A transzkraniális mágneses stimuláció (TMS, eng. Transcranial magnetic stimulation, TMS ) egy olyan módszer, amely lehetővé teszi az agykéreg nem invazív stimulálását rövid mágneses impulzusok segítségével . A transzkraniális elektromos stimulációhoz (TES) hasonlóan a TMS is néha fájdalommal jár [1] , ezért óvatosan kell alkalmazni.
Az agyi gátló folyamatok tanulmányozása TMS segítségével lehetséges, mivel a TMS képes gerjeszteni a gátló kérgi neuronokat. Számos módszer létezik a gátló válaszok TMS segítségével történő rögzítésére. Az első, módszertanilag legegyszerűbb módszer a spontán izomtevékenység elnyomásának időtartamának mérése mágneses inger ( elektromágneses indukciós gerjesztés ) után. Ezt a módszert Cortical Silent Periodnak nevezik, és lehetővé teszi a hosszú látencia kortikális gátlás (GABA-B) értékelését. Ez a fajta gátló funkció a legérzékenyebb a bazális ganglionok aktivitásának zavaraira (például extrapiramidális rendellenességek, dystonia, Parkinson-kór és a bazális struktúrák egyéb elváltozásai esetén), ezért változása segédindikátorként szolgálhat. a bazális ganglionok betegségeinek diagnosztizálásában. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy az izomaktivitás elnyomásának időtartama a TMS hatására nemcsak a kéreg gátló aktivitásának súlyosságától függ, hanem a TMS intenzitásától is. Az elektromágneses stimuláció intenzitásának növekedésével a kérgi csendes periódus meghosszabbodik, és megszakítható egy rövid izomtevékenységgel (vagyis két komponensre osztható). Ez megnehezíti a GABA-B gátlás egyéni szintjének felmérését és rendellenességeinek diagnosztizálását.
Az agykéreg ingerlékenységének tanulmányozásának másik megközelítése a páros mágneses stimuláció (Paired-pulse TMS). A motor által kiváltott potenciál amplitúdójának mérésén alapul két különböző intenzitású és különböző interstimulus intervallumon (ISI) érkező mágneses inger hatására. Az első inger intenzitása a motoros küszöb alá van beállítva, azaz az első inger önmagában nem vált ki semmilyen motoros választ. A második inger intenzitását úgy választjuk meg, hogy egyetlen stimulációval 0,8-1 millivolt amplitúdójú motoros potenciált váltson ki. Az 1-6 ezredmásodperces interstimulusok közötti páros stimuláció esetén a motor által kiváltott potenciál amplitúdója csökken, és e csökkenés mértéke a rövid látens gátlás (GABA-A) szintjét tükrözi.
A motoros kéreg stimulálásakor a TMS a megfelelő perifériás izmok összehúzódását idézi elő a kéregben lévő topográfiai ábrázolásuknak megfelelően. Például fokális nyolc alakú elektromágneses tekercs használatakor az alsó végtagok disztális izomzatából érkező motoros válaszok lekéréséhez a legoptimálisabb stimulációs hely a csúcs, a kéz motoros zónájának stimulálásához pedig a kéz mozgatása szükséges. Tekercs oldalirányban a csúcstól 5-7 cm-rel. A TMS által kiváltott motoros válaszok ( motor által kiváltott potenciálok (MEP-k), motorok által kiváltott potenciálok (MEP-ek)) elektromiográfiás módszerrel rögzíthetők a bőrre rögzített elektródák segítségével a TMS-re adott motoros válaszban részt vevő izom (vagy izmok). A MEP regisztrálását a központi motoros vezetési idő (CMCT) mérésére és a cortico-spinalis ingerlékenység (cortico-spinalis ingerlékenység) vizsgálatára használják.
