La estimulación magnética transcraneal ( EMT ) es una forma no invasiva de estimulación cerebral en la que se utiliza un campo magnético cambiante para inducir una corriente eléctrica en un área específica del cerebro a través de la inducción electromagnética . Un generador de pulsos eléctricos, o estimulador, se conecta a una bobina magnética conectada al cuero cabelludo. El estimulador genera una corriente eléctrica cambiante dentro de la bobina que crea un campo magnético variable, induciendo una corriente dentro de una región del cerebro mismo. [1] : 3 [2]
La TMS ha demostrado tener potencial diagnóstico y terapéutico en el sistema nervioso central con una amplia variedad de estados patológicos en neurología y salud mental , pero no ha demostrado valor clínico para el tratamiento de ninguna otra afección. [3]
Los efectos adversos de la EMT parecen ser poco frecuentes e incluyen desmayos y convulsiones . [4] Otros problemas potenciales incluyen malestar, dolor, hipomanía , cambios cognitivos, pérdida de audición e inducción de corriente inadvertida en dispositivos implantados como marcapasos o desfibriladores . [4]
Usos médicos
Se coloca una bobina magnética sobre la cabeza del paciente. [5]
La TMS no requiere cirugía ni implantación de electrodos.
Su uso puede ser diagnóstico y/o terapéutico. Los efectos varían en función de la frecuencia e intensidad de los pulsos magnéticos, así como de la duración del tratamiento, que determina el número total de pulsos administrados. [6] Los tratamientos con TMS están aprobados por la FDA en los EE. UU. y por NICE en el Reino Unido para el tratamiento de la depresión y se brindan en clínicas privadas y algunos centros médicos de veteranos . La TMS estimula el tejido cortical sin las sensaciones de dolor que se producen en la estimulación eléctrica transcraneal . [7]
Diagnóstico
La TMS se puede utilizar clínicamente para medir la actividad y la función de circuitos cerebrales específicos en humanos, más comúnmente con pulsos magnéticos simples o pareados. [8] El uso más ampliamente aceptado es para medir la conexión entre la corteza motora primaria del sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico para evaluar el daño relacionado con un insulto neurológico pasado o progresivo. [8] [9] [10] [11] La TMS tiene utilidad como instrumento de diagnóstico para la mielopatía , la esclerosis lateral amiotrófica y la esclerosis múltiple . [12]
Tratamiento
Hay algunas evidencias de que la TMS puede tener aplicaciones para una serie de condiciones, entre ellas la depresión, la fibromialgia y el dolor neuropático , y el tratamiento con TMS está cubierto por la mayoría de los planes de seguro privados, así como por Medicare tradicional, pero para ninguna condición la evidencia alcanza el nivel de mostrar relevancia clínica. [3]
Efectos adversos
Aunque la TMS se considera generalmente segura, los riesgos aumentan con la rTMS terapéutica en comparación con la TMS diagnóstica simple o en pares. [13] Los efectos adversos generalmente aumentan con una estimulación de mayor frecuencia. [4]
El mayor riesgo inmediato de la TMS es el desmayo , aunque esto es poco común. Se han reportado convulsiones , pero son raras. [4] [14] [15] Otros efectos adversos incluyen malestar a corto plazo, dolor, breves episodios de hipomanía , cambio cognitivo, pérdida de audición, deterioro de la memoria de trabajo y la inducción de corrientes eléctricas en dispositivos implantados como marcapasos cardíacos . [4]
Procedimiento
Durante el procedimiento, se coloca una bobina magnética en la cabeza de la persona que recibe el tratamiento utilizando puntos de referencia anatómicos en el cráneo, en particular el inión y el nasión . [5] Luego, la bobina se conecta a un generador de pulsos, o estimulador, que envía corriente eléctrica a la bobina. [2]
