Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist ein vielversprechendes Verfahren zur Behandlung verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen. Sie basiert auf der nicht-invasiven Stimulation des Gehirns mithilfe von Magnetfeldern. Dieser Artikel beleuchtet die Anwendungsgebiete, die Wirkungsweise, den Ablauf einer TMS-Sitzung sowie die Vor- und Nachteile dieser innovativen Therapieform.
Einführung in die Transkranielle Magnetstimulation (TMS)
Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine seit 1985 in der Medizin eingesetzte Methode, die auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion beruht. Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine spezielle Form der TMS, bei der mehrere Pulse hintereinander, oft in schneller Folge, angewendet werden. Diese wiederholte Stimulation über eine bestimmte Zeit hinweg wird therapeutisch genutzt, insbesondere bei der Behandlung von Depressionen und anderen neurologischen oder psychiatrischen Störungen. Im Gegensatz zur Magnetfeldtherapie gibt es für die rTMS zahlreiche wissenschaftliche Studien, die ihre Wirksamkeit belegen, weshalb sie zu den schulmedizinisch anerkannten Therapieformen gehört.
Wie funktioniert TMS?
TMS basiert auf dem physikalischen Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Eine von einem Impulsstrom durchflossene Magnetspule erzeugt ein kurzzeitiges Magnetfeld. Dieses Magnetfeld induziert durch die Schädeldecke hindurch ein elektrisches Feld im Hirngewebe bis zu einer Tiefe von etwa drei Zentimetern. Die dadurch hervorgerufene elektrische Potenzialänderung führt zu einem Impulsstrom in den Nervenzellen, wodurch deren Aktivität zeitlich verändert werden kann. Therapeutisch wird die Neurostimulation mit sich wiederholenden (repetitiven) Folgen gleicher Magnetimpulse eingesetzt, weshalb sie auch als repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) bezeichnet wird. Die Frequenz dieser Impulse ist ein wesentlicher Parameter eines Stimulationsprotokolls. Typische Frequenzen sind z.B. 1 Hz, 10 Hz oder 20 Hz. Auch Impulsfolgen von 50 Hz, die mit 5 Hz wiederholt werden, werden verwendet. Diese Art der Stimulation wird als Theta-Burst-Stimulation (TBS) bezeichnet.
Wirkungsweise der TMS
Bei einigen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen geht man davon aus, dass die Aktivität in bestimmten Regionen des Gehirns aus dem Gleichgewicht geraten ist. Mithilfe der TMS können diese Regionen gezielt stimuliert werden, um die Hirnaktivität zu normalisieren. Die Magnetimpulse der TMS induzieren ein zeitvariantes elektrisches Feld. Die dadurch hervorgerufene elektrische Potenzialänderung führt zu einem Impulsstrom in den Nervenzellen, welcher die stimulierten Neuronen depolarisieren oder hyperpolarisieren und somit ihre Aktivität verändern. Dies beeinflusst nicht nur die direkt stimulierten Nervenzellen, sondern auch die, die mit ihnen verbunden sind. Gleichzeitig kann TMS die Durchblutung des Gehirns verbessern. Die Kombination dieser Effekte führt zu Veränderungen in der Struktur und Funktion neuronaler Netzwerke, die zu einer Verbesserung bei neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen beitragen können. Wie lange diese Veränderung anhält, hängt unter anderem vom Stimulationsprotokoll ab.
Anwendungsgebiete der TMS
TMS wird in der ambulanten Behandlung verschiedener neurologischer und psychiatrischer Krankheiten eingesetzt. Dabei werden die Empfehlungen und Ergebnisse qualitativ hochwertiger klinischer Studien berücksichtigt. Zu den Erkrankungen, bei denen bereits bedeutende Erfahrungen vorliegen und die erfolgreich behandelt werden, gehören:
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- Angststörungen
- Demenzen
- Depressionen
- Erschöpfung
- Fibromyalgie
- Halluzinationen
- Long-Covid-Syndrom
- Morbus Parkinson
- Schlafstörungen
- Tinnitus
- Zwangsstörungen
- Neuropathischen Schmerzen
- Lähmungen nach Schlaganfall
- Schizophrenie (Halluzinationen, Negativsymptome)
- Ticstörungen
rTMS bei Depressionen
Wissenschaftliche Untersuchungen führten bereits 2008 zur Zulassung der rTMS bei therapieresistenten Depressionen in den USA. Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine sichere und effektive, ambulant durchführbare Methode zur Behandlung einer Depression bei Erwachsenen, wenn antidepressive Medikamente nicht geholfen haben. Üblicherweise wird ein Bereich über der linken Schläfe stimuliert, der sogenannte dorsolaterale präfrontale Kortex (DLPFC). Der zu stimulierende Hirnbereich wird präzise anhand des individuellen Hirnscans (Kernspintomographie des Gehirns) bestimmt und die Spule mit einer Neuronavigations-Technik genau ausgerichtet. Es gibt verschiedene Protokolle bzw. Möglichkeiten die Stimulation durchzuführen, die sich beispielsweise in der Dauer der einzelnen Therapieeinheiten unterscheiden.