Fontos megjegyezni, hogy a TMS nem közvetlenül gerjeszti a központi motorpályákat ( piramispályát ), mint a TES, hanem az interneuronok aktiválásán keresztül , amit a gerjesztés szinaptikus átvitele követ a piramis neuronokhoz. Ezért a szinaptikus funkció bármilyen károsodása a MEP látencia amplitúdójának csökkenéséhez és megnyúlásához vezet. Másrészt a MEP-ek nagy érzékenysége a szinaptikus aktivitás változásaira lehetővé teszi az agy motoros rendszerének (kérgi ingerlékenység) ingerlékenységének felmérését, beleértve annak serkentő (serkentő) és gátló (gátló) komponenseit.
A váltakozó mágneses mező használata az idegi struktúrák stimulálására Michael Faraday elektromágneses indukció (1831) koncepcióján alapul . Jacques Arsene d'Arsonval 1896-ban volt az első, aki mágneses mezőt alkalmazott embereken, és képes volt foszféneket előidézni – olyan vizuális érzeteket, amelyek az emberben anélkül jelentkeznek, hogy a szemet fény érné [2] .
A mágneses stimuláció (elektromágneses indukción keresztüli stimuláció) alkalmazásának lehetősége a pszichiátriában – sok más kezelési módhoz hasonlóan – szinte véletlenül fedezték fel. 1902-ben A. Pollacsek és B. Beer, ketten Freuddal egyidősek, Bécsben szabadalmaztattak egy módszert a "depressziók és neurózisok" elektromágneses eszközzel történő kezelésére. Valószínűleg azt hitték, hogy az elektromágnesnek jótékony hatása lehet az agy mechanikus eltolásával. Nem terjesztették elő azt a hipotézist, hogy a stimuláció áramot indukálhat az idegrostokban. A sör, a mágnesszelepet a feje fölé helyezve , szintén a foszfenézis hatását váltotta ki.
A mágneses stimuláció kutatásának új korszaka kezdődött 1985-ben, amikor A. Barker et al. (Nagy-Britannia) először mutatta be kísérletileg az izomösszehúzódás lehetőségét, amelyet egy váltakozó mágneses tér nem invazív hatása okoz a központi idegrendszerre [3] . Az agykéreg motoros területének non-invazív stimulációja lehetővé tette a TMS módszer alkalmazását a demyelinizáló neurológiai betegségek (például sclerosis multiplex ) diagnosztizálásában az utak funkcionális állapotának és integritásának tesztelésével. a motoros terület és az idegrendszer egyéb motoros pályákkal kapcsolatos részei közötti kapcsolatokról.
1987-ben R. Bickford és M. Guidi először írt le rövid távú hangulatjavulást több egészséges önkéntesnél, miután az agykéreg motoros területeit egyetlen ingerrel a TMS alatt [4] . Ezzel kezdetét vette a depolarizáló mágneses mezők hatásának tudományos kutatása különböző neurológiai és mentális betegségekben szenvedő betegeknél. Hamarosan tanulmányokat végeztek a TMS hatásáról a súlyos depresszióban szenvedő betegekre .
Ezzel párhuzamosan egy tudóscsoport A. Pascual-Leone professzor vezetésével megvizsgálta a TMS alkalmazásának lehetőségét Parkinson-kórban szenvedő betegek kezelésére . Kimutatták, hogy a váltakozó mágneses tér hatására a betegekben nőtt a VMO és a reakciósebesség, azaz csökkent az akinézia . Két Parkinson-kórban szenvedő depresszióban szenvedő beteg hangulata is javult a stimuláció után. A kapott eredményeket két évvel később, 1994-ben publikálták [5] [6] . A Parkinson-kórban a komorbid depresszió mágneses stimulációval történő kezelésével kapcsolatos kísérletek 2019-es metaanalíziséből származó újabb adatok azt mutatják, hogy a TMS hatása nem különbözik a placebóétól [7] .
