Summary
Ultrasuoni focalizzati ad alta intensità MRI guidato è una tecnica non invasiva emergente per precisamente l'ablazione del tessuto del cervello. Essa ha dimostrato di essere sicuro ed efficace nel trattamento del tremore essenziale medicamente refrattaria. Questo articolo viene descritto il protocollo per thalamotomy dalla selezione dei pazienti per l'installazione di apparecchiature per follow-up post-trattamento.
Abstract
Tremore essenziale (ET) è il tipo più comune di tremore in adulti. Mentre ET non è risultato in diminuzione della speranza di vita, le difficoltà connesse con le ET può avere un impatto significativo sulla qualità della vita, dell'umore, attività funzionali e socializzazione. Pazienti affetti da ET non sufficientemente trattati con farmaci di prima linea possono essere ammissibili per strategie alternative come la stimolazione cerebrale profonda, l'ablazione di radiofrequenza e MRI guidate focalizzato ad ultrasuoni (MRgFUS). Ad alta intensità MRgFUS è una modalità emergente per trattare ET, la sua attrazione per pazienti essendo che è associato con il tempo di recupero breve e non invadente come pazienti sono a casa il giorno dopo il trattamento. Mentre il MRgFUS centri sono ancora limitate, che diventerà importante per i clinici a considerare il MRgFUS come alternativa di trattamento, specialmente nel caso di un paziente per quale chirurgia a cielo aperto è controindicato. Questo articolo descrive la procedura di selezione dei pazienti, installazione dell'apparecchiatura, sonicazione e follow-up post-trattamento, come pure i passaggi critici da tenere presente quando si esegue una procedura MRgFUS.
Introduction
Tremore essenziale (ET) è il più comune disturbo del movimento, con una prevalenza del 4% fra gli individui 40 anno di età o più anziani1. È caratterizzato da un tremore posturale e l'intenzione ad una frequenza di circa 4-7 Hz. In genere colpisce gli arti superiori così come la testa e voce ma può essere visto anche nelle gambe. ET può essere gravemente debilitante, che interessano la capacità di gestire semplici attività della vita quotidiana. 15 - 25% dei pazienti sono costretti a ritirarsi prematuramente a seguito di ET, e 60% dei pazienti non si applicano per i lavori o promozioni a causa di agitazione incontrollabile2. Nonostante l'efficacia delle terapie mediche di prima linea, come il propranololo o primidone3, una percentuale significativa di pazienti non tollerano o sono resistente ai trattamenti medici. I pazienti che rimangono sintomatici e significativamente disabili dopo aver provato almeno due farmaci, o che sviluppano effetti collaterali intollerabili, sono considerati farmaco-refrattario.
Medicamente refrattaria casi di ET sono ammissibili per gli interventi chirurgici. Targeting del nucleo ventralis intermedius (Vim) del talamo, una struttura chiave cerebello-motore relè, con cerebrale profonda (DBS) la stimolazione4 elettrodi o ablazione di radiofrequenza può aiutare ad alleviare tremori5,6. Tuttavia, entrambi sono aperte procedure neurochirurgiche, con possibili complicanze, compreso l'infezione e l'emorragia. DBS ulteriormente comporta cronica impianto di un elettrodo intracranica e la batteria sopra il pettorale. Inoltre, i pazienti necessitano di anestetici, e nel caso di DBS un anestetico generale, come pure l'ospedale soggiorni che vanno da uno a più giorni.
Sig.-Guida Focused ultrasound (MRgFUS) è una tecnica non invasiva emergente per il trattamento di vari disturbi neurologici e psichiatrici. Il dispositivo consiste di un casco che si concentra oltre 1000 fasci di ultrasuoni da trasduttori indipendente attraverso il cranio intatto. Ad alta intensità MRgFUS può generare calore al bersaglio che conduce a necrosi coagulativa. Una multicentrica sham controllata randomizzata di thalamotomy per il tremito essenziale dimostrato 47% miglioramento nel punteggio di tremore che era durevole alle 12 mesi7. Questo risultato ha portato ad approvazione regolamentare di MRgFUS come modalità di trattamento e la successiva aggiunta di MRgFUS all'armamentario del clinico per la gestione del tremore. Questo protocollo particolari alla procedura di selezione dei pazienti, la preparazione e la sonicazione, così come gli elementi importanti del follow-up.
