経頭蓋磁気刺激

TMSは、臨床的にはヒトの特定の脳回路の活動と機能を測定するために使用でき、最も一般的には単一またはペアの磁気パルスが使用されます。^{[ 10 ]}最も広く受け入れられている用途は、中枢神経系の一次運動野と末梢神経系との間の接続を測定して、過去または進行性の神経障害に関連する損傷を評価することです。^{[ 10 ] [ 11 ]} TMSは、脊髄症、筋萎縮性側索硬化症、および多発性硬化症の診断ツールとして有用です。^{[ 12 ]}

FDAは、rTMSを生成するデバイスは、MDD、慢性疼痛、およびOCDの治療に合理的に安全かつ効果的であることを確認しており、これらの改善に伴う副作用は通常軽微なものにとどまっています。^{[ 3 ]} 2018年までに発行されたガイドラインでは、TMSはうつ病、神経因性疼痛、および脳卒中後の運動機能回復に有効性の強力な証拠を示し、他のいくつかの疾患にはおそらく有益であり、残りについては証拠が不十分であると主張されています。^{[ 13 ]}間欠的シータバースト刺激（iTBS）などの新しいTMSモダリティは、標準的なrTMSと同等の有効性を示しながら、治療時間を短縮し、さらなる最適化の有望な道筋を提供しています。^{[ 14 ]} 2023年のメタ分析では、 rTMSはうつ病に対して偽治療よりも大きな効果量の優位性を示しました（ Hedgesのg = 0.791） 。 ^{[ 15 ]}

既存の証拠は、特に背外側前頭前野（DLPFC）と補足運動野を標的としたrTMSがOCDの症状を軽減することを示唆している。深部経頭蓋磁気刺激を用いた内側前頭前野と前帯状皮質に関する結果はよりばらつきがあり、研究の全体的な異質性はさらなる研究の必要性を浮き彫りにしている。^{[ 4 ]}

しかし、うつ病治療におけるrTMSの有効性と、その根拠となるエビデンスの質については、長年疑問視されてきた。 ^{[ 5 ]} 2023年に行われた、大うつ病に対するTMSに関する15件のメタ分析の再分析では、治療効果は大きく異なり、多くのレビューにはバイアスのリスクが高く、TMSの明らかな安全性と有効性は過大評価されている可能性があることが判明した。^{[ 16 ]}抗うつ薬やその他のうつ病治療介入と同様に、rTMS試験では偽治療対照群で大きなプラセボ反応が見られる（ヘッジのg = 0.8）。^{[ 17 ]}

2011年のレビューでは、DLPFCへのrTMSに関する96件のランダム化比較試験のうち、盲検化に成功したと報告されたのはわずか13.5%であり、これらの試験では、実際のrTMS群の被験者は、偽rTMS群の被験者と比較して、実際のrTMSを受けたと考える可能性が有意に高かったことが判明した。^{[ 18 ]}研究課題と実験デザインによっては、rTMSの不快感（筋肉の痙攣や痛みなど）を一致させて、治療の真の効果をプラセボの効果から区別することは、重要かつ困難な問題となる可能性がある。^{[ 19 ]}

2つの重要な臨床試験により、2011年と2013年に治療抵抗性MDDへの使用を適応としたrTMSデバイスの最初のFDA販売承認が得られた。 ^{[ 20 ] [ 21 ]}両試験の結果は治療後6週間で統計的に有意であったと報告されているが、介入は60点満点のモンゴメリー・アスベルグうつ病評価尺度（MADRS）でわずか2～3点しかプラセボを上回らなかった。 ^{[ 22 ]} 2番目の試験の主要評価項目では、寛解者はわずか18人（治療意図集団の9.5%）で、アクティブ治療群では14.1%、プラセボ治療群では5.1%であった。寛解者のオッズ比は4.2、95%信頼区間は1.32～13.24、p = .02であった。治療必要数（1件の悪い結果を防ぐために治療する必要のある患者の平均数）は12であった。^{[ 23 ]}  

