非导航经颅磁刺激（TMS）测量皮质脊髓通路兴奋性在神经学完整成年人群中的重测信度

《Brain Topography》：The Test-Retest Reliability of Non-Navigated Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) Measures of Corticospinal Pathway Excitability in a Neurologically Intact Adult Population

　　

经颅磁刺激（TMS）测量在健康成年人中跨生命周期的重测信度仍不清楚。研究人员旨在确定非神经导航经颅磁刺激（TMS）在神经学完整成年人中诱发的运动诱发电位（MEP）特征的重测信度和最小可检测变化（SDC）。研究在健康成年样本中进行了两次相同的数据收集，间隔5至7天。评估的MEP特征包括运动阈值（MT）（静息和主动条件）、振幅（主动）、潜伏期（MEP-L）（主动条件）、静默期（SP）（主动条件）和募集曲线（RC）（主动条件）。研究的肌肉为双侧肱二头肌（BB）、桡侧腕伸肌（ECR）和拇短展肌（APB）。重测信度通过组内相关系数（ICC）及其95%置信区间（CI）和一致性界限（LOA）计算，并计算最小可检测变化（SDC）。可接受信度设定为ICC的95% CI下限≥0.70。在健康成年人（n=51）中，所有MEP特征均不可靠。所有MEP特征的CI下限均低于可接受信度（ICC＜0.7）。非优势侧肱二头肌的主动MT最为可靠（例如，ICC=0.78 [0.64–0.87]）；而RC在所有肌肉中均表现出较差信度。LOA显示两次会话的均值差异较小，但95% LOA较宽，表明测量变异较大。SDC在不同肌肉和MEP特征间存在差异。本研究发现，以ICC的95% CI下限解释时，TMS结果的可接受信度证据仍然有限。

**论文解读：非导航经颅磁刺激（TMS）测量皮质脊髓通路兴奋性在神经学完整成年人群中的重测信度**

**研究背景、问题及研究意义**

经颅磁刺激（TMS）是一种非侵入性大脑刺激技术，广泛应用于神经学完整成年人中以研究皮质脊髓连接、神经可塑性以及通过虚拟病变探索特定脑区对运动的贡献。然而，现有研究主要集中于年轻成年人（通常低于40岁），对中老年人群的研究不足。年龄增长伴随着神经系统变化（如白质减少、髓鞘脱失、有髓神经元数量下降）以及常见疾病（如高血压、高胆固醇血症、糖尿病），这些可能影响TMS测量结果及其可靠性。此外，不同肌肉对TMS的反应存在差异（如远端-近端梯度），但先前研究多局限于手部肌肉，且存在方法学问题，例如未报告组内相关系数（ICC）的95%置信区间（CI）、样本量不足、缺乏最小可检测变化（SDC）等可靠性指标。因此，本研究旨在评估非导航TMS在神经学完整成年人（涵盖中老年）中多种上肢肌肉（沿远端-近端轴）的MEP特征的重测信度，并采用充分的样本量、ICC及95% CI、一致性界限（LOA）和SDC等方法，以提供更全面的可靠性评估。该研究发表在《Brain Topography》。

**主要技术方法**

研究人员采用前瞻性相关性重测信度设计，在51名神经学完整成年人（21–74岁，来自社区招募）中进行两次完全相同的TMS数据采集，间隔5–7天。使用Magstim 2002刺激器及8字形线圈（直径90 mm），单脉冲单相TMS，非导航。测量肌肉为双侧肱二头肌（BB）、桡侧腕伸肌（ECR）和拇短展肌（APB）。MEP特征包括：主动运动阈值（AMT）、静息运动阈值（RMT）、MEP振幅（主动）、MEP潜伏期（MEP-L，主动）、静默期（SP，主动）及募集曲线（RC，主动）。表面肌电（EMG）信号采样率1000 Hz，放大1000倍，带通滤波15–450 Hz。统计方法包括ICC[2,1]及95% CI、LOA、SDC和变异系数（CV），可接受信度设为ICC下限95% CI≥0.70。

**研究结果**

**曲线拟合**
研究人员对募集曲线进行S形函数和线性函数拟合。S形函数在至少一次会话中成功拟合的比例为71%–80%（各肌肉），线性函数成功拟合比例更高（96%–100%）。由于部分参与者130%运动阈值超过刺激器输出上限或感觉不适，导致数据点减少，线性函数更易拟合。

**信度ICC**
所有MEP特征的估计ICC值中，7/48为良好，30/48为中等，11/48为较差（排除募集曲线）。但所有特征的95% CI下限均低于0.7，表明无任何MEP特征达到可接受重测信度。最可靠指标为非优势侧BB的AMT（ICC=0.78 [0.64–0.87]），但其CI下限仍低于0.7。募集曲线斜率在所有肌肉中均表现出较差信度。

**一致性界限（LOA）**
LOA分析显示两次会话的均值差异较小，但95% LOA较宽（例如，优势侧ECR的RMT均值差为+0.14，95% LOA为-10.98至11.26），表明测量变异大。Bland-Altman图未显示系统误差，确认了TMS测量的变异性及信度不足。

**最小可检测变化（SDC）**
MEP特征的SDC范围：运动阈值（9%–12%刺激器输出）、MEP-L（1.77–3.43 ms）、SP（41.46–66.84 ms）、MEP振幅（1.51–4.94 μV）。15/24个特征的SDC在非优势侧肌肉中更大。募集曲线斜率因信度差而未计算SDC。

**变异系数（CV）**
CV范围：运动阈值10.75%–15.34%，MEP-L 7.89%–10.09%，SP 22.36%–34.01%，表明所有MEP特征相对于均值具有较大变异性。

**讨论与结论**

讨论部分指出，尽管估计的ICC值显示中等至良好信度，但结合95% CI下限后，大多数TMS测量不可靠，这与先前部分研究一致，但低于某些研究的结果。差异可能源于ICC模型选择（本研究使用ICC[2,1]单次测量可靠性，而非ICC[2,k]均值可靠性）、样本年龄范围更广、非导航TMS以及固定测量顺序等。LOA宽、SDC大、CV高均表明TMS测量存在较大变异性，限制了其在个体水平评估神经可塑性的应用，但可能适用于群体水平。肌肉间信度差异符合远端-近端梯度，且非优势侧肌肉信度略高。募集曲线信度差可能与MEP振幅变异性、数据点不足及曲线拟合困难有关（S形函数拟合成功率低，线性函数更适用）。其他因素如SSRI药物（2名参与者服用）和女性激素（月经周期不同阶段）可能影响皮质脊髓通路兴奋性，但影响有限。

研究结论翻译如下：本研究确定，在评估的人群中，TMS测量的重测信度可变，并表现出宽95% CI、宽95% LOA和大的SDC，提示TMS测量存在不精确性。