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Protocol
Tutti gli esperimenti su esseri umani sono stati approvati dal comitato etico di ricerca istituzionali al Sunnybrook Health Sciences Centre.
1. Identificazione paziente
- Amministrare il consenso informato con il paziente o di sostituzione del decisore. Spiegare i potenziali eventi avversi correlati alla procedura, quali deficit di spurgo e neurologici, al paziente.
- Valutare il paziente candidato per il MRgFUS thalamotomy. Un medico con esperienza nel disordine di movimento deve eseguire la valutazione.
Nota: È importante per escludere diagnosi differenziali come tremore distonico, morbo di Parkinson e tremore psicogeno. Ulteriormente, il neurologo deve valutare se prove sufficienti di trattamenti medici sono state tentate, e il paziente ritenuto trattamento-refrattario. - Verificare eventuali controindicazioni ad esempio l'impossibilità di tollerare una risonanza magnetica.
- Valutare l'idoneità del paziente insieme con un anestesista.
Nota: Malattia cardiaca attiva, funzione alterata del rene e propensione per il sanguinamento sono tutte le controindicazioni per il MRgFUS. - Ottenere esami del sangue quali conteggio completo del globulo, elettroliti, creatinina e pannello di coagulazione come parte del processo di screening.
- Eseguire un esame neurologico completo (tabella 1) e utilizzare la scala di valutazione clinica per il tremito (CRST) per disabilità e tremore del documento. È utile anche amministrare una scala standard di qualità della vita per acquisire queste informazioni al basale e a seguirla nel tempo.
2. imaging Setup
- Ottenere una TAC prima del giorno del trattamento per valutare per eventuali calcificazioni intracraniche e lo spessore del cranio.
Nota: L'esplorazione di CT dovrebbe avere almeno 512 di risoluzione 512, 1 mm di spessore con zero spaziatura, che copre tutto il cranio dalla cima alla base del cranio. - Ottenere una scansione dell'onorevole prima del giorno del trattamento per escludere controindicazioni ad esempio precedente emorragia intracranica o tumore al cervello.
- Utilizzare un trasduttore casco disponibile in commercio con 1.024 elementi indipendenti, ciascuno con frequenza centrale 650 kHz e integrato con un 3 Tesla MR scanner8. Termometria MRI è disponibile per fornire feedback in tempo reale di temperatura dell'obiettivo.
3. paziente preparazione
- Consigliare al paziente di non prendere le loro medicine per il tremito essenziale il giorno del trattamento e di non avere nulla da inizio di bocca a mezzanotte la notte prima dell'intervento chirurgico.
- Controllare il paziente in ospedale, in genere tramite stesso Day Surgery.
- Garantire l'intero team è presente: neurochirurgo, neurologo di disordine di movimento, fisico, tecnico di imaging e anestesista.
Nota: Un anestesista deve essere disponibile per supportare il paziente durante tutta la procedura in caso di disagio, ansia e vertigine/vomito, mantenendo che il paziente cosciente in ogni momento. - Posto, impianto di aspirazione nelle vicinanze per la manutenzione di emergenza delle vie aeree e linee endovenose periferiche nel caso farmaci devono essere somministrati con urgenza.
- Allegare invasivo monitor della frequenza cardiaca, elettrocardiogramma, pressione arteriosa e saturazione dell'ossigeno.
- Inserire un catetere di Foley, se necessario, per il paziente di svuotare il suo vescica.
- Mettere calze a compressione graduata sul paziente per aiutare a prevenire la trombosi venosa profonda degli arti inferiori.
- Accuratamente radersi i capelli completamente e per lesioni del cuoio capelluto.
- Posizionare la cornice stereotassica con l'aiuto di un neurochirurgo e applicare anestetico locale (ad es., lidocaina o lidocaina) presso i siti di 4 pin.
- Posizionare la membrana in gomma sulla testa del paziente.
Nota: Poiché lo spazio tra il trasduttore e il cuoio capelluto viene riempito con acqua degassato, un diaframma di gomma circonda la testa del paziente per evitare infiltrazioni di acqua. Acqua fredda circola, portando via qualsiasi calore in eccesso dal cuoio capelluto. - Assicurarsi che il paziente non abbia qualsiasi componenti ferrosi prima di entrare nella stanza di procedura.