TMS nach Schlaganfall
Eine zunehmende Bedeutung erlangt die rTMS auch in der Therapie von neurologischen Erkrankungen, beispielsweise von Lähmungen nach einem Schlaganfall. Hier haben ForscherInnen mittlerweile herausgefunden, dass durch die Aktivierung oder Hemmung spezifischer Regionen des Gehirns motorische Störungen verbessert werden können. Die TMS-Therapie kann eine Verbesserung von Schlaganfallsymptomen begünstigen; vorrangig die Funktionsfähigkeit von Armen und Händen.
TMS bei Fibromyalgie
Die Effekte von rTMS bei Fibromyalgie sind erst in jüngerer Zeit beschrieben. Bei vielen chronifizierten Schmerzerkrankungen werden durch rTMS-Neuromodulation langanhaltende Besserungen erzielt.
Weitere Forschungsbereiche
Die Arbeitsgruppe forscht unter der Leitung von Prof. Dr. Andrea Antal an Methoden zur nicht-invasiven Gehirnstimulation. Zu diesen zählen unter anderem die transkranielle Gleich- und Wechselstromstimulation als auch die transkranielle Magnetstimulation. Diese Methoden können zur Behandlung von verschiedenen Erkrankungen des Gehirns wie beispielsweise Depression, Demenz oder Fibromyalgie eingesetzt werden, indem sehr geringe elektrische Ströme möglichst gezielt in die erkrankten Bereiche des Gehirns oder in damit verbundene Neuronen-Netzwerke geleitet werden.
Voraussetzungen und Vorbereitung für eine TMS-Behandlung
Für eine Behandlung mit TMS ist die Diagnose einer neurologischen oder psychiatrischen Erkrankung durch einen Facharzt für Neurologie oder Psychiatrie erforderlich. Vor der ersten Behandlung müssen die optimale Stimulationsstelle und Stimulationsstärke (Motorschwelle) bestimmt werden, der erste Stimulationstermin kann daher 60 Minuten dauern. Vor jeder Behandlung müssen metallische und magnetempfindliche Gegenstände (z.B. Schmuck, Schlüssel, Kreditkarten, Hörgeräte) abgelegt werden. Wegen der lauten Klickgeräusche während der Behandlung sollten Ohrstöpsel getragen werden, da die Behandlung dadurch angenehmer und sicherer ist.
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Die Rolle der MRT-Untersuchung
Eine MRT-Untersuchung des Kopfes ist für eine TMS-Therapie zwar nicht zwingend erforderlich, es gibt jedoch gute Gründe, sie nach Möglichkeit vor einer TMS-Behandlung anzufordern. Sie kann helfen, mögliche Risiken zu erkennen und sicherzustellen, dass die Behandlung sicher und effektiv durchgeführt werden kann. Ferner kann eine MRT-Untersuchung des Kopfes Diagnosen bestätigen. Zu den wichtigsten Aspekten, die durch eine MRT-Untersuchung des Kopfes erkannt werden können und die für eine TMS-Therapie von Bedeutung sind, gehören die Darstellung angeborener oder erworbener struktureller Anomalien des Gehirns (Aneurysmen, Durchblutungsstörungen, Tumore, Zysten und Fehlbildungen oder deren Narben). Diese Anomalien können die Platzierung der TMS-Spule und die Wirksamkeit der Therapie beeinflussen.
