2023 / 03

Следующая статья
DOI: 10.47183/mes.2023.038

ОБЗОР

Навигационная транскраниальная магнитная стимуляция: краткий обзор технических решений

И. Ю. Земляков2, А. Ш. Буреев1,2, Е. В. Голобокова1,2, Д. С. Жданов1,2, Я. В. Костелей1,2
Информация об авторах

1 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия

2 Федеральный научно-клинический центр медицинской реабилитации и курортологии Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия

Для корреспонденции: Иван Юрьевич Земляков
ул. Розы Люксембург, д. 1, г. Томск, 634009, Россия; ur.liam@mez_y_i

Информация о статье

Финансирование: результаты получены при выполнении государственного задания 84.007.22.800 «Создание и клиническая апробация экспериментального образца реабилитационного роботизированного аппаратно-программного комплекса с биологической обратной связью для коррекции двигательных нарушений у больных, перенесших инсульт».

Благодарности: заместителю генерального директора ФГБУ ФНКЦ МРиК ФМБА России Абдулкиной Н. Г. за поддержку научного коллектива; проректору по научной и инновационной деятельности НИ ТГУ Ворожцову А. Б. за помощь в развитии исследований в области медицинской робототехники.

Вклад авторов: И. Ю. Земляков — написание статьи, формулировка выводов и заключения; Д. С. Жданов — анализ экспериментальных разработок для систем нТМС; А. Ш. Буреев — анализ принципов построения и работы серийно выпускаемых комплексов нТМС; Я. В. Костелей — поиск информации о выпускаемых комплексах нТМС; Е. В. Голобокова — поиск информации о направлениях развития и разработках для систем нТМС.

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом ФГБУ ФНКЦ МРиК ФМБА России (протокол № 1от 06 июля 2022 г.).

