TMS安全指南解读(一):TMS与其他设备及药物联合使用的安全性

学术   2024-06-25 17:09   江苏  

目前,经颅磁刺激已经在临床中得到了广泛应用,关于TMS临床应用的安全指南也已诞生了三版。


2021年,Simone Rossi教授团队在《Clinical Neurophysiology》上发表了第三版TMS安全指南,该指南是基于2018年10月到2020年4月举行的由国际临床神经生理学联合会(IFCN)推动和支持的共识会议。此次会议旨在更新2009年的TMS安全指南。第三版的TMS安全指南,遵循了前两版安全指南的内容,对新出现的问题进行了探讨,为传统和模式化的TMS技术提供新的操作指南。

现将该指南部分核心内容分为三篇进行解读。

本篇(一)主要内容:TMS与其他设备及药物联合使用的安全性


1

TMS在核磁共振环境下使用的安全性


TMS可以与多种基于磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)的大脑映射模式相结合。TMS与MRI或磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, MRS)的联合应用具有巨大的临床和神经科学潜力。


在大多数结合TMS-MRI或TMS-MRS的研究中,基于TMS和基于MR的映射在空间和时间上是严格分离的。在这些情况下,没有任何额外的安全问题。


但在TMS研究中,TMS是在MR扫描仪室中进行,以探测 TMS 期间或前后不久人脑功能的急性变化。在这种情况下,应考虑特定的安全问题。只能使用经批准在扫描仪内使用的专用TMS线圈。TMS线圈必须不包含铁磁材料,必须能够应对由洛伦兹力增加的机械应力,洛伦兹力是 TMS 脉冲放电期间磁共振扫描仪的静态磁场在线圈绕组上产生的。




建议



磁共振扫描仪专用的TMS 线圈目前仅被批准用于磁体产生3T或以下静态磁场的磁共振系统。不能用在磁场强度高于3T的磁共振系统。这也适用于最近开发的组合TMS-MR-线圈设计,其中TMS线圈被集成进了一个多通道MR接收线圈中。


2

TMS在有植入的或不可移除的颅内金属或装置时的安全性


(1)热量

TMS在大脑中产生的热量估计很小(小于0.1℃),这不会造成任何安全问题。热量取决于电极或植入物的结构、尺寸、电导率和位置,接触组织的几何和电导率特征,以及 TMS 线圈的结构和脉冲特征。由银和金制成的电极具有很高的导电性,而且会大幅升温,有可能导致皮肤烧伤。50度100秒或55度10秒的温度都可能导致皮肤烧伤。金属脑植入物也会发热。脑组织温度超过 43℃会造成不可逆损伤。当TMS线圈附近有电极或植入物时,应进行风险分析以评估过热的可能性。


(2)作用力和磁化

TMS 脉冲产生的磁场对铁磁物体产生吸引力,对非铁磁传导物体产生排斥力。因此,一些头部植入物可能会因经颅磁刺激而受力甚至移位。钛颅骨板、棒和动脉瘤夹在经颅磁刺激中似乎没有受到明显的力,不太可能造成临床并发症。当暴露在经颅磁刺激脉冲下,耳蜗或其他植入物可以移动或退磁。应该评估植入物是否显著受力和/或位移。可能导电或有铁磁的物体,如听力设备,或戴在头上的物品,包括人体穿刺饰品、珠宝和眼镜,如果它们能与 TMS 磁场相互作用,就应该摘除。


(3)感应电极电流

TMS 线圈会发出强烈的磁脉冲,在邻近的电线和电子设备中产生高压和电流。电子植入物,包括用于深部脑刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)、耳蜗植入物和用于皮质刺激的硬膜下/硬膜外电极阵列,包含连接到头皮下导线的颅内电极。脊柱和脑神经刺激器也有皮下电线。在 TMS 刺激过程中,无论植入物是打开还是关闭,这些电极都能诱导电流;这会在中枢或外周神经系统产生非预期的刺激。颅骨上的钻孔或其他开口对经颅磁刺激传入大脑的电场影响不大。这是由于经颅磁刺激诱发的电场主要是与头皮表面相切的;因此,颅骨上的开口通常不会导致额外的电流注入大脑。


(4)电子植入物故障或损坏

TMS 的电磁脉冲也会损坏线圈附近的电子植入物。经颅磁刺激线圈距离2-10cm 可导致深部脑刺激植入式脉冲发生器(implanted pulse generator, IPG)功能异常,而距离小于2cm 可导致植入式脉冲发生器(IPG)永久性损伤。人工耳蜗植入包括植入耳蜗的电极、磁铁、环形天线和头皮下的电子芯片。基于物理学的考虑,人工耳蜗植入可能是不安全的。因此,除非额外的安全性评估表明没有不良事件(adverse events, AEs),否则在人工耳蜗植入患者中应避免使用经颅磁刺激。


