Summary
高强度 MRI 引导聚焦超声是一种新兴的无创技术, 精确蚀脑组织。它已被证明是安全和有效的治疗医用难治性本质震颤。本文介绍了丘脑从病人选择到设备设置到后处理随访的协议。
Abstract
原发性震颤 (ET) 是成人最常见的震颤类型。et 不会导致预期寿命下降, 但与 et 相关的残疾对生活质量、情绪、功能活动和社会化有重大影响。患者患有 ET 不充分治疗一线药物可能有资格替代策略, 如深脑刺激, 射频消融, 和 MRI 引导聚焦超声 (MRgFUS)。高强度 MRgFUS 是一种新兴的治疗 ET 的方式, 它对病人的吸引力在于它是无创的, 并且与短暂的恢复时间有关, 因为病人在治疗后的一天回家。虽然 MRgFUS 中心仍然是有限的, 这将成为重要的临床医生考虑 MRgFUS 作为一种治疗替代, 特别是在病人的情况下, 开放手术是禁忌。本文概述了病人选择、设备设置、超声和后处理后续行动的步骤, 以及在执行 MRgFUS 过程时需要注意的关键步骤。
Introduction
原发性震颤 (ET) 是最常见的运动障碍, 在个人40岁或更旧的1中患病率高达4%。它的特点是姿势和意图震颤的频率约 4-7 赫兹。它通常影响上肢, 以及头部和声音, 但也可以看到在腿上。ET 可能会严重削弱, 影响日常生活的简单活动的管理能力。15-25% 的患者由于 ET 的原因被迫过早退休, 60% 的患者不申请工作或晋升, 因为无法控制的晃动2。尽管一线医疗疗法的有效性, 如心得安或扑3, 很大比例的病人不能容忍或不耐医疗治疗。在尝试了至少两种药物后仍然有症状和严重残疾的病人, 或者是那些产生难以忍受的副作用的患者, 被认为是药物难治的。
医学上难治性 ET 的病例符合手术治疗的条件。靶向丘脑的鮈中间 (Vim) 核, 一个关键的小脑-马达中继结构, 与深脑刺激 (DBS)4电极或射频消融可以帮助缓解震颤5,6。然而, 两者都是开放式神经外科手术, 潜在的并发症, 包括感染和出血。DBS 还包括长期植入的颅内电极和电池超过胸大肌。此外, 病人需要麻醉剂, 在 DBS 的情况下, 一般的麻醉剂, 以及医院的停留范围从一天到几天不等。
MR 引导下聚焦超声 (MRgFUS) 是一种新兴的无创技术治疗各种神经和精神疾病。该装置由一个头盔, 其聚焦超过1000超声光束从独立的传感器通过完整的头骨。高强度的 MRgFUS 能在靶处产生热, 导致凝血坏死。multi-centered 丘脑的随机假对照试验显示, 47% 的震颤评分在12月7时持续改善。这一结果导致了对 MRgFUS 的监管批准作为一种治疗方式和随后增加 MRgFUS 的临床医生的医疗的震颤管理。该协议详细介绍了患者的选择、准备和超声的步骤, 以及患者随访的重要因素。
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Protocol
所有人类实验都是由新宁健康科学中心的机构研究伦理委员会批准的。
1. 病人识别
- 与患者或替代决策者进行知情同意。向患者解释与手术相关的潜在不良事件, 如出血和神经功能缺损。
- 评估候选患者的 MRgFUS 丘脑。在运动障碍方面有专长的医生应该进行评估。
注意: 重要的是排除鉴别诊断, 如性震颤, 帕金森氏症, 和心理震颤。此外, 神经学家应评估是否已尝试了适当的医疗治疗试验, 病人认为治疗难治性。 - 检查是否有禁忌症, 如不能耐受 MRI。
- 评估病人的健康状况以及麻醉。
注意: 主动心脏病、肾功能受损、出血倾向是 MRgFUS 的禁忌症。 - 作为筛选过程的一部分, 获得血样, 如完整的血细胞计数、电解质、肌酐和凝血板。
