早在2009年,國際臨床神經生理學聯盟(IFCN)就已經頒發了關於重複經顱磁刺激(rTMS)的安全指南,但隨著TMS技術的研究及應用日趨深入,相關裝置效能的提升、新的研究及治療方案的探索都突破了以往的限制。而隨之帶來的TMS安全性問題始終是臨床及科研工作者關注的熱點。
最近,由義大利錫耶納大學神經病學和臨床神經生理學系的Simone Rossi教授團隊在權威期刊《Clinical Neurophysiology》發表了關於TMS安全性的最新指南。該指南得到了國際IFCN的推動和支援,旨在更新已有10年曆史的TMS安全指南(Rossi et al.,2009)。為避免冗餘,新指南僅對新出現的問題進行了詳細探討。
此為第三版國際rTMS安全指南,遵循了前兩個指南(Wassermann,1998)、(Rossi et al,2009)的內容。更新的重點是裝置和脈衝配置的最新技術發展,併為傳統和模式化的TMS技術提供新的操作指南。
本版指南篇幅較長,將透過上、中、下三篇來進行解讀。
本篇(上)您將瞭解到:
1、應用TMS新裝置和新刺激模式的安全性
2、TMS聯合光學導航和機器人應用的安全性
3、TMS聯合MRI應用的安全性
4、TMS在有植入物或顱內金屬時的安全性
5、TMS與經顱電刺激(tDCS、 tACS、tRNS)聯用的安全性
6、TMS與藥物合用的安全性
01 使用新型TMS裝置或方法時,需進行額外TMS安全性評估當首次引入或重新配置TMS裝置或干預方法(如使用新波形、線圈、刺激模式或強度)時,通常需要額外的風險分析和管理。新的裝置或方法並不一定意味著風險增加,然而即使風險分析表明風險不變或較低,當部署新技術和使用新方法時,也需額外提高警惕。
應該注意的是,大多數使用新型裝置或刺激模式的研究,受試者相對較少,因此應謹慎解釋沒有意外副作用的情況。
1.1新的脈衝裝置和刺激波形
在過去的十年中,已經開發出比傳統TMS更廣的脈衝波形的裝置。這些新的脈衝形式可以在低和高頻rTMS下進行。FDA批准的rTMS裝置的脈衝寬度相差兩倍,但沒有證據證明,刺激強度(基於靜息運動閾值RMT)調整時,脈衝寬度的差異會影響癲癇發作的風險。單脈衝研究中有一些證據表明,脈衝寬度可能會影響頭皮感覺,但影響很小,目前尚不清楚是否會轉化為rTMS的療效差異。
1.2新的脈衝刺激模式
如將TBS(200 ms脈衝間隔)和四脈衝TMS(666 Hz或200 Hz的四脈衝脈衝群)與正弦雙相脈衝結合應用已被證明在16名健康受試者中產生了持久的神經調節作用(無AEs)。但目前還沒有這些新的脈衝模式的安全性資料。
1.3新線圈
線圈的形狀和大小、位置和方向,決定了體內感應電場的空間分佈。繞組匝數、線圈形狀和尺寸一起影響感應電場的強度及脈衝寬度。
圓形線圈產生一個環形的磁場,8字型線圈產生的磁場更集中,根據刺激強度的不同,刺激的皮層面積可以達到一平方釐米左右,且較大的線圈刺激更深但聚焦性更弱。
雙錐線圈(有角度的蝶形或雙線圈)是8字線圈的一個較大版本,雙錐線圈比傳統的8字線圈穿透更深,但聚焦度更低。可能達到8字型線圈難以達到的靶區,如腿部運動區或內側前額葉皮質,並可能有效地達到扣帶回,腦島和小腦。在已審查的研究中,未報告嚴重不良事件。目前,一些雙錐線圈已獲得CE認證,可在歐洲使用。
依瑞德雙錐形線圈
H線圈比8字線圈更能誘導電場深入大腦,但會降低聚焦。應注意的是,一些H線圈(包括H3、H6、H7和H10)的繞組結構在某種程度上類似於雙錐形線圈。因此,在透過比較感應電場來評估其相似性之後,雙錐形線圈試驗的安全性資料可適用於H線圈,反之亦然。
依瑞德深部經顱磁刺激系統(配備以色列Brainsway公司H線圈)
其他非傳統裝置和模式如多線圈刺激,需要分析在同一時間或短時間間隔內刺激兩個或多個目標的安全問題(已有一些研究顯示未出現安全性問題)。多線圈TMS裝置將使新型TMS刺激模式成為可能。另一項最新的技術進步是線圈的創新設計,與8字線圈相比,更能聚焦的進行深度刺激,可以潛在提高刺激的精準度和減少副作用。然而,這些設計還沒有在人類受試者中進行評估。
