND B J, MERKIN A, OPIE G M, et al. Repetitive paired-pulse TMS increases motor cortex excitability and visuomotor

国家重点研发计划主动健康项目临床专家组:成对脉冲磁刺激检测技术在神经系统疾病中的临床应用专家共识

skill acquisition in young and older adults [J]. Cereb Cortex, 2023,33(20):10660-10675. [5] FALASCHI D, STAGG C, SEL A. Promoting motor recovery after stroke using cortico-cortical paired associative stimulation [J]. EclinicalMedicine, 2025,88:103473. [6] DONG K, ZHU X, XIAO W, et al. Comparative efficacy of transcranial magnetic stimulation on different targets in Parkinson's disease: A Bayesian network meta-analysis [J]. Front Aging Neurosci, 2022, 14:1073310. [7] SUPPA A, QUARTARONE A, SIEBNER H, et al. The associative brain at work: Evidence from paired associative stimulation studies in humans [J]. Clin Neurophysiol, 2017, 128(11):2140-2164. [8] GUIDAL I, RONCORONI C, BOLOGNI N. Paired associative stimulations: Novel tools for interacting with sensory and motor cortical plasticity [J]. Behav Brain Res, 2021, 414:113484. [9] KOCH G, PONZO V, DI LORENZO F, et al. Hebbian and anti-Hebbian spike-timing-dependent plasticity of human cortico-cortical connections [J]. J Neurosci, 2013, 33(23):9725-9733. [10] KUJIRAI T, CARAMIA M D, ROTHWELL J C, et al. Cortico-cortical inhibition in human motor cortex [J]. J Physiol, 1993,471(1):501-519. [11] ZIEMANN U. Pharmaco-transcranial magnetic stimulation studies of motor excitability [J]. Handb Clin Neurol, 2013, 116:387-397. [12] BULLMORE E, SPORNS O. Complex brain networks: graph theoretical analysis of structural and functional systems [J]. Nat Rev Neurosci, 2009, 10(3):186-198. [13] CASAROTTO A, DOLFINI E, FADIGA L, et al. Cortico-cortical paired associative stimulation conditioning superficial ventral premotor cortex-primary motor cortex connectivity influences motor cortical activity during precision grip [J]. J Physiol, 2023, 601(17):3945-3960. [14] FERNANDEZ L, MAJOR B P, TEO W P, et al. Assessing cerebellar brain inhibition (CBI) via transcranial magnetic stimulation (TMS): A systematic review [J]. Neurosci Biobehav Rev, 2018, 86:176-206. [15] TREMBLAY S, AUSTIN D, HANNAH R, et al. Non-invasive brain stimulation as a tool to study cerebellar-M1 interactions in humans [J]. Cerebellum Ataxias, 2016, 3:19. [16] ZIEMANN U, REIS J, SCHWENKREIS P, et al. TMS and drugs revisited 2014 [J]. Clin Neurophysiol, 2015, 126(10):1847-1868. [17] THORSTENSEN J, HENDERSON T, KAVANAGH J J. Serotonergic and noradrenergic contributions to human motor cortical and spinal motoneuronal excitability [J]. J Physiol, 2023, 601(11):2151-2175. [18] BREVEGLIERI R, BORGOMANERI S, FILIPPINI M, et al. Functional Connectivity at Rest between the Human Medial Posterior Parietal Cortex and the Primary Motor Cortex Detected by Paired-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation [J]. Brain Sci, 2021,11(10):1341. [19] 窦祖林,廖家华,宋为群.经颅磁刺激技术基础与临床应