- Hanno la bugia paziente piatta, a capofitto verso il casco di ultrasuono.
- Coprire il paziente con una coperta di riscaldamento per evitare l'ipotermia.
Nota: La temperatura nella sala di trattamento è di circa 15 ° C.
4. target selezione del nucleo Vim del talamo
- Eseguire una scansione del signor preliminare 3D localizzatore e sequenza di T2-weighted con almeno assiali e sagittali aerei immediatamente precedente a sonicazione per la registrazione del paziente per le esplorazioni di CT/MRI pre-trattamento.
- Fondere le nuove scansioni con il pre-trattamento MRI e CT.
- Contorno qualsiasi lesioni sul cuoio capelluto, calcificazioni nel cervello, seni e volumi di aria come passa-no zone così i trasduttori possono evitare questi settori specifici.
- Scegli il bersaglio sul taglio immagine pesata T2 assiale attraverso la Commissura anteriore (AC) e la commessura posteriore (PC).
Nota: Ci sono diversi approcci per identificare e targeting il nucleo Vim del talamo. Dato che il Vim non è visibile anche su immagini di 3T, la sua posizione è dedotto rispetto a noti limiti anatomici (cioè, indiretta).- A livello della linea AC-PC, iniziare al 25% della distanza intercommissural, anteriore al PC. Si tratta in genere di circa 6 mm.
Nota: La distanza media AC-PC in esseri umani è di 24-28 mm e può variare da 20-30 mm. dividendo la distanza in quarti, uno comincia definendo il punto che è un quarto della distanza della distanza antero-posteriore, anteriore al PC. - Lateralmente, selezionare una punto a metà strada tra il punto 14 mm laterale alla linea mediana e il punto 11.5 mm laterale al bordo laterale del ventricolo a livello del piano AC-PC.
- Fare piccoli aggiustamenti secondo l'effettiva lunghezza e la larghezza del terzo ventricolo e anatomia regionale del paziente specifico.
Nota: Terzo larghezza ventricolare può variare ampiamente, soprattutto nei pazienti anziani. È importante essere consapevoli delle fibre capsule interne quando si determina la lateralità dell'obiettivo proposto. Un approccio individualizzato, prendendo in considerazione l'anatomia del paziente specifico, è fondamentale.
- A livello della linea AC-PC, iniziare al 25% della distanza intercommissural, anteriore al PC. Si tratta in genere di circa 6 mm.
5.Consegna di ultrasuono
- Fornire un pulsante di stop per il paziente, così essi possono interrompere l'erogazione di energia in qualsiasi momento.
- Eseguire un test sonicazione a basse energie alzando la temperatura della regione di destinazione a circa 45 ° C.
- Verificare l'allineamento del volume riscaldamento alla destinazione e corretta in tutte le tre dimensioni
- Aumentare la temperatura a seguito di circa 50 ° C.
- Dopo ogni sonicazione, effettuare un esame di screening della potenza del motore e la sensazione al tocco leggero insieme a un test per il tremito del paziente.
Nota: A questo punto, il paziente può avvertire transitoria vertigini, formicolio e/o intorpidimento. - Regolare la destinazione (cioè, lo spostamento anteriore se il paziente riferisce parasthesias) in base alle risposte del paziente prima di aumentare l'energia per rendere la lesione permanente intorno a 55-60 oC.
- Il tremore è ridotto a un livello soddisfacente, ripetere la sonicazione.
Nota: 12-29 sonicazioni ciascuna con una durata di 10-25 s sono in genere somministrati con incrementi di 0, 1 o 2 ° C in un paziente sveglio.
6. post-trattamento
- Immediatamente dopo il trattamento, eseguire un T2-weighted MRI per valutare per dimensione della lesione ed i risultati radiologici associati come l'edema.
- Una volta soddisfacente, prendere il paziente dallo scanner e rimuovere il telaio.
- Controllare i siti di pin per sanguinamento. A pochi minuti di pressione solitamente si fermerà a questo.
- Eseguire un altro esame neurologico (tabella 1).
Nota: Questo esame è importante per escludere eventuali deficit neurologici come parestesia, debolezza, discorso o deficit visivi. - Ammettere il paziente ad un'unità post-chirurgica durante la notte per l'osservazione.