- 执行完整的神经学检查 (表 1), 并使用震颤 (CRST) 的临床评分表来记录震颤和残疾。还需要管理标准的生活质量等级, 以在基线上捕获这些信息并随着时间的推移跟踪它。
2. 成像设置
- 在治疗前获得 CT 扫描, 以评估颅内钙化和颅骨厚度。
注: CT 扫描应至少有 512 512 分辨率, 1 毫米厚度与零间距, 覆盖整个头骨从顶部到底。 - 在治疗前获得 MR 扫描, 排除以前颅内出血或脑瘤等禁忌症。
- 使用一个商业上可用的头盔传感器与1024独立的元素, 每一个中央频率650赫和集成3特斯拉先生扫描仪8。MRI 测温可提供目标温度的实时反馈。
3. 病人准备
- 建议病人在接受治疗的当天不要服用必要的震颤药物, 在手术前的半夜不要用嘴做任何事。
- 检查病人进入医院, 通常是通过同一天的手术。
- 确保整个团队的存在: 神经外科医生, 运动障碍神经学家, 物理学家, 影像技术员, 和麻醉。
注: 麻醉应可用于支持病人在整个过程中的不适, 焦虑, 眩晕/呕吐, 同时保持病人意识在任何时候。 - 将吸入设备放在附近进行紧急呼吸道维护和周围静脉输液, 以防药物需要紧急管理。
- 连接心率、心电图、血压和氧饱和度的无创监测器。
- 如有必要, 插入导尿管, 使病人排空膀胱。
- 把毕业的压袜放在病人身上, 以帮助防止下肢深静脉血栓形成。
- 仔细地剃毛, 检查头皮病变。
- 在神经外科医生的帮助下放置立体定向框架, 并在4针部位应用局部麻醉药 (例如, 如、利多卡因或因)。
- 把橡胶隔膜放在病人的头上。
注: 由于传感器和头皮之间的空间充满了脱水, 橡胶隔膜包围病人头部以防止水泄漏。凉爽的水循环, 从头皮上带走任何多余的热量。 - 在进入手术室前, 确保病人没有任何铁质成分。
- 让病人平躺着, 一头扎进超声波头盔。
- 用暖毯盖住病人以防体温过低。
注意: 治疗室的温度约为15° c。
4. 丘脑的 Vim 核的靶选择
- 执行一个初步的3D 定位 MR 扫描和 T2-weighted 序列与至少轴和矢状面在紧接超声之前, 登记病人的前处理 CT/MRI 扫描。
- 将新的扫描与前处理的 MRI 和 CT 融合。
- 在头皮上的任何病变, 脑、鼻窦和空气中的钙化都是 no-pass 的区域, 这样传感器就可以避免这些特定的区域。
- 通过前合 (AC) 和后合 (PC) 选择轴向 T2 加权图像切割的目标。
注意: 有不同的方法来确定和靶向丘脑的 Vim 核。鉴于即使在3T 图像上, Vim 也不可见, 它的位置是相对于已知的解剖地标 (即间接目标) 推断出来的。- 在 AC 个人计算机线的水平, 开始在 intercommissural 距离的 25%, 在个人计算机之前。这通常是大约6毫米。
注: 人的平均 AC 个人计算机距离是 24-28 毫米, 并且可以范围从 20-30 毫米. 将距离划分为四分之一, 一开始定义¼前后距离的距离, 在 PC 前。 - 横向, 选择一个点中点之间的点14毫米侧向中线和点11.5 毫米侧向侧边缘的脑室在水平的 AC PC 飞机。
- 根据具体病人的第三脑室的实际长度和宽度和区域解剖进行小的调整。
注: 第三脑室宽度可相差很大, 尤其是在老年患者。重要的是要注意内部胶囊纤维时, 确定侧的建议目标。一个个性化的方法, 考虑到病人的具体解剖, 是至关重要的。
- 在 AC 个人计算机线的水平, 开始在 intercommissural 距离的 25%, 在个人计算机之前。这通常是大约6毫米。
5。超声波输送