1994 után megnőtt az orvosi és tudományos érdeklődés a TMS iránt, és számos állatkísérlet és humán klinikai kísérlet következett. Az első kontrollált vizsgálatot a depresszió kezeléséről M. George és E. Wassermann végezte 1995-ben [8] . 2008-ban az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága ( FDA ) ideiglenes engedélyt adott a Neuronetics mágneses stimulátorainak depresszió kezelésére a Biological Psychiatry folyóiratban megjelent tanulmány alapján [9] . Később, 2010-ben az FDA visszavonta az ilyen típusú kezelés engedélyezését, mivel 2010-ben ugyanebben a Biological Psychiatry folyóiratban megjelent egy cáfoló cikk, amely az eredmények statisztikailag jelentéktelenségéről szól a 2007-es vizsgálati adatok részletes áttekintése során, valamint nagy a valószínűsége a jogsértéseknek a vizsgálat során, amint arról néhány kísérleti adat beszélt. [10] .
Egy korai, 2003-as szisztematikus áttekintés azt mutatta, hogy nem áll rendelkezésre elegendő adat ahhoz, hogy határozott következtetéseket vonjunk le az OCD kezelésének hatékonyságáról [11] . 2018-ban az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága ( FDA ) jóváhagyta a TMS-t (transcranialis mágneses stimuláció) kezelési lehetőségként olyan rögeszmés-kényszeres betegségben szenvedő felnőtt betegek számára , akiknél az utolsó súlyosbodás gyógyszeres kezelése megfelelő dózisú antidepresszánsokkal nem érte el a kívánt hatást. [12 ] . Az ilyen műszaki engedélyeket általában egy adott műszermodellhez adják (pl. jelen esetben a Brainsway by Brainway Ltd.).
Az epilepszia mágneses stimulációval történő kezelésének szisztematikus áttekintése rossz minőségű tanulmányokat és fejfájást mutat a betegeknél az eljárások után [1] .
A gerincvelő-sérült betegek mágneses stimulációjának kezelésének szisztematikus áttekintése azt mutatja, hogy az elvégzett vizsgálatok alacsony színvonalúak, nem lehet megbízható következtetéseket levonni belőlük [13].
A transzkraniális mágneses stimuláció korlátozottan alkalmazható a pszichiátriában , a neurológiában , az epileptológiában depresszió , Parkinson-kór , epilepszia , hallási hallucinációk skizofrénia esetén , kényszerbetegség , amiotrófiás laterális szklerózis, stroke-rehabilitáció, agyvérzéses gyermekek gyógyulása, gerincvelő-sérülések gyógyulása. sarlósejtes vérszegénység , a motoros neuronbetegség tüneteinek enyhítésére, az ízérzési zavarok korrigálására. A klinikai vizsgálatokból származó adatok azonban még nem elegendőek ahhoz, hogy végleges következtetéseket vonjunk le a TMS hatékonyságáról ezekben a betegségekben [14] [15] .
Az Orosz Egészségügyi Minisztérium 2012. december 29-i, 1705n számú, „Az orvosi rehabilitáció megszervezésének eljárásáról” szóló rendelete szerint a koponyán keresztüli mágneses stimulációra szolgáló eszközök a „betegek orvosi rehabilitációja fekvőbeteg osztályának felszerelésére vonatkozó szabványban” szerepelnek. a központi idegrendszer károsodott működésével" [16] . A TMS-t a hipofízis-daganatok speciális ellátására vonatkozó szabvány [17] , az Alzheimer-kór speciális ellátásának szabványa [18] és a retardált szexuális fejlődésű gyermekek elsődleges egészségügyi ellátására vonatkozó szabvány [19] is tartalmazza .
Oroszországban az első TMS-t alkalmazó klinika a Restoratív Neurológiai Klinika volt R. F. Gimranov professzor irányítása alatt [20].
Az eddig megszerzett ismeretek lehetővé teszik a beteg tájékoztatását az esetleges kisebb nemkívánatos hatásokról és azok kezeléséről. A leggyakoribb kérdés az rTMS, valamint a diagnosztikai TMS előtt a rohamok és fejfájás valószínűsége. Kivételes esetekben, amikor ez megtörténik (vagy inkább, amikor fennáll a roham lehetősége), fontos megérteni, mi történt, milyen stimulációs paramétereket kell megváltoztatni a kezelés során a nemkívánatos hatások kockázatának csökkentése érdekében, hogyan kell eljárni támadás esetén.
