《Experimental Brain Research》：Cervicothoracic trans-spinal magnetic stimulation: effect of coil position and orientation on spinal motor evoked potentials
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卒中（stroke）是导致成人长期残疾的主要原因，超过80%的幸存者存在持续性上肢运动障碍。脊髓电刺激在神经系统疾病后显示出治疗潜力。卒中后的应用主要依赖侵入性植入物，这限制了临床采用，而非侵入性高强度电刺激对于保留感觉功能的患者可能难以耐受。经脊髓磁刺激（t
卒中（stroke）是导致成人长期残疾的主要原因，超过80%的幸存者存在持续性上肢运动障碍。脊髓电刺激在神经系统疾病后显示出治疗潜力。卒中后的应用主要依赖侵入性植入物，这限制了临床采用，而非侵入性高强度电刺激对于保留感觉功能的患者可能难以耐受。经脊髓磁刺激（trans-spinal magnetic stimulation, TSMS）提供了一种能够调节残余感觉运动通路的非侵入性替代方案。然而，诸如线圈位置和方向等基本参数仍未得到充分研究。为填补这一空白，开展了两个实验。实验1：19名健康成年人接受了涵盖30个颈胸段位点（3×10网格）的脊髓映射测试，采用头侧-左侧（rostral-left）诱导电流方向，以阈上强度从双侧6块上肢肌肉记录反应。Friedman方差分析显示，脊髓运动诱发电位（spinal motor evoked potentials, sMEPs）的幅度存在显著的内侧-外侧和头侧-尾侧变异：同侧>中线>对侧，其中手臂反应在头侧达到峰值，腕部在中排达到峰值，手部在尾侧达到峰值。实验2：20名健康成年人在三个水平方向的颈胸段位点接受了八个间隔45°的电流方向刺激。Friedman方差分析显示一种双侧镜像对称模式。左侧肌肉的最大反应由头侧-左侧电流方向引出，该方向通过将线圈手柄自尾侧方向逆时针旋转45°实现；同样，右侧肌肉的最大反应由头侧-右侧电流方向引出，该方向通过将线圈手柄逆时针旋转315°实现。线圈位置和方向是sMEP幅度的关键决定因素。这些结果为进一步研究颈胸段磁刺激作为一种潜在的非侵入性神经调控干预提供了基础框架。
该研究发表于《Experimental Brain Research》。卒中（stroke）是成人长期残疾的主要原因，超过80%的幸存者存在持续性上肢运动障碍。脊髓电刺激虽具有治疗潜力，但侵入性植入物限制临床推广，而非侵入性高强度电刺激对保留感觉功能的患者可能难以耐受。经脊髓磁刺激（TSMS）作为一种非侵入性替代手段，可调节残余感觉运动通路。然而，线圈位置和方向等基本参数仍缺乏系统性研究。为此，研究人员开展两个实验，系统探究颈胸段TSMS中线圈位置与诱导电流方向对脊髓运动诱发电位（sMEPs）的影响，并证实二者是决定sMEPs幅度的关键因素。研究结果为将TSMS开发为非侵入性神经调控干预提供了基础框架。
关键技术方法方面，该研究招募两个独立健康成人队列：实验1为19名受试者（10名女性，年龄38.7±18.6岁；18名右利手），实验2为20名受试者（10名女性，年龄33.01±25.56岁；19名右利手），均排除了神经肌肉疾病史和TMS禁忌症，并完成上肢功能筛查。采用Delsys Trigno无线表面肌电系统记录双侧6块上肢肌肉（FCR、ECR、BB、TB、ADM、FDI）的肌电信号；使用MagVenture MagPro X100磁刺激器和C-B60八字形线圈，设置双相（biphasic）波形、Power模式及反向电流模式。研究人员基于FASTRAK 6D电磁运动追踪和LabVIEW开发的脊髓神经导航系统，实时监测线圈位姿，确保位置误差<0.5mm、角度误差<2°。实验1构建3×10颈胸段刺激网格，以左侧肱二头肌静息运动阈值（rMT）的120%强度进行刺激，每点记录10次；实验2选取左、中、右三个水平位点，测试八个间隔45°的线圈方向。统计采用非参数Friedman方差分析和Wilcoxon符号秩检验（Bonferroni校正）。
### 脊髓映射结果
研究人员通过对30个颈胸段位点的系统映射发现，不同上肢肌肉的sMEPs幅度存在显著空间分布差异（x-重心：χ
2(10)=146.2，p<0.0001；y-重心：χ
2(10)=118.8，p<0.0001）。事后比较显示，内侧-外侧方向存在显著侧别差异：同侧刺激位点诱发的反应最大，中线次之，对侧最小；头-尾方向亦呈规律性梯度：手臂肌肉在头侧（第1–3行）反应最大，腕部肌肉在中排（第3–6行）达峰，手部肌肉在尾侧（第7–10行）反应最大。此结果提示TSMS具有空间特异性，且与肌节段性支配相符合。
### 线圈方向结果
在三个刺激位点和八个诱导电流方向的测试中，sMEPs幅度受刺激位点和电流方向的显著影响（Friedman检验，p<0.001）。左侧肌肉的最大反应出现在头侧-左侧（rostral-left）电流方向（对应线圈手柄自尾侧逆时针旋转45°），而右侧肌肉的最大反应出现在头侧-右侧（rostral-right）电流方向（对应315°）。左右侧肌肉的反应呈镜像对称模式。此外，左侧肌肉在左位点反应最大，右侧肌肉在右位点反应最大，对侧或中线反应较弱。部分肌肉（如右侧TB、ECR、FDI、ADM在左位点刺激时）未引出可检测的sMEPs（幅度<50μV）。
讨论部分指出，外侧位点更接近脊神经根，可能通过多条脊髓及脊髓上反射通路募集运动神经元池，支持TSMS主要靶向背根而非脊髓中央结构的假说；头-尾梯度与上肢肌节分布（臂肌≈C5–C6，腕肌≈C6–C7，手内在肌≈T1）一致。头向诱导电流方向具有最优激活效率，与既往研究相符，角度差异可能源于颈椎神经根解剖结构。由于采用双相波，电流方向标签应谨慎解读。局限性包括样本偏年轻、缺乏MRI个体化参考、网格间距较粗、角度步长较大以及未分析sMEP潜伏期。
研究结论可翻译为：该研究是建立TSMS作为卒中后运动障碍非侵入性神经调控方法的第一步。研究结果表明，磁刺激能够有效靶向脊髓回路，并可选择性激活特定肌群和侧别，对偏瘫或轻偏瘫患者具有治疗潜力。这些发现为未来TSMS研究提供了最佳线圈位置和方向的实践指导，是开发重复性TSMS作为神经调控预适应干预、促进神经损伤后运动功能恢复的重要进展。
