行動中的神經科技:經顱磁刺激(TMS)在台灣醫療的創新擴散

袁嘉儀/政治大學社會學研究所

本文改寫自作者碩士論文《憂鬱不再難治?經顱磁刺激(TMS)在台灣的行動者網絡理論分析》(2024),該文獲得2024年臺灣社會學會碩士論文獎佳作。全文請見:https://hdl.handle.net/11296/2t5qfn

圖 1:醫事人員示範經顱磁刺激的治療操作。
(影片來源:工藤心醫,2020,〈憂鬱症治療非藥物的新選擇!? rTMS重複經顱磁刺激術〉,取自https://youtu.be/P9dUteKWJmE?si=H7_dCI5NGKqfs7TQ&t=241,取用日期:2025年2月9日)

我拜訪一位精神科醫師,他向我展示這台儀器的操作。先是拿起掛在機械手臂上的探頭,並在主機的螢幕面板上調整旋鈕並啟動,探頭隨即發出「噠噠噠──」的聲響,那是線圈發出磁脈衝的聲音,會放在病患額頭頂上,每次40分鐘左右,在不接觸大腦情形下誘發頭皮下的電流。這個治療開始之前,需要先由門診會談做適應症和禁忌症評估,再透過定位測量找到刺激位置,接著正式施作。(2023年8月田野筆記)

經顱磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,簡稱TMS)於2018年在台灣被核准用於治療藥效不佳的成人重鬱症,截至2023年筆者統計,已有上百家醫療院所購入TMS並提供治療服務,精神科為大宗,基層診所約10%配有此儀器,為該專科之最。如此陌生的治療操作,卻如雨後春筍般擴散,一個有五坪大小的空間能擺放的儀器,一種物理性質的門診手術,一個個進入精神科的診間,甚至有望成為常規療法。這看似憂鬱症治療的現在進行式,TMS 自引入台灣之初曾經在精神醫學一度乏人問津,如今卻轉為主力。為什麼此一醫療創新的擴散會有如此轉變?

創新的擴散,無疑是社會學值得探究的議題。一項新事物的被接受與否,反映著秩序、價值或行動的變化,是社會變遷的基本現象,早在古典社會學就是重要的研究主題,也吸引各個學門的研究興趣,如管理學、農業、公共衛生、教育和醫學等。

自1990年代以來的40多年間,TMS使用者在不同時期的旨趣和關注點各異,橫跨多個醫學領域和場景,技術擴散有著迂迴跌宕的發展歷程。為此,我的碩士論文爬梳TMS是如何被陳述,在不同時間、情境和行動者產生複雜的關係性,探究技術的熱情是由何而升、而減地走到了今天。

神經科技在醫學上的應用

經顱磁刺激,顧名思義,是經過頭顱的磁波刺激,能夠通過頭骨卻不會形成物理性的傷口,有繞過的意涵。這之所以能辦到,是基於法拉第的電磁學原理──磁生電、電生磁──藉由施加變動磁場產生感應電流,以調節神經活動。它的機器組成有兩大部分,一個是產生磁場的刺激線圈,另一部分是產生磁場的主機。這類被稱為非侵入性的腦刺激術,吸引那些不須造成頭部外傷的方式進行大腦的醫學研究者,可以用不同方式調節神經系統的電生理活動,揭開大腦運作的黑盒子。

圖 2:TMS的電磁學原理和神經生理測量的應用方式。(圖片來源:Hallett(2007)[1];圖片來源:Eldaief, Press and Pascual-Leone(2013)[2]

TMS在台灣醫學領域的研究議題,它原先用於研究神經系統的電生理機制,而後1999至2022年,廣泛應用於神經系統損傷的神經精神障礙(neuropsychiatric disorder)包含腦中風、巴金森氏症、憂鬱症、失語症、神經痛、偏頭痛、原發性顫抖等。整體的擴散曲線而言,計畫主持單位主要來自神經醫學、復健醫學和精神醫學,這三個與神經系統病變有關的醫學科別[3]。神經醫學是最初執行研究案的大宗,復健醫學和精神醫學的曲線相近,較晚爬升但與前者呈現交叉。

