高强度磁共振引导聚焦超声是一种新兴的非侵入性技术，可用于精确定位消融脑组织。该技术在治疗药物难治性原发性震颤方面已显示出安全性和有效性。本文描述了从患者筛选、设备设置到治疗后随访的丘脑切开术操作方案。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
原发性震颤（ET）是成人中最常见的震颤类型。尽管ET不会导致预期寿命缩短，但与ET相关的功能障碍可能对生活质量、情绪、日常功能活动以及社交产生显著影响。对于一线药物治疗效果不佳的ET患者，可考虑采用其他治疗策略，例如深部脑刺激、射频消融以及磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）。高强度MRgFUS是一种治疗ET的新兴手段，其优势在于具有非侵入性且恢复时间短，患者通常在治疗后次日即可回家。尽管目前具备MRgFUS治疗能力的医疗中心仍有限，但临床医生有必要将MRgFUS视为一种重要的治疗选择，尤其适用于不适合接受开放性手术的患者。本文概述了患者筛选、设备准备、超声辐照及治疗后随访的具体步骤，并强调了实施MRgFUS治疗过程中需特别注意的关键环节。
引言
原发性震颤（ET）是最常见的运动障碍性疾病，在40岁及以上人群中患病率高达4%1。其特征是频率约为4 - 7 Hz的姿势性震颤和意向性震颤。通常累及上肢以及头部和声音，但也可能出现在下肢。ET可导致严重功能障碍，影响患者完成日常生活中的基本活动。15% - 25%的患者因ET而被迫提前退休，60%的患者由于无法控制的震颤而不敢申请工作或晋升2。尽管一线药物治疗（如普萘洛尔或扑米酮）有效3，但仍有相当比例的患者无法耐受或对药物治疗无反应。在尝试至少两种药物后仍持续存在症状且功能严重受损，或出现无法耐受的不良反应的患者，被视为药物难治性患者。
对于药物难治性ET病例，可考虑采用外科干预治疗。通过深部脑刺激（DBS）4电极或射频消融靶向丘脑腹中间核（Vim）——一个关键的小脑-运动传导中继结构——可有效缓解震颤症状5,6。然而，这两种方法均为开放性神经外科手术，可能存在感染和出血等并发症风险。DBS还需长期植入颅内电极，并在胸大肌上方植入电池装置。此外，患者需要接受麻醉，其中DBS通常需全身麻醉，且住院时间通常为数天，甚至更长。
磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）是一种新兴的无创技术，用于治疗多种神经和精神疾病。该设备包含一个头盔，可通过完整的颅骨，将来自独立换能器的1000多束超声波聚焦于靶点。高强度MRgFUS可在目标区域产生热量，导致凝固性坏死。一项针对原发性震颤的多中心、随机、假手术对照丘脑毁损术试验显示，震颤评分改善47%，疗效可持续12个月7。该结果促使MRgFUS获得监管批准，成为一种治疗手段，并被纳入临床医生治疗震颤的可用方法之中。本方案详细说明了患者筛选、准备和超声辐照的步骤，以及患者随访中的关键要素。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
所有人体实验均经桑尼布鲁克健康科学中心机构研究伦理委员会批准。
1. 患者识别
- 向患者或其替代决策人提供知情同意书，并向患者解释与该手术相关的潜在不良事件，例如出血和神经功能缺损。
- 对患者进行MRgFUS丘脑切开术的适应证评估。应由具有运动障碍疾病诊疗经验的医师进行评估。
注意：重要的是需排除其他可能的鉴别诊断，如肌张力障碍性震颤、帕金森病和心因性震颤。此外，神经科医生应评估患者是否已接受过充分的药物治疗试验，并确认其为难治性患者。 - 检查是否存在禁忌证，例如无法耐受磁共振成像（MRI）检查。
- 与麻醉医师共同评估患者的医学状况是否适合手术。
注意：活动性心脏病、肾功能受损以及易出血倾向均为MRgFUS的禁忌证。 - 在筛查过程中，应获取血液检查结果，包括全血细胞计数、电解质、肌酐以及凝血功能检查。