- 提供一个停止按钮的病人, 使他们可以放弃能量交付在任何时候。
- 通过将目标区域的温度提高到大约45° c, 进行低能量的测试超声。
- 验证加热量对目标的对准, 并在所有三维度中正确
- 进一步增加温度到大约50° c。
- 在每次超声后, 对运动动力和感觉进行检查, 并对病人的震颤进行测试。
注意: 在这一点上, 病人可能会经历短暂的头晕, 刺痛和/或麻木。 - 根据患者的反应, 调整目标 (即, 如果患者报告 parasthesias), 在增加能量使永久性病变大约 55-60 oC 之前。
- 重复超声, 直到震颤降至令人满意的水平。
注:12-29 sonications 的持续时间为 10-二十五年代通常以0、1或2° c 的增量在醒的患者被管理。
6. 后处理
- 治疗后立即进行 T2-weighted MRI 评估病灶大小及相关的影像学表现如水肿。
- 一旦满意, 将病人从扫描仪中取出, 并取下框架。
- 检查针脚部位是否有出血。几分钟的压力通常会阻止这一点。
- 执行另一个神经系统检查 (表 1)。
注: 这项检查是重要的, 以排除任何神经缺损, 如感觉, 虚弱, 语音或视力缺陷。 - 让病人在一后单位过夜观察。
- 在一天后进行一项 MRI 检查以确认病灶的存在并排除任何不良事件。
- 请求评估由神经外科医生, 如果不良事件 (例如, 质量影响成像, 颅内出血, 或降低意识水平) 被发现。
- 如果病人做得好, 早上就出院。
7. 后续行动
- 安排病人在治疗后约1周进行第一次随访。
- 检查病人的震颤症状, 副作用, 药物改变和神经系统检查。
- 执行 CRST 和质量的生活措施, 记录和跟踪震颤和残疾。
- 记录任何不良事件, 包括针场感染、运动缺陷、感觉障碍和言语问题。
- 如有必要, 请医生对不良事件进行评估。如果病人有一种新的神经缺损来排除颅内出血的原因, 请进行 CT 扫描。
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Representative Results
长期减少的震颤在治疗下肢是平均50% 在3月和40% 在12月。治疗成功可以立即评估后, 超声通过影像学发现的一个病灶在 Vim (图 1) 和性能的临床措施, 如手绘螺旋测试 (图 2)。此外, 术中 MR 热成像提供 real-time 反馈的目标温度。当温度达到 55-60 ° c 时, 预计会出现永久性病变。
患者应评估为不良事件影像和临床。MRI 应显示任何水肿, 出血, 和病变的不良位置。虽然水肿通常出现在病变, 它通常是无症状的病人和不保证任何临床干预。应检查针位部位的感染和头皮治疗后的任何病变。在针位部位的软组织感染 (例如,发红、压痛和肿胀) 可以用短疗程的口服抗生素治疗。如果一个仔细的神经检查揭示了任何新的神经缺损, 如虚弱, 感觉问题, 和共济失调, 病人应该由适当的医生评估和治疗。
图 1: 轴向 T2-weighted 3 t-MRI.在治疗后的1、7、30、90天, 对有医学难治性本质震颤的患者, 右单侧丘脑的图像。黑色箭头指向 Vim。此图已从引用6中进行了修改。
图 2:典型的螺旋拉伸试验临床改进(A) 阿基米德螺旋是一种用于测量本质震颤严重性的临床工具。螺旋还提供了关于震颤方位轴的信息。紧接在 (左) 和后 (右) 丘脑的病人的手绘螺旋图显示出戏剧性的改善。(B) 在震颤 (CRST) 的临床评分表中, 患者被要求完成几行绘图。病人在治疗前的图纸和治疗后3月再次显示显著改善。此图已从引用6中进行了修改。请单击此处查看此图的较大版本.
