Transkraniální magnetická stimulace (TMS, angl. Transcranial magnetic stimulation, TMS ) je metoda, která umožňuje neinvazivně stimulovat mozkovou kůru pomocí krátkých magnetických pulzů . Stejně jako transkraniální elektrická stimulace (TES) je TMS někdy spojena s bolestí [1] , a proto by měla být používána s opatrností.
Studium mozkových inhibičních procesů pomocí TMS je možné díky schopnosti TMS excitovat inhibiční kortikální neurony. Existuje několik metod pro záznam inhibičních reakcí pomocí TMS. První, metodicky nejjednodušší metodou je měření doby trvání potlačení spontánní svalové aktivity po podání magnetického podnětu (excitace elektromagnetickou indukcí ). Tato metoda se nazývá Cortical Silent Period a umožňuje hodnocení kortikální inhibice s dlouhou latencí (GABA-B). Tento typ inhibiční funkce je nejcitlivější na poruchy aktivity bazálních ganglií (například u extrapyramidových poruch, dystonie, Parkinsonovy choroby a dalších lézí bazálních struktur), a proto může její změna sloužit jako pomocný indikátor. v diagnostice onemocnění bazálních ganglií. Nevýhodou této metody je, že doba trvání potlačení svalové aktivity v reakci na TMS závisí nejen na závažnosti inhibiční aktivity kortexu, ale také na intenzitě TMS. Se vzrůstající intenzitou elektromagnetické stimulace se kortikální klidová perioda prodlužuje a může být přerušena krátkým vzplanutím svalové aktivity (tj. lze ji rozdělit na dvě složky). To znesnadňuje posouzení individuální úrovně inhibice GABA-B a diagnostiku jejích poruch.
Dalším přístupem ke studiu excitability mozkové kůry je metoda párové magnetické stimulace (Paired-pulse TMS). Je založena na měření amplitudy motorického evokovaného potenciálu při prezentaci dvou magnetických podnětů různé intenzity a v různých interstimulačních intervalech (ISI). Intenzita prvního stimulu je nastavena pod motorickým prahem, tj. první stimul sám o sobě nevyvolává žádné motorické reakce. Intenzita druhého podnětu je volena tak, aby jedinou stimulací vyvolal motorický potenciál s amplitudou 0,8–1 milivolt. Při párové stimulaci v interstimulačních intervalech 1 až 6 milisekund dochází ke snížení amplitudy motorického evokovaného potenciálu a míra tohoto poklesu odráží úroveň krátkodobě latentní inhibice (GABA-A).
Při stimulaci motorického kortexu způsobí TMS kontrakci odpovídajících periferních svalů podle jejich topografického zobrazení v kortexu. Například při použití ohniskové elektromagnetické cívky ve tvaru osmičky je nejoptimálnějším stimulačním místem pro získání motorických odpovědí z distálních svalů dolních končetin vertex a pro stimulaci motorické zóny ruky je nutné pohybovat svinout laterálně od vertexu o 5-7 cm Motorické odezvy vyvolané TMS ( Motor evoked Potentials (MEPs), Motor Evoked Potentials (MEPs)) lze zaznamenat pomocí elektromyografické metody pomocí elektrod připevněných na kůži v oblasti sval (nebo svaly) zapojený do motorické odpovědi na TMS. Registrace MEP se používá k měření času centrálního motorického vedení (CMCT) a ke studiu kortikospinální excitability (Cortico-spinální excitabilita).
Je důležité poznamenat, že TMS excituje centrální motorické dráhy ( pyramídový trakt ) nikoli přímo, jako je tomu u TES, ale prostřednictvím aktivace interneuronů , po které následuje synaptický přenos vzruchu na pyramidální neurony. Jakékoli poškození synaptické funkce tedy vede ke snížení amplitudy a prodloužení MEP latence. Na druhou stranu vysoká citlivost MEP na změny synaptické aktivity umožňuje posoudit excitabilitu motorického systému mozku (kortikální excitabilita), včetně jeho excitační (excitační) a inhibiční (inhibiční) složky.
Použití střídavého magnetického pole ke stimulaci nervových struktur je založeno na konceptu elektromagnetické indukce Michaela Faradaye (1831). Jacques Arsene d'Arsonval v roce 1896 jako první použil magnetické pole na lidech a dokázal vyvolat fosfeny – zrakové vjemy, které se vyskytují u lidí bez vystavení očím světlu [2] .
Možnost využití magnetické stimulace (stimulace elektromagnetickou indukcí) v psychiatrii byla objevena, jako mnoho jiných typů léčby, téměř náhodou. V roce 1902 si A. Pollacsek a B. Beer, dva stejně staří jako Freud, nechali ve Vídni patentovat metodu léčby „depresí a neuróz“ pomocí elektromagnetického zařízení. Pravděpodobně věřili, že elektromagnet může mít příznivý účinek tím, že mechanicky posune mozek. Hypotéza, že stimulace může indukovat proud v nervových vláknech, nebyla předložena. Pivo umístěním solenoidu nad hlavu také vyvolalo účinek fosfeneze.