Статья получена: 03.08.2023 Статья принята к печати: 09.09.2023 Опубликовано online: 30.09.2023
|
  1. Barker AT, Jalinous R, Freeston IL. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 1985; (May 11): 1 (8437): 1106–7. DOI: 10.1016/s0140-6736(85)92413-4. PMID: 2860322.
  2. Бакулин И. С., Пойдашева А. Г., Лагода Д. Ю., Супонева Н. А., Пирадов М. А. Перспективы развития терапевтической транскраниальной магнитной стимуляции. Нервные болезни. 2021; 4: 3–17. DOI: 10.24412/2226-0757-2021-12371.
  3. Sorokina ND, Zherdeva AS, Selitsky GV et al. Neurophysiological methods for assessing different forms of migraine. Neurosci Behav Physi. 2022; 52: 202–6. DOI: 10.1007/s11055-022-01224-4.
  4. Супонева Н. А., Бакулин И. С., Пойдашева А. Г., Пирадов М. А. Безопасность транскраниальной магнитной стимуляции: обзор международных рекомендаций и новые данные. Нервно-мышечные болезни. 2017; 7 (2): 21–36. DOI: 10.17650/2222-8721-2017-7-2-21-36.
  5. Комлев И. О., Кисленко А. С. Транскраниальная магнитная стимуляция: современное состояние и перспективы использования в спорте (обзор). Актуальные вопросы физической культуры и спорта. 2016; 16: 146–52.
  6. Мосолов С. Н., Цукарзи Э. Э., Егоров А. Ю., Горелик А. Л., Нарышкин А. Г. Транскраниальная магнитная стимуляция. В книге: Александровский Ю. А., Незнанов Н. Г., редакторы. Психиатрия. Краткое издание: национальное руководство. М.: Изд-во «ГЭОТАР-Медиа», 2021; С. 749–53.
  7. Kuhnke P, Numssen O, Völler J, Weise K, Hartwigsen G. Dosage optimization for transcranial magnetic stimulation based on cortical field thresholds. Clinical Neurophysiology. 2023; 148: 87. DOI: 10.1016/j.clinph.2023.02.104.
  8. Червяков А. В., Пирадов М. А., Савицкая Н. Г., Черникова Л. А., Кремнева Е. И. Новый шаг к персонифицированной медицине. Навигационная система транскраниальной магнитной стимуляции (NBS eXimia Nexstim). Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2012; 6 (3): 37–46.
  9. Мтуи Э., Грюнер Г., Докери П. Клиническая нейроанатомия и неврология по Фицджеральду. М.: Изд-во Панфилова, 2018; 388 с.
  10. Ruohonen J, Karhu J. Navigated transcranial magnetic stimulation. Neurophysiol Clin. 2010; 40 (1): 7–17. DOI: 10.1016/j. neucli.2010.01.006. PMID: 20230931.
  11. Makarov SN, Wartman WA, Daneshzand M, Fujimoto K, Raij T, Nummenmaa A. A software toolkit for TMS electric-field modeling with boundary element fast multipole method: An efficient MATLAB implementation. Journal of Neural Engineering. 2020; 17 (4). DOI: 10.1088/1741-2552/ab85b3.
  12. SimNIBS 4. 2020 Jun. [cited 2023 May 6]. Available from: https:// simnibs.github.io/simnibs/.
  13. Рагимова А. А., Петелин Д. С., Захарова Н. В., Кожокару А. Б. и др. Применение транскраниальной магнитной стимуляции в психиатрической и психоневрологической практике. М.: Изд-во Сеченовского Университета, 2022; 150 с.
  14. Liu S, Shi L, Wang D, Chen J, Jiang Z, Wang W, et al. Mri-guided navigation and positioning solution for repetitive transcranial magnetic stimulation. Biomedical Engineering: Applications, Basis and Communications. 2013; 25 (1): 1350012. DOI: 10.4015/ s1016237213500129.
  15. Smith SM. Fast robust automated brain extraction. Hum Brain Mapp. 2002; 17 (3): 143–55. DOI: 10.1002/hbm.10062. PMID: 12391568; PMCID: PMC6871816.
  16. Nieminen AE, Nieminen JO, Stenroos M, Novikov P, Nazarova M, Vaalto S, et al. Accuracy and precision of navigated transcranial magnetic stimulation. J Neural Eng. 2022; 19 (6). DOI: 10.1088/1741-2552/aca71a. PMID: 36541458.
  17. VISOR2 система навигации при транскраниальной магнитной стимуляции [последнее цитирование 30 апреля 2023 г.]. Доступно по ссылке: https://neurosoft.com/ru/catalog/ equipment/90329.
  18. TMS-Navigator. [cited 2023 May 6]. Available from: https://www. localite.de/en/products/tms-navigator/.
  19. Robotic Assistant for Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) [cited 2023 May 7]. Available from: https://www.axilumrobotics. com/en/tms-robot/?noredirect=en-US.
  20. Neuronavigation for Transcranial Magnetic Stimulation TMS. [cited 2023 September 2]. Available from: https://www.syneika.fr/en/.
  21. TMS-Cobot Features. Setting a new standard for Transcranial Magnetic Stimulation with collaborative robotics [cited 2023 May 7]. Available from: https://www.axilumrobotics.com/en/tmscobot-features/?noredirect=en-US.