Física
TMS – Bobinas de mariposa
La estimulación magnética transcraneal utiliza la inducción electromagnética para generar una corriente eléctrica a través del cuero cabelludo y el cráneo . [16] [17] Se coloca una bobina de alambre envuelta en plástico junto al cráneo y, cuando se activa, produce un campo magnético variable orientado ortogonalmente al plano de la bobina. El campo magnético cambiante induce entonces una corriente eléctrica en el cerebro que activa las células nerviosas cercanas de una manera similar a una corriente aplicada superficialmente en la superficie cortical. [18]
El campo magnético tiene aproximadamente la misma intensidad que la resonancia magnética y el pulso generalmente no llega más allá de 5 centímetros dentro del cerebro, a menos que se utilice una bobina modificada y una técnica para una estimulación más profunda. [17]
La estimulación magnética transcraneal se logra descargando rápidamente la corriente de un condensador grande en una bobina para producir campos magnéticos pulsados de entre 2 y 3 teslas de fuerza. [19] Dirigir el pulso del campo magnético a un área específica del cerebro provoca una corriente eléctrica localizada que puede despolarizar o hiperpolarizar las neuronas en ese sitio. El campo eléctrico inducido dentro del tejido cerebral provoca un cambio en los potenciales transmembrana que resulta en la despolarización o hiperpolarización de las neuronas, lo que hace que sean más o menos excitables, respectivamente. [19]
Los efectos de la EMT se pueden dividir en función de la frecuencia, la duración y la intensidad (amplitud) de la estimulación: [22]
La estimulación magnética transcraneal con pulsos simples o en pares hace que las neuronas del neocórtex bajo el sitio de estimulación se despolaricen y descarguen un potencial de acción . Si se utiliza en la corteza motora primaria , produce una actividad muscular denominada potencial evocado motor (MEP) que puede registrarse en la electromiografía . Si se utiliza en la corteza occipital , el sujeto puede percibir " fosfenos " (destellos de luz). En la mayoría de las demás áreas de la corteza, no hay un efecto consciente, pero se puede alterar el comportamiento (p. ej., un tiempo de reacción más lento en una tarea cognitiva) o se pueden detectar cambios en la actividad cerebral utilizando un equipo de diagnóstico. [23]
La estimulación magnética transcraneal repetitiva produce efectos más duraderos que persisten más allá del período de estimulación. La estimulación magnética transcraneal repetitiva puede aumentar o disminuir la excitabilidad del tracto corticoespinal dependiendo de la intensidad de la estimulación, la orientación de la bobina y la frecuencia. Se cree que la estimulación magnética transcraneal repetitiva de baja frecuencia con una frecuencia de estímulo menor a 1 Hz inhibe la activación cortical, mientras que una frecuencia de estímulo mayor a 1 Hz, o una frecuencia alta, la provoca. [24] Aunque su mecanismo no está claro, se ha sugerido que se debe a un cambio en la eficacia sináptica relacionada con la potenciación a largo plazo (LTP) y la plasticidad similar a la depresión a largo plazo (LTD-like plasticity). [25] [26]
Tipos de bobinas
La mayoría de los dispositivos utilizan una bobina con forma de ocho para generar un campo magnético superficial que afecta a las neuronas más superficiales del cerebro. [27] Al comparar los resultados se tienen en cuenta las diferencias en el diseño de la bobina magnética, y algunos elementos importantes incluyen el tipo de material, la geometría y las características específicas del pulso magnético asociado.