Nová éra výzkumu magnetické stimulace začala v roce 1985, kdy A. Barker et al. (Velká Británie) poprvé experimentálně prokázala možnost svalové kontrakce způsobené neinvazivním působením střídavého magnetického pole na centrální nervový systém [3] . Použití neinvazivní stimulace motorické oblasti mozkové kůry umožnilo použít metodu TMS v diagnostice demyelinizačních neurologických onemocnění (například roztroušená skleróza ) testováním funkčního stavu drah a integrity. spojení mezi motorickou oblastí a ostatními částmi nervového systému souvisejícími s motorickými drahami.
V roce 1987 R. Bickford a M. Guidi poprvé popsali krátkodobé zlepšení nálady u několika zdravých dobrovolníků po expozici motorických oblastí mozkové kůry jednotlivými podněty během TMS [4] . Tím byl zahájen vědecký výzkum vlivu depolarizujících magnetických polí u pacientů s různými neurologickými a duševními chorobami. Brzy byly provedeny studie o účinku TMS na pacienty, kteří byli ve stavu velké deprese .
Paralelně tým vědců vedený profesorem A. Pascual-Leone zkoumal možnost využití TMS pro léčbu pacientů s Parkinsonovou chorobou . Bylo prokázáno, že vlivem střídavého magnetického pole u pacientů došlo ke zvýšení VMO a reakční rychlosti, tedy ke snížení akineze . U dvou pacientů trpících depresí při Parkinsonově chorobě došlo také ke zlepšení nálady po stimulaci. Získané výsledky byly publikovány o dva roky později, v roce 1994 [5] [6] . Novější údaje z metaanalýzy studií z roku 2019 o léčbě komorbidní deprese u Parkinsonovy choroby magnetickou stimulací ukazují, že účinek TMS se neliší od placeba [7] .
Po roce 1994 vzrostl lékařský a vědecký zájem o TMS a následovala řada studií na zvířatech a klinických studiích na lidech. První kontrolovanou studii o léčbě deprese provedli M. George a E. Wassermann v roce 1995 [8] . V roce 2008 americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv ( FDA ) udělil dočasný souhlas s používáním magnetických stimulátorů Neuronetics k léčbě deprese na základě studie publikované v časopise Biological Psychiatry [9] . Později v roce 2010 FDA stáhla souhlas s tímto typem léčby, protože v roce 2010 byl ve stejném časopise Biological Psychiatry publikován vyvracející článek, který vyprávěl o statistické nevýznamnosti výsledků při podrobném přezkoumání údajů studie z roku 2007, stejně jako o vysoká pravděpodobnost porušení během studie, jak o tom hovořila některá experimentální data. [10] .
Časný systematický přehled v roce 2003 ukázal, že k vyvození pevných závěrů o účinnosti této léčby OCD není dostatek údajů [11] . V roce 2018 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv ( FDA ) TMS (transkraniální magnetickou stimulaci) jako možnost léčby dospělých pacientů s obsedantně-kompulzivní poruchou, u kterých farmakologická léčba poslední exacerbace antidepresivy v adekvátních dávkách neměla požadovaný efekt. [12 ] . Taková schválení techniky se obvykle udělují pro konkrétní model přístroje (např. v tomto případě Brainsway by Brainway Ltd.).
Systematický přehled léčby epilepsie magnetickou stimulací ukazuje nekvalitní studie a bolesti hlavy u pacientů po výkonech [1] .
Systematický přehled léčby magnetickou stimulací pacientů s míšním poraněním ukazuje na nízkou kvalitu provedených studií, nelze z nich vyvodit spolehlivé závěry [13]
Transkraniální magnetická stimulace má omezené uplatnění v psychiatrii , neurologii , epileptologii pro experimentální léčbu deprese , Parkinsonovy choroby , epilepsie , sluchových halucinací při schizofrenii , obsedantně kompulzivní poruchy , amyotrofické laterální skleróze, rekonvalescenci míchy, rehabilitaci mozkové mrtvice, prevenci mrtvice u dětí s srpkovitá anémie , ke zmírnění příznaků onemocnění motorických neuronů, k nápravě poruch chuti. Údaje z klinických studií však zatím nejsou dostatečné k tomu, aby bylo možné učinit definitivní závěry o účinnosti TMS u těchto onemocnění [14] [15] .