這個黃金交叉,是TMS技術擴散的故事轉折點。

圖 3:歷年來TMS在醫學研究的關鍵詞(1993 – 2022年)和不同醫學科別的研究案數量(2019年以前)。(資料來源:本論文整理)
資料來源:(1) 本論文整理,自政府研究資訊系統(Government Research Bulletin,簡稱GRB)包含民國82年迄今國家科學及技術委員會專題研究計畫、各機關委託研究計畫、各機關科技類自行研究計畫等,從中搜尋最早紀錄西元1993至2022年的年份區間,用多個關鍵字組合而得,包含「經顱、穿顱、透顱」與「磁刺激、磁波刺激」等組合。(2) 研究案的計畫類別,依照執行單位來編碼,歸類為神經醫學、精神醫學、復健醫學,不計入醫學工程、認知神經等類別。(3) 不計入延續性計畫,剔除同名但不同年度的研究案,即保留首個年度的紀錄。(4) 各關鍵詞的「*」符號之後為研究案數量的加總,若僅一案則不標註。(5) 紅色字體為主要分析對象。

TMS,重鬱症治療的關注點

TMS的使用方式與醫學用途的變化有關。最早,神經內科施以單發刺激(single pulse),用來了解神經傳導的速度,有診斷、評估的用途,但沒有治療效益。而重複施打脈衝來累積劑量,調控效應可能會延長。隨著連續刺激模組的開發,即重複經顱磁刺激(repetitive TMS,簡稱rTMS),技術屬性發生了位移:從診斷用途走向治療用途。如此,TMS才有機會在臨床治療上產生用處。

圖 4:TMS治療用途的建構

2000年代初由精神科和神經科的初次嘗試rTMS的努力,可讓我們一窺最早的裝置情形,是如何建構TMS的治療用途。他們使用打出單發刺激的型號(Magstim 200)施作連續刺激模組rTMS,受試者需維持30至40分鐘的試驗時間,身體重心向前並施以額頭下巴架,並有一張舒適的椅子,換取穩定的施打位置。(圖片來源為本論文整理)(資料來源:洪鈞培公益講座,主講人為蘇東平醫師,講題為《走出憂鬱,心理健康》。取自:https://youtu.be/_D7iUcSdTk0?si=Jjt8QJ0V4eJCcwBv&t=3601)

rTMS的儀器配置,早在2000年初精神醫學的臨床試驗有初嘗試,卻沒能繼續推展、運作,一度乏人問津,關鍵在於在地使用者的熱情和承諾還不足以承接跨海來台的陌生技術。研究案的資料顯示,住院醫師是當時嘗試新技術的重要人力,卻於臨床試驗有暫時離去的跡象,如圖5。TMS初出茅廬的年代,這些科部之所以開啟嘗試,前提是該科部已經購置儀器並有執行臨床試驗的規劃,很大程度取決於該科部長官的決策,認為TMS是一項值得發展的治療方案。

當時,從事生物性創新技術的研發風氣並不興盛,而藥物廣為第一線的治療選項,臨床醫師注重改善治療環節或提高依從性(compliance),目的是提高既有藥物方案的有效性。當手邊缺乏藥物之外的替代方案時,臨床上治療遇到的問題是如何被理解的呢?病患對於用藥的疑慮和阻抗,是藥物無法奏效的阻礙因子,應予以移除。例如,藥物臨床試驗報告有病患的中途退出率較高,研究者認為是台灣人較不能接受西方生物製藥和耐受性問題,採取文化差異的解釋。有些藥理學參考書認為,用藥策略必須抓緊時間和精準用藥,採用大規模用藥次序STAR*D的研究結果[4],陳述了治療存在的臨床問題(clinical)和因應對策,而非技術問題,並未將眼光放在開發新的療法。