El material del núcleo puede ser un sustrato magnéticamente inerte ('núcleo de aire') o un material sólido ferromagnéticamente activo ('núcleo sólido'). Los núcleos sólidos dan como resultado una transferencia más eficiente de energía eléctrica a un campo magnético y reducen la pérdida de energía por calor, por lo que pueden funcionar con el mayor volumen de protocolos de terapia sin interrupción debido al sobrecalentamiento . Variar la forma geométrica de la bobina en sí puede causar variaciones en la focalidad , la forma y la profundidad de penetración. Las diferencias en el material de la bobina y su fuente de alimentación también afectan el ancho y la duración del pulso magnético. [28]
Existen varios tipos diferentes de bobinas, cada una de las cuales produce campos magnéticos diferentes. La bobina redonda es la original que se utilizó en la estimulación magnética transcraneal. Más tarde, se desarrolló la bobina en forma de ocho (mariposa) para proporcionar un patrón de activación más focalizado en el cerebro, y la bobina de cuatro hojas para la estimulación focalizada de los nervios periféricos. La bobina de doble cono se adapta más a la forma de la cabeza. [29] Las bobinas Hesed (núcleo en H), de corona circular y de doble cono permiten una activación más generalizada y una penetración magnética más profunda. Se supone que impactan en áreas más profundas de la corteza motora y el cerebelo que controlan las piernas y el suelo pélvico , por ejemplo, aunque la mayor profundidad se produce a costa de un pulso magnético menos focalizado. [4]
Direcciones de investigación
En el caso de la enfermedad de Parkinson , los primeros resultados sugieren que la estimulación de baja frecuencia puede tener un efecto sobre la discinesia asociada a la medicación y que la estimulación de alta frecuencia mejora la función motora. [30] [31]
Historia
Luigi Galvani (1737-1798) emprendió investigaciones sobre los efectos de la electricidad en el cuerpo a finales del siglo XVIII y sentó las bases para el campo de la electrofisiología . [32] En la década de 1830, Michael Faraday (1791-1867) descubrió que una corriente eléctrica tenía un campo magnético correspondiente y que cambiar uno podía inducir su contraparte. [33]
Los trabajos para estimular directamente el cerebro humano con electricidad comenzaron a fines del siglo XIX y, en la década de 1930, los médicos italianos Cerletti y Bini habían desarrollado la terapia electroconvulsiva (TEC). [32] La TEC se utilizó ampliamente para tratar enfermedades mentales y, finalmente, se abusó de ella, ya que comenzó a verse como una panacea . Esto provocó una reacción negativa en la década de 1970. [32]
En 1980, Merton y Morton utilizaron con éxito la estimulación eléctrica transcraneal (TES) para estimular la corteza motora. Sin embargo, este proceso era muy incómodo y, posteriormente, Anthony T. Barker comenzó a buscar una alternativa a la TES. [34] Comenzó a explorar el uso de campos magnéticos para alterar la señalización eléctrica dentro del cerebro y los primeros dispositivos de TMS estables se desarrollaron en 1985. [32] [33] Originalmente estaban destinados a ser dispositivos de diagnóstico e investigación, y la evaluación de su potencial terapéutico fue un desarrollo posterior. [32] [33] La FDA de los Estados Unidos aprobó por primera vez los dispositivos de TMS en octubre de 2008. [32]
La TMS está aprobada como un dispositivo médico de Clase II según la " vía de novo ". [37] [38]
Trastorno obsesivo-compulsivo (TOC)
En agosto de 2018, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) autorizó el uso de la TMS desarrollada por la empresa israelí Brainsway en el tratamiento del trastorno obsesivo-compulsivo (TOC). [39]
En 2020, la FDA de EE. UU. autorizó el uso de TMS desarrollado por la empresa estadounidense MagVenture Inc. en el tratamiento del TOC. [40]
En 2023, la FDA de EE. UU. autorizó el uso de TMS desarrollado por la empresa estadounidense Neuronetics Inc. en el tratamiento del TOC. [41]
Cobertura de los servicios de salud y aseguradoras
Reino Unido
El Instituto Nacional para la Excelencia en la Salud y la Atención (NICE) del Reino Unido publica una guía para el Servicio Nacional de Salud (NHS) en Inglaterra, Gales, Escocia e Irlanda del Norte (Reino Unido). La guía del NICE no cubre si el NHS debe o no financiar un procedimiento. Los organismos locales del NHS ( trusts de atención primaria y trusts hospitalarios ) toman decisiones sobre la financiación después de considerar la efectividad clínica del procedimiento y si el procedimiento representa una buena relación calidad-precio para el NHS. [49]
El NICE evaluó la TMS para la depresión grave (IPG 242) en 2007 y, posteriormente, consideró la TMS para una nueva evaluación en enero de 2011, pero no cambió su evaluación. [50] El Instituto determinó que la TMS es segura, pero no hay evidencia suficiente de su eficacia. [50]
En enero de 2014, el NICE publicó los resultados de una evaluación de la estimulación magnética transcraneal para el tratamiento y la prevención de la migraña (IPG 477). El NICE concluyó que la estimulación magnética transcraneal a corto plazo es segura, pero que no hay pruebas suficientes para evaluar la seguridad de los usos frecuentes y a largo plazo. Encontró que la evidencia sobre la eficacia de la estimulación magnética transcraneal para el tratamiento de la migraña es limitada en cantidad, y que la evidencia sobre la prevención de la migraña es limitada tanto en calidad como en cantidad. [51]
Posteriormente, en 2015, NICE aprobó el uso de TMS para el tratamiento de la depresión en el Reino Unido y el IPG542 reemplazó al IPG242. [52] NICE dijo: "La evidencia sobre la estimulación magnética transcraneal repetitiva para la depresión no muestra grandes preocupaciones de seguridad. La evidencia sobre su eficacia a corto plazo es adecuada, aunque la respuesta clínica es variable. La estimulación magnética transcraneal repetitiva para la depresión se puede utilizar con los arreglos normales de gobernanza y auditoría clínica".