- 进行完整的神经系统检查（表1），并使用临床震颤评分量表（CRST）记录震颤程度及功能障碍情况。同时采用标准化的生活质量量表进行评估，以获取基线数据并用于后续随访。
2. 成像设置
- 在治疗前获取CT扫描，以评估颅内钙化灶和颅骨厚度。
注意：CT扫描应具有至少512×512的分辨率，层厚1 mm且无间距，覆盖从颅顶至颅底的整个颅骨。 - 在治疗前获取MR扫描，以排除既往颅内出血或脑肿瘤等禁忌证。
- 使用 commercially available helmet transducer（商用头盔式换能器），其包含1,024个独立阵元，每个阵元中心频率为650 kHz，并与3 Tesla MR扫描仪集成8。可利用MRI测温技术实时反馈靶区温度。
3. 患者准备
- 建议患者在治疗当天不要服用治疗原发性震颤的药物，并从手术前一晚午夜开始禁食禁水。
- 安排患者入院，通常通过当日手术中心办理。
- 确保整个团队成员均在场：神经外科医生、运动障碍神经科医生、物理学家、影像技术员和麻醉师。
注意：应有麻醉师全程在场，以应对患者可能出现的不适、焦虑或眩晕/呕吐等情况，同时始终保持患者意识清醒。 - 在附近放置吸痰设备，以备紧急气道维护之需，并建立外周静脉通路，以便紧急给药。
- 连接无创生命体征监测设备，包括心率、心电图、血压和血氧饱和度监测。
- 如有需要，留置导尿管，以便患者排空膀胱。
- 为患者穿戴梯度压力弹力袜，以帮助预防下肢深静脉血栓形成。
- 彻底仔细剃除头发，并检查头皮有无病变。
- 在神经外科医生协助下安装立体定向头架，并在4个固定针位置局部注射麻醉药（例如，利多卡因或布比卡因）。
- 将橡胶隔膜放置于患者头部。
注意：由于换能器与头皮之间的空间充满脱气水，橡胶隔膜环绕患者头部以防止水泄漏。循环冷却水可带走头皮多余的热量。 - 患者进入治疗室前，须确认其体内无任何铁磁性成分。
- 让患者平卧，头部先进入超声头盔。
- 为患者盖上保温毯，以预防低体温。
注意：治疗室内的温度约为 15 °C。
4. 丘脑Vim核的靶点选择
- 在消融前立即进行初步的三维局部定位MR扫描，以及至少包含轴向和矢状面的T2加权序列，以将患者注册至治疗前的CT/MRI扫描图像。
- 将新扫描图像与治疗前的 MRI 和 CT 进行融合。
- 勾画头皮上的任何病灶、脑内钙化灶、鼻窦及含气腔隙作为禁止通过区域，以便换能器避开这些特定部位。
- 在穿过前连合（AC）和后连合（PC）的轴向T2加权图像上选择目标点。
注意：针对丘脑腹中间核（Vim）的识别与定位存在多种不同方法。由于Vim在3T影像上仍不可见，其位置需根据已知的解剖标志物进行相对推断即， 间接靶向- 在AC-PC线层面，从PC前方的联合间距离的25%处开始。该位置通常约为6 mm。
注意：人类的平均AC-PC距离为24–28 mm，范围可在20–30 mm之间。将该距离四等分时，首先确定位于PC前方、距其为前后距离¼处的点。 - 在冠状面水平上，于中线外侧14 mm处与侧脑室外侧缘外侧11.5 mm处之间中点的外侧位置选取一点。
- 根据特定患者第三脑室的实际长度、宽度及局部解剖结构进行微调。
注意：第三脑室宽度可能存在较大差异，尤其是在老年患者中。在确定拟定靶点的侧向位置时，需注意内囊纤维的走行。必须根据患者的具体解剖结构采取个体化方法。
- 在AC-PC线层面，从PC前方的联合间距离的25%处开始。该位置通常约为6 mm。
5. 超声递送
- 为患者提供一个停止按钮，以便其随时中止能量输送。
- 以低能量进行测试性超声处理，使目标区域的温度升高至约 45 °C。
- 验证加热区域与目标位置的对准情况，并在三个维度上进行校正
- 将温度进一步升高至约 50 °C。
- 每次超声处理后，均需对患者进行运动力量、轻触觉感觉的筛查检查，并测试患者的震颤情况。
注意：此时患者可能会出现短暂的头晕、刺痛和/或麻木感。 - 调整目标（即，根据患者的反应在出现感觉异常时向前移动，在增加能量以制作永久性损毁灶前，将温度控制在55-60℃左右 oC.