TMSの効果は、刺激の頻度、持続時間、強度（振幅）に基づいて分類できます。^{[ 32 ]}

• 単一またはペアパルスTMSは、刺激部位下の新皮質のニューロンを脱分極させ、活動電位を放出させます。一次運動野で使用すると、運動誘発電位（MEP）と呼ばれる筋活動が生じ、これは筋電図（EMG）で記録できます。後頭皮質で使用すると、被験者は「光視症」（光の閃光）を知覚する可能性があります。皮質の他のほとんどの領域では、意識的な効果はありませんが、行動が変化する可能性があり（たとえば、認知課題での反応時間が遅くなる）、または診断機器を使用して脳活動の変化が検出される可能性があります。^{[ 33 ]}
• rTMSは、刺激期間を超えて持続する、より長く続く効果を生み出します。rTMSは、刺激の強度、コイルの向き、周波数に応じて、皮質脊髄路 の興奮性を増加させたり減少させたりすることができます。1 Hz未満の刺激周波数の低周波rTMSは皮質発火を抑制すると考えられており、 高周波と呼ばれる1 Hzを超える刺激周波数は皮質発火を誘発すると考えられています。^{[ 34 ]} そのメカニズムは明らかではありませんが、長期増強（LTP）および長期抑制様可塑性（LTD様可塑性）に関連するシナプス効率の変化によるものと示唆されています。^{[ 35 ] [ 36 ]}

ほとんどのデバイスは、8の字型のコイルを使用して、脳のより表層のニューロンに影響を与える浅い磁場を発生させます。^{[ 37 ]}結果を比較する際には、磁気コイルの設計の違いが考慮され、重要な要素には、材料の種類、形状、および関連する磁気パルスの特定の特性が含まれます。

コア材料は、磁気的に不活性な基板（「エアコア」）または固体の強磁性活性材料（「ソリッドコア」）のいずれかです。ソリッドコアは、電気エネルギーを磁場に効率的に伝達し、熱へのエネルギー損失を低減するため、過熱による中断なしに、より多くの治療プロトコルで動作させることができます。コイル自体の幾何学的形状を変えると、焦点、形状、浸透深度に変化が生じる可能性があります。コイル材料とその電源の違いも、磁気パルスの幅と持続時間に影響します。^{[ 38 ]}

コイルにはさまざまな種類があり、それぞれ異なる磁場を生成します。丸型コイルは、TMSで最初に使用されたものです。その後、脳内でより焦点の合った活性化パターンを実現するために8の字型（蝶型）コイルが開発され、末梢神経の焦点刺激のために4枚葉コイルが開発されました。ダブルコーンコイルは、頭の形によりよく適合します。^{[ 39 ]}ヘセド（Hコア）、円形クラウン、ダブルコーンコイルは、より広範囲の活性化とより深い磁気浸透を可能にします。これらは、たとえば脚と骨盤底を制御する運動皮質と小脳のより深い領域に影響を与えるとされていますが、深さが増すと磁気パルスの焦点がぼやけるという代償があります。^{[ 6 ]}

2009年12月、PMNへの対応として、フィンランドのNexstim OY社は、術前計画のための一次運動野の評価を目的とした、脳の一次運動野を皮質回に非侵襲的にマッピングするNexstim eXimia Navigated Brain Stimulation SystemについてFDAの承認を取得しました。^{[ 54 ]} 2012年5月、その後のPMNへの対応として、同社は、術前計画の目的で言語機能の皮質領域の位置特定と評価を行うNexstim Navigational Brain Stimulation System 4およびNEXSPEECH®搭載のNexstim NBS System 4について同様の承認を取得しました。^{[ 57 ]}

2011年7月、米国企業 Neuronetics, Inc.の請願を受けて、FDAはde novo分類経路に基づき、NeuroStar TMSシステムを、 1回の抗うつ薬試験で効果が得られなかったMDD患者の治療のためのクラスII（中等度リスク）医療機器として分類した。^{[ 20 ]}

2013年1月、イスラエルの企業Brainsway, Ltd.からのPMNを受けて、FDAは、現在のエピソードで以前の抗うつ薬治療で満足のいく改善が得られなかったMDDに苦しむ成人患者のうつ病エピソードの治療にBrainsway Deep TMSシステムを承認した。^{[ 21 ]}