Estados Unidos: seguro médico comercial
En 2013, varios planes de seguro médico comerciales en los Estados Unidos, incluidos Anthem , Health Net , Kaiser Permanente y Blue Cross Blue Shield de Nebraska y Rhode Island , cubrieron la TMS para el tratamiento de la depresión por primera vez. [53] [54] [55] [56] Por el contrario, UnitedHealthcare emitió una política médica para la TMS en 2013 que establecía que no hay evidencia suficiente de que el procedimiento sea beneficioso para los resultados de salud en pacientes con depresión. UnitedHealthcare señaló que las preocupaciones metodológicas planteadas sobre la evidencia científica que estudia la TMS para la depresión incluyen un tamaño de muestra pequeño, la falta de una comparación simulada validada en estudios controlados aleatorios y usos variables de las medidas de resultados. [57] Otros planes de seguro comerciales cuyas políticas de cobertura médica de 2013 establecían que el papel de la TMS en el tratamiento de la depresión y otros trastornos no se había establecido claramente o seguía siendo investigativo incluían Aetna , Cigna y Regence . [58] [59] [60]
Estados Unidos: Medicare
Las políticas de cobertura de Medicare varían entre las jurisdicciones locales dentro del sistema de Medicare, [61] y la cobertura de Medicare para TMS ha variado entre jurisdicciones y con el tiempo. Por ejemplo:
A principios de 2012, en Nueva Inglaterra , Medicare cubrió TMS por primera vez en los Estados Unidos. [62] [63] [64] [65] Sin embargo, esa jurisdicción decidió posteriormente finalizar la cobertura después de octubre de 2013. [66]
En agosto de 2012, la jurisdicción que abarca Arkansas, Luisiana, Misisipi, Colorado, Texas, Oklahoma y Nuevo México determinó que no había pruebas suficientes para cubrir el tratamiento, [67] pero la misma jurisdicción determinó posteriormente que Medicare cubriría TMS para el tratamiento de la depresión después de diciembre de 2013. [68]
Limitaciones
Existen serias preocupaciones sobre la estimulación del tejido cerebral mediante métodos de campos magnéticos no invasivos:
En primer lugar, la incertidumbre en la dosis (tiempo y parámetros técnicos del campo) para una estimulación correcta y saludable es un tema complejo y desafiante. [69] Si bien la neurofisiología carece de conocimiento sobre la naturaleza de dicho tratamiento de las enfermedades nerviosas a nivel celular, [70] este método implica una exposición excesiva del cerebro a un campo intenso, que es varias veces e incluso órdenes de magnitud mayor que los campos electromagnéticos naturales en el cerebro. [71] [72]
En segundo lugar, es imposible localizar el efecto de la estimulación en redes neuronales específicas que necesitan ser tratadas. [73]
La actividad neuronal relacionada con los procesos mentales, los correlatos neuronales de las funciones cognitivas, siguen siendo cuestiones intrigantes para la investigación contemporánea. La estimulación no invasiva del tejido cerebral se dirige a una gran área de tejido mal caracterizado. Una dosis y un objetivo de radiación indefinidos pueden destruir células sanas durante un procedimiento de tratamiento. Debido a que no está claro si los campos magnéticos alcanzan solo aquellas estructuras neuronales del cerebro que necesitan tratamiento, esta incertidumbre desafía la selección del tratamiento para los trastornos neurológicos mediante campos magnéticos. Por lo tanto, la exposición a campos magnéticos puede destruir estructuras neuronales sanas. La incapacidad de localizar el efecto de la estimulación hace que sea difícil dirigir la estimulación solo a las redes neuronales deseadas. [73]
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