- 重复超声处理，直至震颤减轻至满意水平。
注意：通常对清醒患者进行12至29次超声照射，每次持续10至25秒，温度增量为0、1或2 °C。
6. 治疗后处理
- 治疗后立即进行T2加权MRI检查，以评估病灶大小及相关影像学表现，如水肿。
- 确认无误后，将患者移出扫描仪并拆除头架。
- 检查固定针部位是否有出血，通常加压数分钟即可止血。
- 再次进行神经系统检查（表1）。
注意：该检查对于排除任何神经系统功能缺损至关重要，例如感觉异常、无力、言语或视觉障碍。 - 将患者收治入术后观察病房过夜，进行密切观察。
- 治疗后第一天进行MRI检查，以确认病灶的存在，并排除任何不良事件。
- 若发现不良事件（例如，影像显示占位效应、颅内出血或意识水平下降），应请神经外科医生会诊评估。
- 若患者状况良好，可于次日早晨出院。
7. 随访
- 在治疗后约1周为患者安排首次随访就诊。
- 评估患者的震颤症状、不良反应、用药变化及神经系统检查结果。
- 实施CRST评分及生活质量评估，以记录和追踪震颤及其导致的功能障碍。
- 记录所有不良事件，包括穿刺点感染、运动功能缺损、感觉异常及言语问题。
- 必要时请医师对不良事件进行评估。若患者出现新的神经系统功能缺损，应申请CT扫描，以排除颅内病因（如出血）。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
治疗后肢体震颤的长期减轻程度平均为：3个月时减少50%，12个月时减少40%。治疗效果可通过超声消融后影像学检查显示在丘脑腹中间核（Vim）形成病灶（图1）以及临床评估结果（如手绘螺旋线测试，图2）立即进行评价。此外，术中磁共振热成像可实时反馈靶区温度。当温度达到55 - 60 °C时，可形成永久性病灶。
应对患者进行影像学和临床评估，以监测不良事件。MRI 应能显示是否存在水肿、出血或病灶位置不当。尽管病灶周围通常可见水肿，但患者通常无症状，无需临床干预。应检查固定针置入部位是否有感染，并检查头皮是否存在治疗后病灶。针道周围软组织感染（例如红肿、压痛和肿胀）可通过短期口服抗生素治疗。若仔细的神经系统检查发现任何新的神经功能缺损，如肌力减弱、感觉异常或共济失调，应由相应医师对患者进行评估和治疗。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
高强度 MRgFUS 可无创地在颅内产生病灶。目前采用 650 kHz 连续波模式的高强度 MRgFUS 已针对丘脑 Vim 等深部脑结构的热消融进行了优化。与现有的治疗难治性特发性震颤（ET）的技术（如 DBS、伽玛刀放射外科或射频消融）相比，MRgFUS 具有一些优势。DBS 是一种开放性外科手术，可能伴随潜在的设备相关并发症，包括硬件故障、断裂和电池耗竭。射频消融同样属于开放性手术，并涉及脑电极穿越皮质的过程。尽管伽玛刀是一种无创替代方案，但伽玛刀丘脑切开术的效果具有变异性且出现延迟，通常需要数周至数月才能显现10。MRI 温度成像与 FUS 的结合使外科医生能够实时监测病灶的位置、温度和大小，从而降低因病灶定位错误而导致不良事件的风险。
然而，MRgFUS 并非没有风险。如果病灶位置过浅、靠近颅骨或邻近功能重要区域，则可能对周围组织造成热损伤，并伴随疼痛或神经功能损伤。成像软件方面的技术进步，例如纤维束追踪技术的整合11，将有助于更便捷地定位丘脑腹中间核（Vim）并精确定位靶点，...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
KH 是关于使用聚焦超声进行神经消融的多项专利及专利申请的发明人。NL 和 KH 曾担任聚焦超声基金会（FUSF）的有偿顾问。FUSF 是一个独立的非营利组织，其宗旨是推动聚焦超声技术及其应用的研究进展。YM、YH、BS、MLS 和 NS 声明无任何利益冲突。
致谢
本文无任何资金来源需要致谢。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| InSightec ExAblate Neuro 系统 | InSightec | ExAblate Neuro 系统包含一个带有 1,024 个独立元件的头盔式换能器，每个元件的中心频率为 650 kHz，并与一台 3 特斯拉磁共振成像仪集成。 | |
| 3 特斯拉磁共振成像仪 | |||
| 磁共振兼容的 Cosman-Roberts-Wells (CRW) 立体定向头架 | |||
| 20 mL 含 1:100,000 肾上腺素的 1% 利多卡因 | |||