Ablauf einer TMS-Sitzung
Bei der ersten rTMS-Therapiesitzung werden der Stimulationsort und die optimale Stimulationsintensität individuell festgelegt. Eine Stoffhaube wird auf den Kopf des Patienten gesetzt und markiert, um die richtigen Bereiche für die Stimulation zu identifizieren. Die motorische Schwelle, das heißt, die geringste Energiemenge, die benötigt wird, um einen Muskel zu bewegen, wird bestimmt. Sie dient zur Bestimmung der individuell optimalen Stimulationsintensität. Während der Behandlungssitzungen, die zwischen 10 und 40 Minuten dauern, sitzt der Patient in einem Behandlungsstuhl. Die Magnetspule wird auf die markierte Kappe aufgesetzt und auf die Zielregion im Gehirn ausgerichtet. Nach Beginn der Stimulation hört der Patient ein wiederholtes Klicken und kann ein leichtes Zucken der Gesichtsmuskulatur bemerken. Nach der Behandlung sind keine zusätzlichen Medikamente oder Erholungsphasen notwendig, der Patient kann seinen Alltag wie gewohnt fortsetzen.
Nebenwirkungen und Risiken der TMS
rTMS gilt als sichere Behandlungsmethode und wird seit über 10 Jahren international eingesetzt. Je nach Stärke und Ort der Stimulation kann es während der Behandlung zu einem Kribbeln oder Klopfen auf der Kopfhaut, schmerzhaftem Gefühl an der Stimulationsstelle, Zucken im Gesicht, sowie im Anschluss zu Kopf- oder Nackenschmerzen kommen. Diese Beschwerden können bei bis zu einem Drittel der Patienten auftreten und werden in der Regel innerhalb der ersten Tage besser. Wenn notwendig können die Stimulationsparameter entsprechend angepasst werden, daher sollten Nebenwirkungen unbedingt berichtet werden. Wenn notwendig können die Kopfschmerzen mit üblichen Schmerzmitteln wie z.B. Ibuprofen oder Paracetamol behandelt werden. Wegen der Geräusche der Stimulation sollte während der Behandlung ein Gehörschutz getragen werden. Es gibt keine Berichte von anhaltenden Hörstörungen bei korrekt angewandtem Gehörschutz, daher sollte das Personal bei unsicher sitzendem Gehörschutz sofort verständigt werden. Schwere Nebenwirkungen sind sehr selten, dazu gehören epileptische Anfälle und manische Episoden. Es sind keine Nebenwirkungen auf kognitive Fähigkeiten (Gedächtnis, Denken, Konzentration) bekannt. rTMS hilft nicht allen Patienten, daher besteht das Risiko, dass sich die Depression verschlechtert. Langzeitschäden durch rTMS sind nicht bekannt, allerdings muss dabei berücksichtigt werden, dass es sich um eine relativ neue Therapieform handelt.
Kontraindikationen
Es gibt nur wenige medizinische Gründe, wegen derer rTMS nicht oder nur unter bestimmten Sicherheitsvorkehrungen durchgeführt werden darf, dazu gehören u.a. metallische Implantate (z.B. Aneurysma-Clips und -Coils, Stents in Gehirn oder Hals), Cochlea-Implantate, Hirnschrittmacher und im Allgemeinen Herzschrittmacher, sowie unzureichend eingestellte Epilepsien. Heute gilt nur noch das Vorhandensein von nicht entfernbaren ferromagnetischen Materialien in der Nähe des Stimulationsortes als absolute Kontraindikation für eine TMS-Behandlung. Diese Materialien können in aktiven oder passiven Implantaten oder in Tätowierungen enthalten sein. In diesem Fall muss auf eine TMS-Behandlung verzichtet werden. Kupfer, Silber, Gold oder Titan gehören zu den sogenannten nicht-ferromagnetischen Metallen und sind für eine TMS-Behandlung unproblematisch. Patienten mit passiven Implantaten, das heißt Schrauben, Drähte oder Platten aus diesen Materialien in der Nähe des Stimulationsortes stellen keine Kontraindikation dar.
Es gibt Fälle, in denen eine TMS-Therapie ein gewisses Risiko darstellt. In solchen Fällen kann die Behandlung jedoch durchgeführt werden, wenn der zu erwartende Nutzen größer ist als das mögliche Risiko und entsprechende Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Dies gilt beispielsweise für Patienten mit infektiösen, stoffwechselbedingten (metabolischen), traumatischen (nach Unfällen), tumorösen (Hirntumoren) oder vaskulären (nach Schlaganfällen) Erkrankungen des Gehirns, sowie bei Verdacht auf Epilepsie, wenn der Stimulationsbereich weit genug von der betroffenen Hirnregion entfernt ist oder eine Besserung der Krankheitssymptome zu erwarten ist. Bei Hauterkrankungen oder Verletzungen, insbesondere mit Rötung, Schmerzen oder Schwellung, sowie bei offenen Schädelverletzungen, nach Schädel-Hirn-Trauma oder Schädelbasisfrakturen sind vor einer TPS-Behandlung ebenfalls Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um mögliche Risiken zu minimieren und die Behandlung sicher durchzuführen.