於此同時,同樣的一份STAR*D研究報告的解讀,TMS使用者注意到的並不是臨床問題,而是認可技術問題(technological),研究計畫的背景無不提及一件事實,就是「病患接受藥物及心理治療的預後仍難以令人滿意」、「仍有30%憂鬱症人口對藥物沒有反應」,指認了藥物的有效性有其侷限,需要另闢一條途徑。

無論如何,新技術之所以受到注意,是基於有效性的興趣,rTMS早期研究以急性期的療效初探為主,為的是提供另類的有效治療方案。

不過,rTMS一度在精神醫學乏人問津。這顯示,單獨追求技術有效性的研究熱情並不持久,晚近的學者專家更常受到科學研究精神召喚的承諾,積極為難治型憂鬱症[5]的治療工作提供豐富的論述資源。這些研究試圖將難治型概念化為疾病亞型「大約三分之一積極用藥但仍反應不佳的重鬱症患者」,闡述新的病理解釋,拉攏腦影像技術為其論證療效的生理證據,積極主張難治型的生理特殊性和開發替代方案的必要性。

難治型憂鬱症必須在醫學上足夠特殊到引起研究者的使命感,這些才會引起更具承諾的研究興趣,累積的研究成果遠超過其他適應症,並且引導研究者取得衛生監管的制度許可為目標之一,使得TMS和憂鬱症的連結漸趨鮮明,如圖5。

圖 5:rTMS抗禦療效的建構(圖片來源為本論文整理)

rTMS,非藥物治療的關注點

2018年台北榮總精神醫學部的rTMS發表記者會,宣佈由該研究團隊的研究成果取得衛生福利部食藥署於重鬱症治療的適應症許可,2018年取得許可是一個關鍵點,確立了「TMS是憂鬱症具有治療效益的手段」的現實,以「重複式經顱磁刺激(rTMS)治療系統」為人所知,而不僅僅只是一個刺激模組。這項資訊載明於中央主管機關的明文規定,於法源《醫療器材管理法》底下的管理辦法,明列其技術屬性、操作原理和應用對象:「重複式經顱磁刺激(rTMS)治療系統為外部治療設備,藉由產生足以誘激發前額葉皮層神經動作電位之經顱磁刺激脈衝,以治療重度憂鬱症患者等」。

與2018年之前不同的是,「非藥物治療」的特點引起不同以往的興趣。較早一批接觸rTMS臨床應用的精神科住院醫師,仍然是在精神專科正規訓練底下接受教育培訓,由前述學者專家擔負起訓練工作,且rTMS的有效性所關涉的評估系統和做法與一般藥物治療無異,得以取得醫學實證上的正當性,不至於被當作來路不明的坊間傳言。不過,他們以原有治療典範的習慣為基礎,看待這項陌生的技術,幾項特徵引起他們的注意:非藥物、儀器治療。

rTMS作為非藥物治療,引起第一線的精神科醫師注意。當它走入大大小小的醫療院所,面對的是不斷增生的期望,原先習以為常的藥物治療之陳述發生轉變。治療依從性重返使用者的關注點,改以「非藥物治療」形容它,顯示精神科已能提供藥物以外的治療選項,以回應長年存在的臨床問題(clinical)。儘管rTMS治療不會馬上放棄原先的藥物治療,或是僅作為輔助性治療,然而許多尋求rTMS的病患家屬基於耐受性和治療偏好的理由,甚至以「減藥」為目標而訴求的新興療法,不完全基於臨床效益的考量找上rTMS。許多求診者的好奇,顯示醫藥消費者傾注極大的治療偏好。

