211service.com
Gehirnchirurgie mit Schallwellen
Ein neues Ultraschallgerät, das in Verbindung mit der Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet wird, ermöglicht es Neurochirurgen, kleine Teile von nicht funktionierendem Hirngewebe präzise auszubrennen, ohne die Haut zu schneiden oder den Schädel zu öffnen. EIN vorbereitende Studie aus der Schweiz an neun Patienten mit chronischen Schmerzen zeigt, dass die Technologie sicher am Menschen eingesetzt werden kann. Die Forscher wollen es nun bei Patienten mit anderen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit testen.
Klangchirurgie: Ein Patient, der sich einer Neurochirurgie unterziehen soll, liegt mit dem Kopf im Ultraschallgerät vor einem Magnetresonanzgerät.
Die bahnbrechende Erkenntnis hier ist, dass man Läsionen tief im Gehirn – durch den intakten Schädel und die Haut – mit äußerster Präzision, Genauigkeit und Sicherheit erzeugen kann, sagt Neal Kassell , ein Neurochirurg an der University of Virginia. Kassell, der nicht direkt an der Studie beteiligt war, ist Vorsitzender des Stiftung für fokussierte Ultraschallchirurgie , eine gemeinnützige Organisation mit Sitz in Charlottesville, VA, die gegründet wurde, um neue Anwendungen für fokussierten Ultraschall zu entwickeln.
Hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) unterscheidet sich von Ultraschall, der zu diagnostischen Zwecken, wie zum Beispiel dem pränatalen Screening, verwendet wird. Mit einem speziellen Gerät werden hochintensive Ultraschallstrahlen auf ein kleines Stück erkrankten Gewebes fokussiert, es erhitzt und zerstört. Die Technologie wird derzeit zur Entfernung von Uterusmyomen – kleinen gutartigen Tumoren in der Gebärmutter – verwendet und befindet sich in klinischen Tests zur Entfernung von Tumoren bei Brust- und anderen Krebsarten. Jetzt InSightec , ein Ultraschalltechnologieunternehmen mit Hauptsitz in Israel, hat ein experimentelles HIFU-Gerät entwickelt, das auf das Gehirn abzielt.
Die größte Herausforderung bei der Verwendung von Ultraschall im Gehirn besteht darin, herauszufinden, wie man die Strahlen durch den Schädel bündelt, der Energie aus den Schallwellen absorbiert und ihren Weg verzerrt. Das InSightec-Gerät besteht aus einem Array von mehr als 1.000 Ultraschallwandlern, von denen jeder einzeln fokussiert werden kann. Sie machen einen CT-Scan des Kopfes des Patienten und passen den Schallstrahl so an, dass er durch den Schädel fokussiert wird, sagt Eyal Zadicario , Leiter des Neurologieprogramms von InSightec. Das Gerät verfügt außerdem über ein eingebautes Kühlsystem, um eine Überhitzung des Schädels zu verhindern.
Die Ultraschallstrahlen werden auf einen bestimmten Punkt im Gehirn fokussiert – der genaue Ort hängt von der zu behandelnden Erkrankung ab – der die Energie absorbiert und in Wärme umwandelt. Dies erhöht die Temperatur auf etwa 130 Grad Fahrenheit und tötet die Zellen in einem Bereich von etwa 10 Kubikmillimeter Volumen ab. Das gesamte System ist mit einem Magnetresonanz-Scanner integriert, der es Neurochirurgen ermöglicht, sicherzustellen, dass sie auf das richtige Stück Hirngewebe abzielen. Während der Behandlung in Echtzeit aufgenommene Wärmebilder ermöglichen es dem Chirurgen zu sehen, wo und in welchem Ausmaß der Temperaturanstieg erreicht wird, sagt Zadicario.