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Feststellung der Wirksamkeit
Vor der rTMS-Behandlung werden validierte neuro-psychometrische Testverfahren durchgeführt, um den Schweregrad der relevanten Symptome des Patienten zu messen, zum Beispiel, das Beck-Depressions-Inventar (BDI), die Hamilton-Angst-Skala (HAM-A), die Fatigue-Skala für Motorik und Kognition (FSMC), die Brain-Fog-Skala (BFS) oder das Tinnitus-Handicap Inventar (THI). Diese Tests werden während eines Behandlungszyklus wöchentlich wiederholt, um die Wirkung zu beurteilen und gegebenenfalls das Stimulationsprotokoll anzupassen, zu ändern oder den Wechsel zu einem anderen Stimulationsverfahren vorzuschlagen.
Dauer und Erfolgsaussichten einer TMS-Therapie
Die genaue Dauer einer TMS-Therapie, die für eine vollständige Behandlung einer Erkrankung erforderlich ist, lässt sich im Voraus nur schwer vorhersagen. In der Regel zeigt sich nach 10 bis 15 Sitzungen, ob die Behandlung wirken wird. Deshalb ist es wichtig, den Schweregrad der Symptome vor und während der TMS-Behandlung mit Tests zu messen. Diese Tests zeigen, ob die TMS-Therapie wirkt. Wenn nicht, kann das Stimulationsprotokoll geändert oder die Therapie beendet werden.
Aus qualitativ hochwertigen klinischen Studien lassen sich in vielen Fällen Informationen über die Erfolgsaussichten einer Behandlung mit dem eingesetzten TMS-Protokoll ableiten, zum Beispiel, über (i) die Ansprechrate, (ii) die Effektgröße behandelten Gruppe oder (iii) die Dauer der erreichten Verbesserung. In diesem Zusammenhang ist jedoch zu beachten, dass die Ergebnisse klinischer Studien zwar sehr ermutigend sind, aber statistischer Natur sind, das heißt, sie stellen Durchschnittswerte für die behandelte Gruppe dar. Für den Einzelnen in der behandelten Gruppe kann der Effekt größer oder kleiner sein, und für die Patienten, die wir behandeln, umso mehr, da sie in der Regel nicht die strengen Kriterien der Studienteilnehmer erfüllen, zum Beispiel, komplexe Begleiterkrankungen haben. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die weltweit größte Studie an depressiven Patienten, bei denen zwei Antidepressiva versagt hatten. In dieser Studie sprachen 49% der therapieresistenten Patienten auf rTMS an, und 32% erreichten eine vollständige Remission (Blumberger et al., 2018). Zum Vergleich: Beim dritten Antidepressivum liegt die Ansprechrate bei 17% und die Remissionsrate bei 14% (Rush et al., 2006).
Kosten und Erstattung
Die Durchführung der rTMS ist bisher keine Leistung der gesetzlichen Krankenkassen, sondern wird nach der Gebührenordnung für Ärzte direkt mit den Patienten abgerechnet. Es ist aber zu empfehlen, dies jeweils mit dem Versicherer vorher abzuklären. Die Behandlung mit rTMS und dTMS wird zurzeit von den gesetzlichen Krankenkassen nur in Einzelfällen und auf Einzelantrag hin übernommen, sodass zunächst eine Abrechnung gegenüber dem Patienten nach Gebührenordnung für Ärzte (GoÄ) erfolgt. Die Kosten liegen insgesamt zwischen 1000 und 1800 Euro - abhängig von der Anzahl der benötigten Sitzungen.
Weitere Formen der Hirnstimulation
Neben der TMS gibt es weitere Methoden zur nicht-invasiven Hirnstimulation, die sich in ihrer Wirkungsweise und ihren Anwendungsgebieten unterscheiden:
- Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS): Bei diesem Verfahren werden mindestens zwei Elektroden am Kopf des Patienten befestigt. Es wird zwischen anodaler und kathodaler Stimulation unterschieden, welche zu einer Erhöhung bzw. Verringerung der neuronalen Erregbarkeit führt.
- Transkranielle Wechselstromstimulation (tACS): Hierbei wird Wechselstrom über Elektroden am Kopf appliziert, um die endogenen Hirnschwingungen zu beeinflussen.
- Transkranielle Rauschstromstimulation (tRNS): Diese Technik zeichnet sich durch einen im Hinblick auf die Amplitude und Frequenz randomisierten Stromfluss aus.
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