磁共振引导聚焦超声治疗系统

磁共振引导聚焦超声治疗系统

作者:301医院 熊 永琴 陆皓璇 娄昕
磁共振引导聚焦超声( magnetic resonance imaging-guided focused ultrasound, MRgFUS)治疗,是磁共振技术与聚焦超声技术的结合,俗称“磁波刀”。根据治疗部位可分为体部治疗系统和脑部治疗系统。其中由以色列 Insightec公司研发的脑部治疗系统,已获得欧洲 CE认证、美国 FDA批准,并于2021年顺利通过中国国家药品监督管理局( NMPA)的批准。磁波刀是一种非侵入性功能神经外科技术,具有无创、无需全身麻醉、实时靶点定位和实时温度监测等显著优势。目前该技术已用于治疗特发性震颤、帕金森病、神经病理性疼痛等疾病,其适应症正在不断扩大,涵盖各种中枢神经系统疾病。

1 磁波刀治疗系统
该设备包括治疗床、控制台、储水系统及 MR 连接线,可与 1.5 T 3.0 T 的磁共振系统耦合。治疗系统中的 相控阵换能器 目前有 650 kHz 220 kHz 工作频率的两套独立系统。其中高频聚焦超声利用热效应靶向消融深部脑核团,而低频系统利用 稳定 空化效应和机械效应,可实现神经调节及可逆性开放血脑屏障。
该设备的治疗 特发性震颤的 流程如下:治疗前 1 天,将获得患者 MR 图像与筛查 CT 图像融合,在融合图像上识别前联合( anterior commissure, AC )、后联合( posterior commissure, PC )及通过前后联合的层面。靶点丘脑腹中间核( ventral intermediate nucleus, Vim )的初始坐标定位于(间接靶向): AC-PC 线后 1/4 点旁开 14 mm (第三脑室扩大时,第三脑室壁旁开 11.5 mm )。治疗中,分为三个阶段: 校准:采用低能量超声进行靶点校正。在这一阶段,温度达到 40-45°C ,此阶段不产生生物学效应,医生调整超声聚焦点,使其与目标坐标位置重合; 验证:增加超声能量和功率,温度达到 46-52°C ,以获得神经调控效果,确认疗效和可能存在的不良反应。每次给予超声能量后,医生对患者震颤改善情况、是否出现不良反应等情况进行评估; 治疗:增加超声能量、持续时间,以使靶点达到治疗温度(54-60°C )实现靶点凝固性坏死,达到治疗目的。

2 磁波刀治疗过程中的工作界面
目前已有多项临床研究陆续发表在新英格兰杂志。在2013 年初步临床试验中,15 名接受磁波刀治疗(靶点: Vim )的特发性震颤患者震颤症状得到显著改善。手部震颤的评分从基线时的20.4 分改善到12 个月时的5.2 分(分越高代表症状越严重)。然而,其中4 名患者伴有持续性的感觉异常。随后2016 年的随机对照试验也证实了磁波刀治疗特发性震颤的安全性和有效性。磁波刀治疗帕金森病可选择的靶点: Vim 、丘脑底核( subthalamic nucleus, STN )、内侧苍白球( internal globus pallidum, GPi )和苍白球丘脑束( pallidothalamic tract, PTT )。针对 STN GPi 治疗的随机对照研究已发表新英格兰杂志。以 STN 为靶点的临床研究报道了磁波刀治疗可有效改善帕金森病患者的各种运动障碍特征;同样的, GPi 靶点的磁波刀治疗可有效改善帕金森病患者的运动功能,但是与不良事件相关。最新的临床试验表明,阿杜卡努单抗输注与聚焦超声相结合打开血脑屏障可安全有效降低阿尔茨海默病淀粉样蛋白( )水平。相信未来的更多高质量的临床试验将会被开展,通过利用聚焦超声热效应及非热效应的机制造福广大患者。
参考文献:
1 Ghanouni, P. et al. Transcranial MRI-Guided Focused Ultrasound: A Review of the Technologic and Neurologic Applications. AJR. American journal of roentgenology 205 , 150-159, doi:10.2214/AJR.14.13632 (2015).
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3 Elias, W. J. et al. A randomized trial of focused ultrasound thalamotomy for essential tremor. New England Journal of Medicine 375 , 730-739, doi:10.1056/NEJMoa1600159 (2016).
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