Die Schweizer Studie, die diesen Monat im Annalen der Neurologie , testete die Technologie an neun Patienten mit chronischen, schwächenden Schmerzen, die nicht auf Medikamente ansprachen. Die traditionelle Behandlung für diese Patienten besteht darin, eine von zwei Methoden anzuwenden, um einen kleinen Teil des Thalamus zu zerstören, einer Struktur, die Nachrichten zwischen verschiedenen Gehirnbereichen weiterleitet. Chirurgen verwenden entweder die Radiofrequenzablation, bei der eine Elektrode durch ein Loch im Schädel in das Gehirn eingeführt wird, oder sie verwenden die fokussierte Radiochirurgie, ein nicht-invasives Verfahren, bei dem ein fokussierter Strahl ionisierender Strahlung auf das Zielgewebe abgegeben wird. Zadicario sagt, dass HIFU Vorteile gegenüber der Radiochirurgie hat, da die Auswirkungen des Abtötens von Gewebe durch Bestrahlung Wochen bis Monate dauern können, während der thermische Ansatz sofort eintritt. Kassell ergänzt: Die Präzision und Genauigkeit [sind] beim Ultraschall wesentlich höher, und er sollte grundsätzlich auf Dauer sicherer sein.
Gehirn-Feedback: Fokussierte Ultraschallstrahlen erhitzen ein Ziel im Gehirn, während vom Scanner aufgenommene Echtzeitbilder dem Neurochirurgen sofortiges Feedback zum Eingriff geben.
Laut der neuen Studie berichteten alle neun Patienten von einer sofortigen Schmerzlinderung nach dem ambulanten Eingriff und waren kurz darauf wieder wach. Zwei Patienten haben bei uns ein Glas Proseco [Wein] getrunken, sagt Ernst Martin, Direktor des Magnetresonanzzentrums am Universitäts-Kinderspital Zürich und Erstautor der Studie. Die Patienten berichteten, dass sie ein paar Sekunden lang ein Kribbeln oder Schwindelgefühl und in einem Fall kurze Kopfschmerzen verspürten, als sich das Zielgewebe aufheizte, sagt er. Aber keiner hatte nach der Operation neurologische Probleme oder andere Nebenwirkungen.
Dies werde den Herstellern fokussierter Ultraschallgeräte viele Impulse geben, sich für das Gehirn zu interessieren, sagt Kassell. Eine experimentelle Version des Ultraschallgeräts von InSightec wird derzeit in fünf medizinischen Zentren weltweit getestet. Neben der Anwendung bei Parkinson-Patienten und Patienten mit anderen Bewegungsstörungen planen Wissenschaftler, die Technologie zur Behandlung von Hirntumoren, Epilepsie und Schlaganfall zu testen.
Ein Nachteil von HIFU im Vergleich zu den invasiveren Neurochirurgien, die mit einer Elektrode durchgeführt werden, besteht darin, dass Chirurgen nicht in der Lage sind, funktionell zu testen, ob sie den richtigen Teil des Gehirns anvisiert haben. Bei der klassischen Parkinson-Operation zum Beispiel stimuliert der Neurochirurg das Zielgebiet mit der Elektrode, um sicherzustellen, dass er das für die motorischen Probleme des Patienten verantwortliche Gehirnteil identifiziert hat, und tötet dann dieses Gewebestück ab.
Nicht jeder funktionelle Neurochirurg wird diesen [neuen Ansatz] akzeptieren, da Sie keinen Test durchführen können, bevor die Läsion hergestellt wurde, sagt Ferenc Jolensz, Direktor der Abteilung für MRT- und bildgeführte Therapieprogramme am Brigham and Women's Hospital in Boston. Jolensz und sein Mitarbeiter Seung-Schik Yoo entwickeln Möglichkeiten, mit HIFU die Gehirnaktivität in einem lokalisierten Bereich zu modulieren, was eine Funktionsprüfung des Zielbereichs ermöglichen würde, bevor er zerstört wird. Jolensz untersucht auch HIFU für die Gehirnchirurgie und hat die Technologie an vier Patienten mit Hirntumoren getestet, obwohl die Ergebnisse noch nicht veröffentlicht wurden.