經顱磁刺激(TMS)技術，利用時變的脈沖磁場能穿透顱骨在大腦神經元細胞中形成感應電場，進而產生感應電流作用于神經系統，引起一系列生理生化反應，從而影響腦內代謝和神經元興奮性改變，達到改善及治療精神和神經疾病的作用。

經顱磁刺激的技術原理

電磁感應與電磁轉換是經顱磁刺激的基本原理，TMS 刺激線圈內通過的脈沖電流產生強大瞬變的磁場，變化的磁場在附近的導體，包括人體組織、大腦神經元在內，誘導出感應電場，繼而產生感應電流，磁場刺激的生物效應都是由這種感應電場與感應電流對神經的刺激作用產生的。

經顱磁刺激的基本電路

TMS設備最基本的簡化電路由主電路和刺激線圈組成，主電路由充電電路、儲能電容、脈沖整形電路以及可控硅開關幾部分構成。

如果接通脈沖整形電路的開關，使電容方向電壓被二極管D1鉗位，刺激線圈只流過單相電流，如果斷開開關，LC振蕩電路的反向電流可通過D2流向刺激線圈，使刺激線圈有雙相輸出。

經顱磁刺激的工作原理

磁刺激所需的能量是由高壓電源經整流后對儲能電容器進行充電，充電電壓從零到數千伏,可以調節,儲能電容上的電壓高低決定刺激線圈流過電流的大小和刺激強度。

經顱磁刺激的作用機制

TMS是一種無創性刺激神經的外因，必須通過大腦皮層神經元的內因而起作用。普遍認為TMS的作用機制是影響神經系統對信息的處理過程，包括神經元突觸的興奮、突觸的抑制和突觸的可塑性。從動物實驗和臨床應用的30多年來，TMS目前達成的共識是：高頻刺激可以在皮質引起長時程增強（LTP）樣的神經興奮性增高，低頻刺激引起長時程抑制（LTD）樣的興奮性降低。

神經調制機制

利用 TMS 人為 干預，直接改變突觸連接強度，雙向調節神經功能 的長時程增強（long-term potentiation，LTP）或長時程抑制（long-term depression，LTD）；從分子水平、突觸水平，細胞水平、神經網絡水平甚至大腦控制的行為學水平發揮神經可塑性調節。

多種機制相互作用

通過與 PET、MRI、腦電圖 （electroencephalogram，EEG）的聯合使用，發現 TMS 不僅有局部皮質的刺激作用，而且通過刺激區域的神經網絡連接有遠程作用，引起神經遞質、激素、腦源性神經營養因子、血流量及代謝的變化，腦電波基礎活動頻率、共振頻率的變化，通過多種機制調制大腦功能。

[1] 竇祖林. 經顱磁刺激技術基礎與臨床應用[M]. 人民衛生出版社, 2012.

[2] 王學義, 陸林. 經顱磁刺激與神經精神疾病[M]. 北京大學醫學出版社, 2014.