- Eseguire una risonanza magnetica il primo giorno post-trattamento per confermare la presenza della lesione ed escludere eventuali eventi avversi.
- Richiesta di valutazione da un neurochirurgo se un evento avverso (ad es., effetto sull'emorragia intracranica, imaging di massa, o diminuito livello di coscienza) viene rilevato.
- Scarichi il paziente al mattino se stanno facendo bene.
7. follow-up
- Pianificazione il paziente per loro primo follow-up visita circa 1 settimana dopo il trattamento.
- Scrivi una recensione su sintomi di tremore, effetti collaterali, modifiche di farmaco ed esame neurologico del paziente.
- Eseguire la misura CRST e qualità della vita per documentare e seguire tremore e disabilità.
- Documentare eventuali eventi avversi tra cui perno-sito infezione, deficit motori, disturbi sensoriali e problemi di linguaggio.
- Richiesta di valutazione di un evento avverso da un medico, se necessario. Richiedi una TAC se il paziente ha un deficit neurologico nuovo per escludere eziologia intracranica come emorragia.
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Representative Results
Riduzione a lungo termine in tremore nell'arto trattato è in media 50% a 3 mesi e il 40% a 12 mesi. Successo del trattamento possa essere valutato immediatamente dopo sonicazione attraverso i risultati radiologici di una lesione a Vim (Figura 1) e le prestazioni su misure cliniche quali la spirale disegnata a mano di prova (Figura 2). Inoltre, intraoperative signor termografia fornisce feedback in tempo reale la temperatura di destinazione. Una lesione permanente è previsto quando la temperatura raggiunge i 55-60 ° C.
Un paziente deve essere valutato per gli eventi avversi radiologicamente e clinicamente. MRI dovrebbe rivelare qualsiasi edema, emorragia e mal-posizionamento della lesione. Mentre l'edema è veduto solitamente con la lesione, è in genere asintomatica per il paziente e non garantisce alcun intervento clinico. I siti di pin dovrebbero essere esaminati per l'infezione e del cuoio capelluto per eventuali lesioni post-trattamento. Infezione dei tessuti molli nei siti di pin (ad es., rossore, tenerezza e gonfiore) possa essere trattato con un breve ciclo di antibiotici per via orale. Se un esame neurologico attento rivela eventuali nuovi deficit neurologici, come debolezza, problemi sensoriali e l'atassia, il paziente deve essere valutato e trattato dal medico appropriato.
Figura 1: 3T-MRI T2-weighted assiale. Immagini della destra unilaterale thalamotomy per un paziente con il tremito essenziale medicamente refrattaria ai giorni 1, 7, 30 e 90 dopo il trattamento. Frecce nere stanno indicando il Vim. Questa figura è stata modificata da riferimento6.
Figura 2: Miglioramento clinico rappresentativo su spirale disegno test. A spirale (A), l'Archimede è uno strumento clinico utilizzato per misurare la gravità del tremore essenziale. La spirale inoltre fornisce informazioni circa l'asse di orientamento di tremore. Disegni a mano libera a spirale di un paziente immediatamente prima (a sinistra) e subito dopo (a destra) thalamotomy dimostrano il miglioramento drammatico. (B) durante la scala di valutazione clinica per il tremito (CRST), il paziente viene chiesto di completare diversi disegni. I disegni del paziente prima del trattamento e 3 mesi dopo il trattamento ancora dimostrano il miglioramento significativo. Questa figura è stata modificata da riferimento6. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Vigilanza e orientamento | |
| Nervi cranici | Nervi cranici II a XII |
| Esame sensoriale | Dolore |
| Posizione | |
| Vibrazione | |
| Tocco leggero | |
| Esame di motore | Forza |
| Tono | |
| Riflessi | Riflessi profondi del tendine |
| Riflessi patologici | |
| Coordinazione e l'equilibrio | Dito al naso test |
| Tacco a shin testing | |
| Rapidi movimenti alternati | |
| Tacco a punta a piedi | |
| Test di Romberg |
Tabella 1: Elenco di controllo per un esame neurologico completo.