Podle nařízení Ministerstva zdravotnictví Ruska ze dne 29. prosince 2012 č. 1705n „O postupu při organizování léčebné rehabilitace“ jsou přístroje pro transkraniální magnetickou stimulaci zařazeny do „Standardu pro vybavení lůžkového oddělení léčebné rehabilitace pacientů“. s poruchou funkce centrálního nervového systému“ [16] . TMS je také součástí Standardu pro specializovanou péči o novotvary hypofýzy [17] , Standardu pro specializovanou péči pro Alzheimerovu chorobu [18] a Standardu pro primární zdravotní péči o děti s retardovaným sexuálním vývojem [19] .
První klinikou v Rusku, která používala TMS, byla Klinika restorativní neurologie pod vedením profesora R. F. Gimranova [20]
Dosavadní poznatky umožňují informovat pacienta o případných drobných nežádoucích účincích a jak se s nimi vyrovnat. Nejčastější otázkou před rTMS, stejně jako diagnostickou TMS, je pravděpodobnost záchvatů a bolestí hlavy. Ve výjimečných případech, kdy k tomu dojde (nebo spíše, když existuje možnost útoku), je důležité pochopit, co se stalo, jaké stimulační parametry je třeba během léčby změnit, aby se snížilo riziko nežádoucích účinků, jak postupovat případ útoku.
Nežádoucí účinky lze rozdělit do tří hlavních skupin: systémové (somatické), psychiatrické a neurologické. Somatické a neurologické nežádoucí účinky způsobují pacientovi nejvíce otázek a vyžadují zvláštní pozornost.
Jednoznačnou kontraindikací pro diagnostickou a terapeutickou TMS je přítomnost jakýchkoli kovových zdravotnických prostředků a cizích těles u pacienta, zejména v hlavě.
TMS se používá při vyšetřování dětí s ohledem na věkové charakteristiky spojené se zralostí kortikospinálního traktu . Na počátku pokusů o využití TMS v praxi se věřilo, že těhotenství je přímou kontraindikací jeho zavedení. V posledních letech se objevují zprávy o možnosti použití rTMS (a ECT) v léčbě deprese u těhotných žen bez negativních dopadů na pacientku a důsledků pro plod [23] [24] [25] [26]. . Při vyšetření těhotných žen se zóna působení magnetického pole nedostane k plodu. Navíc jsou již známy případy úspěšné magnetické stimulace u těhotných žen. Do doby zveřejnění konečných výsledků kontrolovaných studií se doporučuje v každém případě individuálně přistupovat k použití TMS pro diagnostické a terapeutické účely u těhotných žen a dětí a provádět vyšetření a léčbu v nemocnicích a specializovaných laboratořích pod dohledem specialistů .
Princip činnosti stimulátoru je založen na vybití vysokonapěťového kondenzátoru a velkého proudu na stimulační cívku vyrobenou z měděného drátu (tzv. „induktor“ nebo „cívka“) v okamžiku, kdy se vysoké napětí spínač je zavřený. V tomto okamžiku se v induktoru objeví pulzní magnetické pole (až 4 Tesla [27] ), které indukuje proud v těsně umístěných tkáních těla pacienta a způsobí nervový impuls.
Maximální dosažitelná intenzita magnetického pole závisí na frekvenci stimulace a s rostoucí frekvencí klesá. Tato závislost je způsobena omezenou schopností nabíjecího obvodu kondenzátoru nabít kondenzátor na požadované napětí během pauzy mezi stimuly.
Tok proudu induktorem způsobuje jeho zahřívání. Čím vyšší je síla stimulu a frekvence stimulace, tím rychlejší je ohřev pracovní plochy induktoru, který při přímém kontaktu s pacientem může způsobit hyperémii nebo popáleniny. Použití induktorů s nuceným chlazením umožňuje prodloužit dobu nepřetržitého provozu bez přehřátí.
Při výběru jednoho nebo druhého induktoru se bere v úvahu špičkový výkon magnetického pole, který vytváří, a podle toho špičkový výkon elektrického pole, jakož i tvar a velikost cívky.
Vlastnosti generovaného magnetického pole více závisí na konstrukci indukční cívky. Nejběžnější induktory jsou prstencové, dvojité a dvouúhlové.
U prstencových induktorů je oblast maximální magnetické indukce umístěna na vnitřním okraji cívky (žebra vnitřního kruhu). U dvojitých a dvojitých rohových induktorů dopadá maximální hustota magnetického pole na střed induktoru (oblast, kde se obě "křídla" dotýkají), což umožňuje získat dobře zaostřené, ale relativně slabé pulzní magnetické pole.
Hloubka průniku magnetického pole je přímo úměrná průměru použité cívky a síle proudu, který jí prochází. Malé induktory vytvářejí vysokou magnetickou indukci na povrchu kůže, a proto jsou stejně jako dvojité induktory dobré pro ovlivňování povrchových struktur. Velké prstencové cívky vytvářejí hluboká pronikající pole, ale jejich působení je slabě soustředěné.