用[M].北京:人民卫生出版社,2012:138-153 DOU Z L, LIAO J H, SONG W Q. Transcranial magnetic stimulation technique fundamental theory and clinical practice [M]. Beijing:People's Medical Publishing House,2012:138-153 [20] 王学义,陆林.经颅磁刺激与神经精神疾病[M].北京:人民卫生出版社,2014:28-43 WANG X Y, LU L. Transcranial magnetic stimulation in neuropsychiatric disorders [M]. Beijing:Peking University Medical Press,2014:28-43 [21] SILVENNOINEN K, BALESTRINI S, ROTHWELL J C, et al. Transcranial magnetic stimulation as a tool to understand genetic conditions associated with epilepsy [J]. Epilepsia,2020,61(9):1818-1839. [22] GROPPA S, OLIVIERO A, EISEN A, et al. A practical guide to diagnostic transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee [J]. Clin Neurophysiol,2012,123(5):858-882. [23] 竭利书,孙聪,葛康,等.经颅磁刺激定位技术的研究进展[J].神经损伤与功能重建,2022,37(2):159-163,171. YAO L S, SUN G, GE K, et al. Research progress of transcranial magnetic stimulation in localization technology [J]. China Med Devices,2022,37(2):159-163,171. [24] HUMMEL F C, STEVEN B, HOPPE J, et al. Deficient intracortical inhibition (SIC) during movement preparation after chronic stroke [J]. Neurology,2009,73(17):1361-1368. [25] NI Z, GunRAJ G, NELSON A J, et al. Two Phases of Interhemispheric Inhibition between Motor Related Cortical Areas and the Primary Motor Cortex in Human [J]. Cereb Cortex,2008,19(7):1654-1665. [26] SASAKI R, HAND B J, LIAO W Y, et al. Utilising TMS-EEG to Assess the Response to Cerebellar-Brain Inhibition [J]. Cerebellum,2023,22(4):544-558. [27] TOKIMURA H, DI LAZZARO V, TOKIMURA Y, et al. Short latency inhibition of human hand motor cortex by somatosensory input from the hand [J]. J Physiol,2000,523(2):503-513. [28] DI LAZZARO V, PILATO F, DILEONE M, et al. Dissociated effects of diazepam and lorazepam on short-latency afferent inhibition [J]. J Physiol,2005,569(1):315-323. [29] CHEN R, CORWELL B, HALLETT M. Modulation of motor cortex excitability by median nerve and digit stimulation [J]. Exp Brain Res,1999,129(1):77-86. [30] DI LAZZARO V, OLIVIERO A, PROFICE P, et al. Muscarinic receptor blockade has differential effects on the excitability of intracortical circuits in the human motor cortex [J]. Exp Brain Res,2000,135(4):455-461. [31] MARIORENZI R, ZAROLA F, CARAMIA M D, et al. Non-invasive evaluation of central motor tract excitability changes following peripheral nerve stimulation in healthy humans [J]. Electroencephalogr Clin Neurophysiol,1991,81(2):90-101. [32] BIKMULLINA R, BÄUMER T, ZITTEL S, et al. Sensory afferent inhibition within and between limbs in humans [J]. Clin Neurophysiol,2009,120(3):610-618.

康复学报

[33] MCDONNELL M N, STINEAR C M. TMS measures of motor cortex function after stroke: A meta-analysis [J]. Brain Stimul, 2017, 10(4):721-734. [34] VUCIC S, STANLEY CHEN K H, KIERNAN M C, et al. Clinical diagnostic utility of transcranial magnetic stimulation in neurological disorders: Updated report of an IFCN committee [J]. Clin Neurophysiol, 2023, 150:131-175. [35] LACERDA G J M, GONZALEZ-GONZALEZ L F, PACHECO-BARRIOS K, et al. TMS-Indexed neurophysiological signatures of neural compensation in spinal cord injury: associations with injury level, motor function, and affective modulation [J]. Neurol Sci, 2025, 46(9):4623-4631. [36] ARORA T, DESAI N, KIRSHBLUM S, et al. Utility of transcranial magnetic stimulation in the assessment of spinal cord injury: Current status and future directions [J]. Front Rehabil Sci, 2022, 3: 1005111. [37] CUNIC D, ROSHAN L, KHAN F I, et al. Effects of subthalamic nucleus stimulation on motor cortex excitability in Parkinson's disease [J]. Neurology, 2002, 58(11):1665-1672. [38] NI Z, BAHL N, GUNRAJ C A, et al. Increased motor cortical facilitation and decreased inhibition in Parkinson disease [J]. Neurology, 2013, 80(19):1746-1753. [39] BENUSSI A, DI LORENZO F, DELL'ERA V, et al. Transcranial magnetic stimulation distinguishes Alzheimer disease from fronto-temporal dementia [J]. Neurology, 2017, 89(7):665-672. [40] BENUSSI A, GRASSI M, PALLUZZI F, et al. Classification accu-