| 警觉性和定位 | |
| 颅神经 | 脑神经 II 至十二 |
| 感官检查 | 痛苦 |
| 位置 | |
| 振动 | |
| 轻触 | |
| 马达考试 | 强度 |
| 口气 | |
| 反射 | 深腱反射 |
| 病理反应 | |
| 协调和平衡 | 手指到鼻子测试 |
| 脚跟到胫骨测试 | |
| 快速交替运动 | |
| 竞走步行 | |
| 龙贝格的测试 |
表 1: 完整神经检查的清单。
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Discussion
MRgFUS 在高强度能非造成颅内病变。目前高强度 MRgFUS 与连续波模式的650赫已优化的热消融深脑结构, 如 Vim 丘脑。MRgFUS 的使用与现有的技术, 如 DBS, 伽玛刀放射外科手术, 或射频消融治疗难治性 ET。DBS 是一个开放的手术程序, 可以与潜在的设备相关的并发症, 包括硬件故障, 破损, 和电池损耗。射频消融也是一个开放的过程, 并与脑电极的跨皮质通路有关。虽然伽玛刀是一种非侵入性的替代品, 伽玛刀丘脑的影响是可变的和延迟的, 通常需要几周到几个月才能成为引人注目的10。MRI 热成像和 FUS 的耦合使外科医生能够实时监测病变部位、温度和大小, 从而减少因病灶错位而导致不良事件的风险。
然而, MRgFUS 并非没有风险。对周围组织的热损伤, 伴有相关的疼痛或神经损伤, 如果病灶太浅, 靠近颅骨, 或邻近有雄辩的区域, 就会发生。成像软件的技术进步, 如光纤跟踪技术的集成11, 将使 Vim 丘脑的定位和目标本地化更容易, 从而可能缩短过程的持续时间和不良反应的发生。此外, 几个病人的因素是重要的考虑, 以最大限度地提高效率的 MRgFUS 治疗。颅骨密度、厚度和形状是与成功消融所需的声学能量量相关的关键因素。从声学的角度来看, 薄和大的头骨一般更容易治疗。对于厚和致密的头骨, 特别是如果头骨体积也很小, 更高的能量需要导致更大的头骨加热病人。头骨和头皮加热可能是一个不舒服的来源, 并会导致长期的后遗症。sonications 之间的低温 (10-15 ° c) 循环冷却水有助于最小化加热。
在超声过程中, 根据患者的反应调整目标位置是关键。为了避免永久性的感官缺陷, 如果患者报告瞬变的感觉症状, 我们通常移动我们的目标1毫米前, 远离感觉继电器和 re-sonicate 检查的不良事件和临床反应。治疗组必须敏锐地觉察到围绕着 Vim 的解剖, 比如它的相邻的内部胶囊的侧面, 下维度。例如, 水肿可能延伸到白质内囊, 如果病变的大小是大或形状是倾斜的。因此, 一个特别的横向目标需要格外小心。
高强度 MRgFUS 是一种有效的治疗原发性震颤的方法, 目前正在研究其他疾病, 如强迫症和帕金森病, 其中一个病灶可能有利于治疗医学上的难治性症状。这些试验的结果将有助于确定, 如果有的话, MRgFUS 可能在管理这些疾病的过程中扮演什么样的角色, 作为病理脑回路的一种侵入性较小的手术干预。
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Disclosures
是一个发明专利和专利申请相关的 neuroablation 与聚焦超声。NL 和 FUSF 曾担任过聚焦超声基础的有偿顾问。FUSF 是一个独立的非营利性组织, 其目标是聚焦超声技术及其应用的研究进展。YM、YH、BS、MLS 和 NS 没有要声明的冲突。
Acknowledgments
我们没有资金来源的这篇文章承认。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| InSightec ExAblate Neuro system | InSightec | The ExAblate Neuro consists of a helmet transducer with 1,024 independent elements, each with central frequency 650 kHz and is integrated with a 3 Tesla MR scanner. | |
| 3 Tesla MRI scanner | |||
| MRI compatible Cosman-Roberts-Wells (CRW) stereotactic frame | |||
| 20 mL of 1% lidocaine with 1:100,000 epinephrine | |||
| hair shaver/clipper | |||
| warming blanket | |||
| compression stockings |
References
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