1.4 神經影像學技術在提高TMS安全性中的作用
TMS與腦成像技術的結合在研究中已經變得很常見。一個重要的問題是神經成像是否能提高TMS的安全性。
對於腦結構異常的患者,如中風、腫瘤或多發性硬化症患者,以及刺激運動皮層以外的大腦區域時,應該考慮使用該方法。儘管癲癇發作的絕對風險仍然很低,但仍有一些病例表明,靠近腦部病變的TMS會導致癲癇發作。神經成像有助於避開這些病變部位,提高安全性。
從理論上講,神經影像學和神經解剖學精度的提高將導致靶外副作用的減少和TMS安全性的提高,因此應推薦使用。
1.5 一個新問題:影象引導無框架導航和機器人用於提高TMS安全性
無框架導航系統已被用於最佳化TMS線圈在大腦皮層上特定目標的定位。專用於(基於MRI)TMS的導航系統(nTMS)已經證明了其在確定皮質靶點位置和精準重複定位方面的可靠性。然而,還需要從風險/收益比和治療效果兩個方面進一步評估。
為了進一步提高TMS線圈定位的可靠性和重複性,提出了採用機器人握持線圈,結合影象導航的方法。據估計,全球大約有40個機器人化的nTMS系統,其中超過10個用於治療應用。
到目前為止,只有少數研究報告了接受機器人TMS治療的患者。大多數研究旨在描述使用機器人TMS自動化刺激的準確性。因此,與手動刺激相比,機器人的使用提高了TMS定位和運動對映的準確性和重複性。
綜上所述,機器人TMS簡化了線圈在頭部的定位,限制了人為偏倚和操作者暴露於磁場中,並允許在執行刺激時對頭部運動進行實時補償,以提高定位精度,並且機器人TMS還有一個尚未被探索但目前出現且合理的優點就是可以降低人與人之間疾病感染的風險。
阿米磁刺激智慧機器人系統
02 TMS結合其他裝置使用的安全性2.1與MRI結合使用
TMS可以與基於MRI的多種腦標測方法相結合。與MRI或磁共振波譜(MRS)的聯合應用具有巨大的潛力。在大多數聯合研究中,二者在空間和時間上是嚴格分開的。在這些情況下,沒有任何額外的安全問題。但如果TMS在MR掃描室進行,以探測TMS期間或前後不久人腦功能的急性變化,只能使用專用的TMS線圈,且線圈不得含有鐵磁性材料。
建議:基於安全考慮,專用於MR掃描器的TMS線圈目前只被批准用於產生3T或更小磁場的MR系統中,不能用於磁場強度高於3T的MR系統裡,該資料同樣適用於TMS-MRI整合裝置。
2.2 植入物或不可移除的顱內金屬或裝置
導熱:據估計,TMS在大腦中產生的熱量非常小(低於0.1℃),這不構成任何安全問題。但TMS會導致面板表面電極、植入物等發熱,且發熱取決於電極或植入物的材質、形狀、大小、電導率和放置位置、人體組織的特性以及TMS線圈結構和脈衝特徵等。銀或金制的電極電導率高,很容易發熱。50℃作用100s或55℃作用10s就能造成組織損傷。當TMS線圈附近有電極或植入物時,應進行風險分析,以評估過熱的可能性。
磁力和磁化:TMS脈衝產生磁場,對鐵磁性物體具有吸引力,對非鐵磁性導體物體具有排斥力。因此,TMS可能造成顱內植入物移位。顱骨鈦板和不鏽鋼動脈瘤夾影響較小,不足以產生臨床問題。而耳蝸或其他磁鐵性植入物可被移動或退磁等。
珠寶、項鍊、耳環、眼鏡、手錶或頭上披戴的磁性物體應該在實施TMS期間移除,避免受磁場的影響。
感應電流:TMS線圈發出強磁脈衝,可在相鄰導線和電子裝置中感應出高電壓和電流,如腦電(EEG)和經顱電刺激(TES)電極就應該考慮將電極特殊處理以使電磁感應電壓和電流的迴路最小化。電子植入物,無論是開啟還是關閉,在TMS傳輸過程中,都會產生電流,會在中樞或周圍神經系統中產生意外刺激。
值得注意的是,顱骨上的開口不會顯著影響經顱磁刺激傳遞到大腦的電場,這是因為TMS產生一個主要與頭皮表面相切的電場,顱骨的缺口通常不會導致額外的電流注入大腦。