部分醫師認為rTMS不是僅適用於難治型憂鬱症,而包含重鬱症,它的進場時機逐漸靠前,漸漸成為常規可見的療法。在眾多期望交織的局面之下,追求效果和效率兼具的技術進展,促使醫學行動者帶進更多rTMS的創新,它的使用策略更加多樣。2020年起,許多全球佈局的儀器廠牌持續進入台灣市場,可謂百家爭鳴,廠商提供多樣的線圈和廠牌,因應更多適應症的治療期望,例如從傳統8字形線圈到深度腦刺激(deep TMS)的引進,因應傳統模組所不及的範疇,藉由購置新廠牌來擴大精神科能應對的標籤外適應症(off-label use)。除此之外,rTMS療效持續性評估和維持療效的治療協議,不斷地推陳出新,持續進入研究視域和治療工作,未來將不再專屬於重鬱症的治療技術。

創新擴散的科技社會學

TMS技術擴散的案例帶來的啟示:社會和技術皆是充滿不確定性的變因。一項創新可能從想像到計畫,又在看似穩健的計畫階段忽然地胎死腹中,成為教科書上的失敗案例,看似一段懸疑的、科幻的劇情。只有行動者無不傾其所能地投入在爭議中,使得創新有機會從想像躍進至真實,而當行動者不再投入承諾,爭議停止之際,創新也有機會返回、停留在想像。看似具有權威的機構或法人,因應爭議時並非毫不費力,也無法單獨為之,必須要持久地投身其中。

TMS這種複雜的高科技發展出多種技術模組,不同醫學的使用者基於旨趣各異,將此技術運用於不同情境和用途,使得「什麼是TMS」的技術真實及其使用者屬性極其複雜。從科技社會學的角度,分析此一技術不斷變動的擴散過程,在不斷轉譯的旨趣、與使用者形成的關係性,和關注點的位移所致,呈現出技術與社會充滿不確定性的建構過程,我們得以掌握TMS走到今日何以有如此複雜多變的擴散情形。


[1] Hallett, Mark, 2007, “Transcranial magnetic stimulation: a primer.” Neuron 55(2): 187-199.

[2] Eldaief, Mark C., Daniel Z. Press and Alvaro Pascual-Leone, 2013, “Transcranial magnetic stimulation in neurology: a review of established and prospective applications.” Neurology: Clinical Practice 3(6): 519-526.

[3] 本章節提及的三個醫學科別,簡要介紹如下。一般而言,神經醫學專精於記憶力或認知功能問題、動作障礙的評估、診斷與治療處遇,常見的神經障礙有失智症、頭痛、巴金森氏症、肌張力不全、不寧腿等。精神醫學專精於精神症狀與障礙的評估、診斷與治療處遇,常見的精神障礙有憂鬱、焦慮、雙極情感、思覺失調等。復健醫學專精於神經及其肌肉病變的復健,常見的病症有腦中風、腦傷、腦退化性疾病、腦炎、腫瘤等。

[4] STAR*D是一份廣為描述憂鬱症治療問題的研究報告,數據經常被引用或陳述這項問題。美國國家衛生研究院(NIMH)出資一項名為STAR*D (Sequenced Treatment Alternatives to Relieve Depression Study)的研究,是憂鬱症治療的用藥次序之大規模臨床試驗,分析了病患經過多個次序的藥物治療後,各個次序的症狀緩解率之分析。經過四個次序的治療,最終達到累積的症狀緩解率為67%,大約三分之二。換句話說,大約三分之一的病患積極用藥治療,卻沒有明顯的症狀緩解。這些療效不佳的憂鬱症為什麼治不好,或者治不好的可能原因是什麼,引發了諸多討論。

[5] 是一種臨床術語,中文全稱包含難治型憂鬱症,頑抗型、頑固型、困難型,目前以難治型為常見說法,或者許多院所並不以難治型稱之,而是「對藥物治療反應不佳/藥物治療效果不佳」者;英文全稱較常見如treatment-resistant depression,簡寫為TRD,其他也有treatment-refractory depression、medication-refractory treatment等。medication或treatment基本上意指個案對藥物治療的反應,可見於藥療反應不佳的其他內科障礙,例如難治型頭痛。

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