2015年5月、英国の企業であるThe Magstim Company Ltd.からのPMNを受けて、FDAは、現在のエピソードで以前の抗うつ薬による治療で満足のいく改善が得られなかった成人のMDD患者の治療にRapid2セラピーシステムを承認した。^{[ 58 ]}

2021年9月、The Magstim Company Ltd.からのPMNを受けて、FDAは、現在のエピソードで以前の抗うつ薬による治療で満足のいく改善が得られなかった成人のMDD患者の治療にHorizo​​n 3.0 TMS治療システムを承認した。^{[ 59 ]}

2023年3月、The Magstim Company Ltd.からのPMNを受けて、FDAは、うつ病エピソードの治療、および現在のエピソードで以前の抗うつ薬による満足のいく改善が得られなかったMDD患者で併存する不安症状を示す可能性のある患者の不安症状の軽減のために、Horizo​​n 3.0 TMS治療システムを承認した。^{[ 60 ]}

2023年10月、The Magstim Company Ltd.からのPMNを受けて、FDAは、現在のエピソードで以前の抗うつ薬による治療で満足のいく改善が得られなかった成人のMDD患者の治療、およびOCDに苦しむ成人患者の治療の補助として、Horizo​​n 3.0 TMS治療システムを承認した。^{[ 61 ]}

2013年3月、米国企業eNeura Therapeutics LLCの要請に応じて、FDAはde novo分類経路に基づき、eNeura Therapeutics® Cerena™経頭蓋磁気刺激装置を、前兆を伴う片頭痛に伴う痛みの急性治療のためのクラスII医療機器として分類した。^{[ 62 ]}

2017年9月、FDAはBrainsway Ltd.からの要請を受けて、de novo分類経路に基づき、Brainsway Deep Transcranial Magnetic Stimulation SystemをOCDに苦しむ成人患者の治療補助としてクラスII医療機器に分類した。 ^{[ 63 ]} 2018年8月、FDAは同社からのその後のde novo分類要請を受けて、OCD治療のための同機器の販売を許可した。^{[ 64 ]}

2020年8月、FDAはデンマークの企業Tonica Elektronik A/SからのPMNを受けて、強迫性障害の治療薬としてMagVenture TMS Therapyシステムを承認した。^{[ 65 ]}

2022年5月、FDAはNeuronetics, Inc.によるPMNを受けて、OCDの補助療法としてNeuroStar Advanced Therapyを承認した^{[ 66 ]。}

2023年10月、The Magstim Company Ltd.からのPMNを受けて、FDAは、現在のエピソードで以前の抗うつ薬による治療で満足のいく改善が得られなかった成人のMDD患者の治療、およびOCDに苦しむ成人患者の治療の補助として、Horizo​​n 3.0 TMS治療システムを承認した。^{[ 67 ]}

2018年8月、Brainsway Ltd.からの要請に応え、FDAは、神経疾患および精神疾患に対する経頭蓋磁気刺激システムの汎用デバイスを、処方箋が必要な非埋め込み型デバイスであり、短時間で急速に変化する、またはパルス状の磁場を使用して大脳皮質の神経活動を誘発するクラスII医療機器として、de novo分類経路で分類した。^{[ 68 ]}

2020年8月、FDAはBrainsway Ltd.からのPMNを受けて、成人の短期禁煙補助としてBrainsway Deep TMSシステムの使用を承認した^{[ 69 ]。}

1993年、米国下院エネルギー・商業委員会の監視・調査小委員会は、「部分の総和以下」と題する報告書を発表した。この報告書は、FDA医療機器・放射線保健センターが、危険な機器から国民を適切に保護することも、有用で安全な機器を妥当な期間内に承認することもできない原因となっている、組織的および構造的な弱点が数多く存在することを指摘した。^{[ 70 ]}その後、2010年に行われたFDAの規制手続きに関するレビューでは、とりわけ、医療機器の審査は医薬品の審査よりも承認基準が低く、迅速審査プロセスに過度に依存しており、議会が義務付けた機器分類を実施していないと主張された。^{[ 71 ]}