電子植入物故障或損壞:TMS磁脈衝也會損壞線圈附近的電子植入物。包括植入耳蝸的電極、磁鐵、環形導線和頭皮下的電子晶片。雖然目前還沒有關於人工耳蝸植入者進行經顱磁刺激的報道,但基於物理方面的考慮,這可能是不安全的。因此,除非進行額外的沒有不良後果的安全性評估,否則在植入人工耳蝸的受試者中應避免TMS。
植入刺激/記錄電極的TMS研究:許多經顱磁刺激已經在腦、脊髓或周圍神經內進行植入電極的研究,用於治療偏頭痛、慢性疼痛綜合徵、運動障礙(帕金森病、震顫和肌張力障礙)、癲癇或精神疾病(抑鬱症或強迫症)。多采用單脈衝或成對脈衝TMS(pTMS)及重複脈衝TMS(rTMS)。
指南中納入分析的研究主要涉及五種植入電極:(1)硬膜外皮質或脊髓電極;(2)硬膜下皮質電極;(3)DBS電極;(4)周圍神經或顱神經(如迷走神經)上的神經刺激電極;(5)心臟起搏器。
有些研究是在電極植入後幾天內,在電極連線到內部脈衝發生器(IPGs)之前,有些研究涉及到植入裝置後期的患者,這些裝置的導線與IPGs相連。
建議:如果TMS線圈未靠近(<10 cm)電子元件(如位於頸部或軀幹的IPG)的位置刺激,那麼在心臟起搏器、迷走神經刺激系統和脊髓刺激器的個體中使用8字型線圈被認為是安全的,但應注意避免電子植入物附近的TMS線圈意外放電。
(1) 上述前提下,在中樞和外周神經系統中植入的電極未連線IPG時可以安全地進行TMS;應注意儘量減少連線到外部刺激器或放大器時產生的電流。對於頭部植入物而言,對MRI環境安全的植入物在TMS中的安全性更高。
(2) 在使用DBS或皮質刺激電極的患者中,TMS可在電極線中誘導電流,從而導致意外刺激,這可能是一種潛在的安全隱患,因此,當植入這樣的系統時,應儘可能避免導線環,或每一圈繞成相反的方向(例如,一圈順時針,下一圈逆時針),以減少電磁感應。
2.3 經顱電刺激(tDCS / tACS / tRNS)
還有一些研究使用了間歇性θ波群(iTBS)或連續θ波群(cTBS)和tACS的組合,以增強TBS誘導的皮層可塑性調節(未報告不良事件)。由於樣本量小,也沒有專門評估其安全性的報告,因此證據不足。
至於病理狀況,也沒有觀察到不良事件。有患者在tDCS後接受rTMS時出現了更強烈的頭皮疼痛,可能是由於頭皮敏感性增加,但沒有嚴重的不良事件報告。單脈衝TMS和tDCS/tACS/TRN的組合,也沒有報告不良事件。
建議:現有證據表明,目前使用的tDCS/tACS/tRNS和TMS/rTMS的組合是安全的,前提是排除了透過TES電極導熱或磁感應電流的技術風險。
經顱直流電刺激儀
2.4藥物
目前還沒有關於臨床中使用rTMS治療抑鬱症患者的具體藥物和不良後果的系統資料。沒有發現rTMS與藥物聯用產生的特定毒性。此外,誘發癲癇發作的實際風險可能取決於其他尚未明確探討的因素,如藥物劑量、劑量變化速度、與其他中樞神經系統活性藥物的結合或可能導致癲癇發作閾值降低的其他因素(即睡眠剝奪、飲酒、大麻和娛樂用途),然而缺乏這種風險的經驗證據,觀察到的癲癇發作率總體上極低。
建議:先前的TMS安全指南建議在服用已知可降低癲癇閾值藥物的患者應謹慎使用TMS。然而,目前低癲癇發作率的資料顯示不再支援該建議。然而建議在應用TMS期間同時記錄服用藥物和其他可能降低癲癇閾值的因素,以及系統收集/報告副作用的資料。
原文地址:http://yiruide.com/displaynews.html?id=4128083238716224&mdId=com_1144
▼ 參考文獻
Rossi Simone,Antal Andrea,Bestmann Sven et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines.[J] .Clin Neurophysiol, 2021, 132: 269-306.