  22. Unmatched accuracy in TMS [cited 2023 September 2]. Available from: https://www.nexstim.com.
  23. Руководство пользователя Nexstim® NBS System 5. Nexstim Plc, 2014; 228 c.
  24. BRAINBOX TMS Transcranial Magnetic Stimulation [cited 2023 September 2]. Available from: https://brainbox-neuro.com/ techniques/tms.
  25. Jali Medical Neuronavigation Applications [cited 2023 September 2]. Available from: https://www.jalimedical.com/neuronavigation.php.
  26. STM 9000 New Frontier in Magnetic Stimulation. Infomed Medzintechnik GmbH. 2018; 4.
  27. Magstim TMS Therapy [cited 2023 September 2]. Available from: https://www.magstim.com/row-en/product-category/therapy/.
  28. SEBERS Medical Neuronavigated TMS [cited 2023 September 2]. Available from: https://sebersmedical.com/product/neuronavigated-tms/.
  29. Jeltema H-R, Ohlerth A-K, Wit A, Wagemakers M, Rofes A, Bastiaanse R, et al. Comparing navigated transcranial magnetic stimulation mapping and “gold standard” direct cortical stimulation mapping in neurosurgery: a systematic review. Neurosurgical Review. 2021; 44 (4): 1903–20. DOI: 44.10.1007/s10143-020-01397-x.
  30. Okada A, Nishikawa A, Fukushima T, Taniguchi K, Miyazaki F, Sekino M, et al. Magnetic navigation system for home use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). 2012 ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME). Kobe, Japan. 2012; p. 112–8. DOI: 10.1109/ iccme.2012.6275591.
  31. Shin S, Kim S, Seo Y, An J, Kim H, Chung S, et al. Development of stereo camera module using webcam for navigation Transcranial Magnetic Stimulation system. 5th International Conference on BioMedical Engineering and Informatics 16–18 October 2012. 2012; p. 113–6. DOI: 10.1109/bmei.2012.6513167.
  32. Bo W, Chjitsan C, Kun C, Bin Y, inventors; Shenyang Keen Technology Co. Ltd., assignee. The navigation positional device of a kind of transcranial magnetic stimulation device and localization method. China patent CN106110507A. 2016 Jul 26.
  33. Tsun S, Bo W, Shanan C, inventors; Wuhan Capital Association Hong Kang Polytron Technologies Inc., assignee. Transcranial magnetic stimulation diagnosis and treatment navigation system based on camera. China patent CN110896611A. 2020 Mar 3.
  34. Gangliang Z, Tianzai J, Zhengyi Y, Xuefeng L, Liang M, inventors; Shenyang Institute of Automation of CAS, assignee. Position and posture positioning device, method and equipment of transcranial magnetic stimulation coil for brain atlas navigation. China patent CN114073820A. 2022 Feb 22.
  35. Schütz L, Weber E, Niu W, Daniel B, Mcnab J, Navab N, et al. Audiovisual augmentation for coil positioning in transcranial magnetic stimulation. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering Imaging & Visualization. 2023; 11 (4): 1130–5. DOI: 10.1080/21681163.2022.2154277.
  36. Jijun W, Yingying T, Wenyao Z, Yifeng X, Tianhong Z, inventors; Shanghai Mental Health Center (shanghai Psychological Counseling Training Center), assignee. Accurate transcranial magnetic stimulation online navigation method based on augmented reality. China patent CN111249622A. 2020 Jan 17.
  37. Peng Z, Manhua L, Xin W, Jingxin W, Xiaotao L, inventors; Hunan Huayi Electromagnetic Medicine Research Institute Co Ltd., assignee. Transcranial magnetic stimulation device, transcranial magnetic stimulation system and transcranial magnetic stimulation method. China patent CN114225223A. 2021 Dec 31.
  38. Peng Z, Manhua L, Xin W, Jingxin W, Yibo L, inventors; Hunan Huayi Electromagnetic Medicine Research Institute Co Ltd., assignee. Transcranial magnetic stimulation system and method. China patent CN114146315A. 2021 Dec 31.
  39. Qiyong G, Haoyang X, Xiaoqi H, Su L, inventors; West China Hospital of Sichuan University, assignee. Electromagnetic navigation system and method for TMS coil. China patent CN113350698A. 2021 Mar 31.
  40. Квартальный М. А., Давыдов М. В., Лыньков Л. М., Сагай Маруф Г. Моделирующие условия транскраниальной магнитной стимуляции мозга в зависимости от вида индуктора. Доклады БГУИР — Белорусский государственный университет информатики и радиотехники. 2015; 94 (8): 57–63.
  41. Самуйлов И. В., Кайдак М. Н., Сагай М. Г. Г., Белан В. А. Влияние экранов на распределения импульсных магнитных полей при транскраниальной магнитной стимуляции. Доклады белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2016; 101 (7): 159–63.