A mellékhatások három fő csoportra oszthatók: szisztémás (szomatikus), pszichiátriai és neurológiai. A szomatikus és neurológiai mellékhatások okozzák a legtöbb kérdést és különös figyelmet igényelnek a betegben.
A diagnosztikai és terápiás TMS egyértelmű ellenjavallata a fémből készült orvostechnikai eszközök és idegen testek jelenléte a páciensben, különösen a fejben.
A TMS-t gyermekek vizsgálatára használják, figyelembe véve a corticospinalis traktus érettségéhez kapcsolódó, életkorral összefüggő sajátosságokat . A TMS gyakorlati használatára tett kísérletek kezdetén úgy vélték, hogy a terhesség közvetlen ellenjavallat a végrehajtásához. Az elmúlt években beszámoltak arról, hogy az rTMS-t (és ECT-t) terhes nők depressziójának kezelésében alkalmazzák anélkül, hogy bármilyen negatív hatást gyakorolnának a betegre és a magzatra nézve [23] [24] [25] [26] . Terhes nők vizsgálatakor a mágneses tér hatászónája nem éri el a magzatot. Ezenkívül már ismertek sikeres mágneses stimuláció esetei terhes nőknél. A kontrollos vizsgálatok végeredményének közzétételéig a TMS terhes nők és gyermekek diagnosztikai és terápiás célú alkalmazását minden esetben egyénileg javasolt megközelíteni, valamint a kórházakban és szaklaboratóriumokban szakorvosi felügyelet mellett végezni a vizsgálatot és kezelést. .
A stimulátor működési elve azon alapul, hogy egy nagyfeszültségű kondenzátort és egy nagy áramot egy rézhuzalból készült stimulációs tekercsre (az úgynevezett „tekercsre” vagy „tekercsre”) kisütnek a nagyfeszültség pillanatában. kapcsoló zárva van. Ebben a pillanatban az induktorban pulzáló mágneses tér jelenik meg (legfeljebb 4 Tesla [27] ), amely a páciens testének szorosan elhelyezkedő szöveteiben áramot indukál, idegimpulzust okozva.
A mágneses tér maximálisan elérhető intenzitása a stimuláció gyakoriságától függ, és a frekvencia növekedésével csökken. Ez a függőség a kondenzátortöltő áramkör korlátozott képességéből adódik, hogy a kondenzátort a szükséges feszültségre töltse az ingerek közötti szünetben.
Az induktoron áthaladó áram hatására felmelegszik. Minél nagyobb az inger ereje és az ingerlés gyakorisága, annál gyorsabban melegszik fel az induktor munkafelülete, ami a beteggel való közvetlen érintkezéskor hiperémiát vagy égési sérülést okozhat. A kényszerhűtésű induktorok használata lehetővé teszi a folyamatos működés időtartamának növelését túlmelegedés nélkül.
Az egyik vagy másik induktor kiválasztásakor figyelembe veszik az általa generált mágneses tér csúcsteljesítményét és ennek megfelelően az elektromos tér csúcsteljesítményét, valamint a tekercs alakját és méretét.
A generált mágneses tér jellemzői inkább az induktortekercs kialakításától függenek. A legelterjedtebb induktorok a gyűrűs, kettős és kettős szögű induktorok.
A gyűrűs induktorokban a maximális mágneses indukció tartománya a tekercs belső szélén (a belső kör bordái) található. A dupla és dupla saroktekercseknél a maximális mágneses térsűrűség az induktor közepére esik (az a terület, ahol mindkét "szárny" érintkezik), ami lehetővé teszi egy jól fókuszált, de viszonylag gyenge pulzáló mágneses tér elérését.
A mágneses tér behatolási mélysége egyenesen arányos a használt tekercs átmérőjével és a rajta átfolyó áram erősségével. A kis induktorok nagy mágneses indukciót hoznak létre a bőrfelületen, ezért a kettős induktorokhoz hasonlóan jók a felületi struktúrák befolyásolására. A nagy gyűrűs tekercsek mély behatoló mezőket hoznak létre, de hatásuk gyengén fókuszált.