(5)植入刺激/记录电极患者的经颅磁刺激研究

许多TMS研究已经在患者的大脑、脊髓或周围神经植入电极,用于治疗偏头痛、慢性疼痛综合征、运动障碍、癫痫或精神疾病。大多数采用单脉冲或成对脉冲经颅磁刺激(paired pulse TMS, ppTMS),一些使用重复经颅磁刺激。


研究主要涉及五种主要类型的植入电极:硬膜外皮质或脊髓电极、硬膜下皮层电极、深部脑刺激(DBS)电极、周围神经或颅神经(如迷走神经)上的神经刺激电极、心脏起搏器。一些研究是在电极外化时进行的,通常是在电极植入后的几天内以及电极连接到植入式脉冲发生器(IPG)之前。其他研究涉及慢性植入设备的患者,这些设备的导线与IPGs相连。


经颅磁刺激治疗在应用可调压瓣膜治疗脑积水的患者中被认为是安全的;但是,建议在经颅磁刺激后检查瓣膜设置。




建议:



如果TMS线圈未在靠近(10厘米)电子元件(如位于颈部或躯干的IPG)处刺激,8字形线圈TMS对于有心脏起搏器、迷走神经刺激(vagus nerve stimulation, VNS)系统和脊髓刺激器的患者是安全的。应注意避免TMS线圈在电子植入物附近意外放电。


在中枢和外周神经系统植入的电极未连接IPG时,可以安全地进行TMS。应注意尽量减小连接到外部刺激器或放大器时产生的电流。对于头部植入物而言,对MRI 环境安全的头部植入物在接受TMS时可能更安全。


在使用DBS或皮质刺激电极的患者中,TMS可以在电极导线中诱导电流,从而导致意外刺激,这可能是一个潜在的安全隐患。因此,在植入此类系统时,应尽可能避免导线回路,或每一圈以相反的方向绕(例如,顺时针转一圈,然后逆时针转一圈),以减少电磁感应。

3

TMS与经颅电刺激(tDCS/tACS/tRNS)联用的安全性

一般来说,rTMS 和经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)、经颅交流电流刺激(transcranial alternating current stimulation, tACS)或经颅随机噪声刺激(transcranial random noise stimulation, tRNS)方案相结合的基本原理是利用启动机制或可塑性机制来增强疗效。


从理论上讲,经颅电刺激(transcranial electrical stimulation, TES)和 rTMS 的同时应用,或tDCS或tACS的启动效应可能会增强后续rTMS的AEs。但是,目前此类研究很少,在现有的研究中均未见不良事件(AEs)的报道。


有少数研究使用间歇性θ爆发式刺激(intermittent theta burst stimulation, iTBS)或连续θ爆发式刺激(continuous theta burst stimulation, cTBS)和 tACS相结合,在 M1上同时使用θ爆发式刺激(theta burst stimulation, TBS)和 tACS,以增强TBS对皮层可塑性的调节作用。在这些研究中均未见AEs的报道,但由于样本量小,且没有一项研究是专门设计来评价安全性的,因此证据不足。




建议:



现有证据表明,如果排除通过TES电极的加热或磁感应电流的技术风险,目前使用的tDCS/tACS/tRNS和TMS/rTMS 组合是安全的。


4

TMS与药物联用的安全性


尽管在过去的十年中有大量的人接触经颅磁刺激,但并没有发现经颅磁刺激与药物联合使用所产生的特殊毒性。诱发癫痫的实际风险可能取决于其他尚未具体探讨的因素;这些因素包括药物剂量、剂量变化速度(增加或减少)、与其他中枢神经系统(Central nervous system, CNS)活性药物的结合或其他可能降低癫痫发作阈值的因素(如睡眠剥夺、饮酒、大麻治疗和娱乐用途)。


许多药物已被报道会增加临床人群的癫痫发作风险,以前认为它们与 rTMS 联合使用可能会增加诱发癫痫发作的风险。然而,缺乏这种风险的经验证据,并且观察到的癫痫发作率总体上很低。




建议:



2009年的TMS安全指南建议,在服用已知可降低癫痫发作阈值药物的患者应谨慎使用TMS。然而,目前可用的数据显示低癫痫发作率不再支持这一建议。然而,建议记录TMS应用过程中药物的同时摄入和其他可能降低癫痫发作阈值的因素(如睡眠剥夺、感染、饮酒),并系统收集/报告副作用数据。


伟思康复
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