| 毛发剃剪器 | |||
| 保温毯 | |||
| 加压弹力袜 |
参考文献
- Louis, E. D., Ottman, R., Hauser, W. A. How common is the most common adult movement disorder? Estimates of the prevalence of essential tremor throughout the world. Mov Disord. 13, 5-10 (1998).
- Louis, E. D. Treatment of essential tremor: are there issues we are overlooking? Front Neurol. 2, 91(2011).
- Zesiewicz, T. A., Encarnacion, E., Hauser, R. A. Management of essential tremor. Curr Neurol Neurosci Rep. 2 (4), 324-330 (2002).
- Yu, H., Neimat, J. S. The treatment of movement disorders by deep brain stimulation. Neurotherapeutics. 5 (1), 26-36 (2008).
- Niranjan, A., Raju, S. S., Kooshkabadi, A., Monaco, E., Flickinger, J. C., Lunsford, L. D. Stereotactic radiosurgery for essential tremor: Retrospective analysis of a 19-year experience. Movement Disorders: Mov Disord. , (2017).
- Lipsman, N., Schwartz, M. L., et al. MR-guided focused ultrasound thalamotomy for essential tremor: a proof-of-concept study. The Lancet. Neurology. 12 (5), 462-468 (2013).
- Elias, W. J., Lipsman, N., et al. A Randomized Trial of Focused Ultrasound Thalamotomy for Essential Tremor. N Engl J Med. 375 (8), 730-739 (2016).
- Hynynen, K., Jolesz, F. A. Demonstration of potential noninvasive ultrasound brain therapy through an intact skull. Ultrasound Med Biol. 24 (2), 275-283 (1998).
- Hamani, C., Lozano, A. M. Hardware-related complications of deep brain stimulation: a review of the published literature. Stereotact Funct Neurosurg. 84, 248-251 (2006).
- Lim, S. Y., Hodaie, M., Fallis, M., Poon, Y. Y., Mazzella, F., Moro, E. Gamma knife thalamotomy for disabling tremor: a blinded evaluation. Arch Neurol. 67, 584-588 (2010).
- King, N. K. K., Krishna, V., Basha, D., Elias, G., Sammartino, F., Hodaie, M., Lozano, A. M., Hutchison, W. D. Microelectrode recording findings within the tractography-defined ventral intermediate nucleus. J Neurosurg. 126, 1669-1675 (2017).
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
