Транскраніальна магнітна стимуляція

Транскраніальна магнітна стимуляція (схематична діаграма)

Транскраніальна магнітна стимуляція (ТМС, англ. Transcranial magnetic stimulation, TMS) — метод, що дозволяє неінвазивно стимулювати кору головного мозку за допомогою коротких магнітних імпульсів. На відміну від транскраніальної електричної стимуляції (ТЕС) ТМС не сполучена з больовими відчуттями і тому може застосовуватися як діагностична процедура в амбулаторних умовах. Суть даного методу полягає в тому, що під впливом сильного магнітного поля відбувається деполяризація мембрани нервових клітин кори головного мозку.

Використання в медичних цілях

Діагностика

ТМС може бути використана для оцінки діяльності та функції специфічних зв'язків усередині головного мозку людини. Найбільш надійним і широко поширеним є використання даної процедури при дослідженні зв'язків первинної моторної кори головного мозку і м'язів для того, щоб оцінити ступінь збитку, нанесеного інсультом, пошкодженням спинного мозку, розсіяний склероз і захворюваннями рухових нейронів, лікуванням вегетативного стану. ТМС також був запропонований як засіб оцінки коротко-інтервального інтракортикальна гальмування (short-interval intracortical inhibition — SICI), яке допомагає виміряти внутрішні шляхи моторної зони кори головного мозку, однак, можливість даного використання досі не доведена.

Лікування

Результати досліджень використання ТМС і повторювальної ТМС (пТМС) для надання лікувального ефекту неврологічних і психічних захворювань показали позитивний ефект. Публікацій результатів оглядів і статистичний мета-аналіз більш ранніх досліджень заявляють, що пТМС виявилася ефективним методом при лікуванні деяких видів депресії при певних конкретних умовах. Нещодавно проведений мета-аналіз 34 досліджень, які порівнюють ефективність лікування пТМС, показав ефект приблизно 0,55 (p <0,001). Це можна порівняти з ефектом фармакотерапевтичної спрямованості при лікуванні депресії в діапазоні 0,17 — 0,46.

Також ТМС була використана для спроб прогнозування успіху хірургічно імплантованих електростимуляторів мозку для лікування хронічних больових відчуттів. Інші галузі досліджень ТМС включають в себе реабілітацію інвалідів та пацієнтів з моторними афазиями після інсульту, людей, які страждають від шуму у вухах, хвороби Паркінсона та негативних симптомів шизофренії. Не доведена ефективність застосування ТМС для лікування смерті мозку, коми та інших стійких вегетативних розладів.

Система для транскраніальної магнітної стимуляції MagVita® отримала дозвіл Управління з контролю за харчовими та лікарськими засобами США для лікування важкого депресивного розладу у тих пацієнтів, кому не допомагають антидепресанти.

Побічні ефекти

Хоча транскраніальна магнітна стимуляція, як правило, вважаються безпечною, ризики зростають в терапевтично повторюваній ТМС в порівнянні з одиночною або парною TMС для діагностичних цілей. В області терапевтичної TMС, ризики зростають при більш високих частотах.

Побічні ефекти TMС включають в себе:

• Дискомфорт або біль від стимуляції шкіри голови і пов'язаних з ними нервів і м'язів
• Індукція гіпоманії
• Когнітивні зміни
• Втрата слуху
• Погіршення робочої пам'яті
• Опіки шкіри голови від електродів
• Індуковані струми в електричних ланцюгах в імплантованих пристроїв

Технічна інформація

ТМС використовує електромагнітну індукцію для того, щоб генерувати електричний струм через шкіру голови і кістки черепа без здійснення фізичного контакту. Пластиковий корпус дротяною котушки проходить поряд з черепом, і при активації виробляє магнітне поле, орієнтоване ортогонально до площини котушки. Магнітне поле безперешкодно проходить через шкіру голови і кістки черепа, викликаючи протилежно спрямовані потоки заряджених частинок, які активують довколишні нервові клітини таким же шляхом, яким відбувається активація клітин поверхні кори.

Механізм дії

Із закону Біо-Савара-Лапласа

${\displaystyle \mathbf {B} ={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}I\int _{C}{\frac {d\mathbf {l} \times \mathbf {\hat {r}} }{r^{2}}}}$

було показано, що струм який проходить через дріт створює магнітне поле навколо цього дроту. Транскраніальна магнітна стимуляція досягається за рахунок швидкого розрядного струму від конденсатора великої ємності в котушці для створення імпульсних магнітних полів 1-10 мТл. Направляючи імпульсне магнітне поле на цільову область мозку, можна або деполяризувати або гіперполяризувати нейрони в головному мозку. Щільність імпульсу магнітного потоку, створюваний імпульсом струму через котушку викликає електричне поле, як це описується рівнянням Максвелла-Фарадея,

${\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}}$ .

Тип котушки

Котушки, використовувані для лікування або діагностики/експериментальних досліджень, мають ряд відмінностей. Їх слід обов'язково враховувати при інтерпретації результатів будь-яких досліджень, а також обов'язково згадувати тип використовувалася котушки при обробці отриманих даних на етапі підготовки до публікації.

Існує кілька котушок різного типу, кожен з яких виробляє різні моделі магнітного поля. Наприклад:

• круглі котушки — оригінальний тип котушки ТМС;
• котушки-вісімки (котушки — метелики);
• подвійного конуса — котушки відповідають формі голови, корисні для більш глибокої стимуляції;
• чотирилистої котушки — для координаційних стимуляцій периферичних нервів.

Котушки ТМС додаткових форм дозволяють домагатися набагато більш глибокого проникнення в тканини мозку, ніж при використанні стандартних котушок — 1,5 см. Котушки циркулярної, Н-подібної форми, котушки у вигляді подвійного конуса та інші, експериментальної форми, можуть викликати збудження або гальмування нейронів в глибині тканин мозку, включаючи активацію нейронів мозочка. Хоча проникнення можливо і глибше, однак зі збільшенням шляху проникнення втрачається його цілеспрямованість, локалізація і можливість координування.

Що стосується складу котушки, то основний матеріал може бути як магнітно-інертним субстратом (тобто, так званий повітряно-ядерний дизайн), так і бути твердим феромагнітом (так званий, твердо-ядерний дизайн). Тверде ядро котушки призводить до більш ефективного перетворення електричної енергії в магнітне поле з істотним скороченням кількості енергії, що розсіюється у вигляді тепла. Саме тому така котушка може працювати в більш агресивному режимі (при необхідності частих робочих циклів, передбачених у терапевтичному протоколі) без перерв через акумуляції тепла або використання спеціальних аксесуарів, охолоджуючих котушку під час роботи.

Посилання

• Транскраниальная магнитная стимуляция
• Сучасні терапевтичні можливості ритмічної транскраніальної магнітної стимуляції в лікуванні захворювань нервової системи
• Національний інститут психічного здоров'я (2009 р.) «стимуляція мозку терапія». Джерело 12 грудня 2013.