racy of TMS for the diagnosis of mild cognitive impairment [J]. Brain Stimul, 2021, 14(2):241-249. [41] BELVISI D, TARTAGLIA M, BORRIELLO G, et al. Are Neurophysiological Biomarkers Able to Discriminate Multiple Sclerosis Clinical Subtypes? [J]. Biomedicines, 2022, 10(2):278. [42] MORI F, KUSAYANAGI H, MONTELEONE F, et al. Short interval intracortical facilitation correlates with the degree of disability in multiple sclerosis [J]. Brain Stimul, 2013, 6(1):67-71. [43] CALMA A D, VAN DEN BOS M, PAVEY N, et al. Physiological Biomarkers of Upper Motor Neuron Dysfunction in ALS [J]. Brain Sci, 2024, 14(8):777. [44] KRISHNAN D, TALBOT D L, ASHHURST J F, et al. Longitudinal assessment of cortical motor function in amyotrophic lateral sclerosis [J]. Sci Rep, 2025, 15(1):1234. [45] NELSON A J, HOQUE T, CUNRAJ C, et al. Impaired interhemispheric inhibition in writer's cramp [J]. Neurology, 2010, 75(5): 441-447. [46] SATTLER V, DICKLER M, MICHAUD M, et al. Does abnormal interhemispheric inhibition play a role in mirror dystonia? [J]. Mov Disord, 2014, 29(6):787-796. [47] PARKER R S, LEWIS G N, RICE D A, et al. Is motor cortical excitability altered in people with chronic pain? A systematic review and meta-analysis [J]. Brain Stimul, 2016, 9(4):488-500. [48] GILBERT D L, ISAACS K M, AUGUSTA M, et al. Motor cortex inhibition; a marker of ADHD behavior and motor development in children [J]. Neurology, 2011, 76(7):615-621.

Expert Consensus on the Clinical Application of Paired-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation Based Detection Techniques in Neurological Diseases

Clinical Expert Group of the National Key R&D Program on Active Health *Correspondence: XU Dongsheng, E-mail: dxu0927@shutcm.edu.cn

ABSTRACT Paired-pulse transcranial magnetic stimulation (ppTMS), which delivers two consecutive magnetic pulses at millisecond-level interstimulus intervals, can be used to assess intracortical and intercortical interactions as well as mechanisms of neuroplasticity, with high sensitivity and specificity. However, ppTMS requires sophisticated equipment, involves complex procedures and cumbersome parameter settings, and lacks unified standards for result interpretation; thus, a systematic set of clinical operating standards has not yet been established. This expert consensus aims to promote the standardization of ppTMS in clinical practice and improve the reproducibility of its findings by formulating consensus recommendations for its clinical application. This consensus addresses the evidence base, definitions, and current applications of ppTMS; equipment requirements, including the magnetic stimulator, coil, motor evoked potential (MEP) module, and neuronavigation/localization methods; and reference parameters for the conditioning stimulus (CS), test stimulus (TS), and specific interstimulus intervals (ISIs) corresponding to single-coil ppTMS paradigms, including short-int�难 short-intaracortical inhibition (SICI), intracortical facilitation (ICF), long-intaracortical inhibition (LICI), and short-interval intracortical facilitation (SICF); dual-coil ppTMS paradigms, including short-latency interhemispheric inhibition (SIHI), long-latency interhemispheric inhibition (LIHI), ipsilateral premotor inhibition (IPI), posterior parietal-motor inhibition (PPMI), and cerebellar inhibition (CBI); as well as peripheral-central paired electrical (magnetic) pulse paradigms, including short-latency afferent inhibition (SAI) and long-latency afferent inhibition (LAI). In addition, this consensus analyzes the applications, indices, and clinical significance of ppTMS in stroke, spinal cord injury (SCI), Parkinson's disease (PD), Alzheimer's disease (AD) and mild cognitive impairment (MCI), multiple sclerosis (MS), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), dystonia, neuropathic pain, cerebellar disorders, and attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD).

KEY WORDS neurological diseases; neuromodulation techniques; transcranial magnetic stimulation; paired-pulse transcranial magnetic stimulation; neuroplasticity; expert consensus

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