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Discussion
MRgFUS presso ad alta intensità non invadente può creare una lesione intracranica. Corrente ad alta intensità MRgFUS con modalità onda continua a 650 kHz è stato ottimizzato per ablazione termica delle strutture cerebrali profonde, quali il talamo Vim. L'uso di MRgFUS ha alcuni vantaggi rispetto alle tecniche esistenti quali DBS, radiochirurgia gamma knife o ablazione di radiofrequenza per trattamento-refrattario ET. DBS è una procedura chirurgica aperta che può essere associata con le complicazioni potenziali correlati ai dispositivi, tra cui malfunzionamenti hardware, la rottura e lo svuotamento della batteria. Ablazione con radiofrequenza è anche una procedura aperta e associato con passaggio trans-corticale di elettrodi cerebrali. Anche se la gamma knife è un'alternativa non invasiva, gli effetti della lama di gamma thalamotomy sono variabili e in ritardo, spesso richiede settimane o mesi per diventare evidente10. L'accoppiamento di MRI termografia e FUS consente ai chirurghi di monitor posizione della lesione, la temperatura e dimensioni in tempo reale, riducendo così il rischio di eventi avversi a causa di errata collocazione delle lesioni.
Tuttavia, il MRgFUS non è senza rischi. Lesioni di calore al tessuto circostante, con associato dolore o ferita neurologica, possono verificarsi se le lesioni sono troppo superficiale, vicino al cranio, o adiacenti alle regioni dell'eloquente. Progressi tecnologici in imaging software, ad esempio l'integrazione di fibra rilevamento tecnologia11, permetterà per un più facile posizionamento e localizzazione del talamo Vim, quindi possibilmente fare diminuire la durata della procedura di destinazione e la comparsa di effetti negativi. Inoltre, diversi fattori paziente sono importanti da considerare per massimizzare l'efficienza del trattamento MRgFUS. Forma, spessore e densità del cranio sono elementi critici correlati alla quantità di energia acustica necessaria per la riuscita ablazione. Dal punto di vista acustico, sottili e grandi teschi sono in generale più facile da trattare. Per teschi spesse e dense, soprattutto se il volume del cranio è anche piccolo, energie superiori sono necessari con conseguente maggiore riscaldamento del cranio per i pazienti. Cranio e del cuoio capelluto riscaldamento può essere una fonte di disagio e può portare a sequele a lungo termine. Circolazione di acqua fredda a basse temperature (10-15 ° C) tra sonicazioni è utile per ridurre al minimo il riscaldamento.
Durante il processo di sonicazione, regolare la posizione di destinazione basata sulla risposta del paziente è la chiave. Per evitare deficit sensoriali permanenti se i pazienti riferiscono sintomi sensoriali transitori, in genere spostare la nostra destinazione 1 mm anteriore, lontano il relè sensoriale e ri-trattare con ultrasuoni per controllare gli eventi avversi e la risposta clinica. La squadra di trattamento deve essere pienamente consapevole dell'anatomia che circondano il Vim, come sua adiacenza alla capsula interna sulla dimensione laterale, inferiore. Per esempio, l'edema può estendersi a capsula interna della materia bianca, se la dimensione della lesione è grande o la forma è obliqua. Pertanto, una destinazione particolarmente laterale garantisce attenzione supplementare.
Ad alta intensità MRgFUS è un'opzione efficace per il tremito essenziale e attualmente sta studianda in altre malattie, come il disturbo ossessivo compulsivo e morbo di Parkinson, dove una lesione focale può essere utile per trattare i sintomi medicamente refrattari. I risultati di queste prove verranno aiuterà a determinare quale ruolo, se del caso, il MRgFUS potrebbe svolgere nella gestione di questi disordini, come un intervento chirurgico meno invasivo per circuiti patologici del cervello.
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Disclosures
KH è un inventore su brevetti e domande di brevetto relazionate al neuroablazione con ultrasuoni focalizzati. NL e KH hanno servito come consulenti pagati per Fondazione di ultrasuono messo a fuoco (FUSF). FUSF è un'organizzazione indipendente, senza scopo di lucro, cui obiettivo è la promozione della ricerca nella tecnologia di ultrasuono messo a fuoco e le sue applicazioni. YM, YH, BS, MLS e NS non avere nessun conflitto di dichiarare.
Acknowledgments
Non abbiamo nessuna fonte di finanziamento per questo articolo a riconoscere.
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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