Ультразвук в лечении заболеваний головного мозга

Инновации в использовании ультразвука

Ультразвук в настоящее время применяется не только как метод визуализации, но и техника высокоточного сфокусированной терапии для пациентов с различными заболеваниями головного мозга (ГМ). За последние годы разработано несколько новых концепций такого направления. Одна из них — техника транскраниальной импульсной стимуляции с помощью ультразвука, которая позволяет оптимизировать деятельность мозга, активируя функционально способны нейроны. Метод может применяться у пациентов с различными психоневрологическими заболеваниями, в частности при болезни Альцгеймера, Паркинсона, инсульте, рассеянном склерозе и невралгии [1]. В обзоре, представленном совместно научными сотрудниками Венского медицинского университета (Medical University of Vienna), Австрия, и Университета Торонто (University of Toronto), Канада, обобщены результаты недавних собственных исследований с участием пациентов и состояние клинического внедрения транскраниальных технологий использования ультразвука для лечения лиц с заболеваниями ГМ. Материалы опубликованы в издании «Advanced Science» 27 октября 2020

Вена: транскраниальное применения ультразвука в терапии

Заболевания ГМ — один из самых актуальных вопросов здравоохранения в современном обществе, которое быстро стареет. В то же время фармакотерапевтических арсенал остается сравнительно ограниченным, что, по крайней мере частично, связано с трудностями преодоления гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) активными соединениями. Применение же хирургических техник сопровождается нежелательными рисками развития осложнений. Поддержку восстановительных процессов ГМ путем стимуляции ранее предложено в качестве третьего терапевтический подход в лечении этих пациентов. Однако больше электрофизиологические методы имеют ограниченные возможности фокусировки и доступа к глубинных структур мозга. Сейчас оптимизация каждого из трех указанных направлений становится возможной с помощью новой разработки: транскраниального применения ультразвука с лечебной целью.

Прогресс в этой технологии был очень быстрым, и приборы для клинического применения разработаны менее чем за 10 лет [2, 3]. Первый терапевтический вариант транскраниального применения ультразвука — неинвазивная и сфокусирована хирургия. Лучи сфокусированного ультразвука высокой интенсивности применяют для разрушения патологически активных аксонов и нейронов. Следующий терапевтический направление — активация вывода патологических белков с ГМ или обеспечения адресной доставки лекарственных средств, антител или инструментов генной терапии путем фокального и оборотного усиление проницаемости ГЭБ. Общеизвестно, что последний препятствует двусторонней транслокации внутренних продуктов обмена с высокой молекулярной массой и терапевтических агентов в ГМ и наружу. Недавними исследованиями установлена ​​возможность локального доступа к пораженных тканей мозга путем фокусного усиления проницаемости ГЭБ.

Третий терапевтический вариант связан с неинвазивной узконаправленной стимуляцией мозга без нарушения целостности ГЭБ. Этот метод позволяет улучшить функциональную активность ГМ на фоне уже имеющихся патологических изменений за счет поддержки процессов нейропластичнои реорганизации. Согласно полученным результатам пилотного исследования, использование нейронной транскраниальной импульсной стимуляции ультразвуком у пациентов с болезнью Альцгеймера способствовало развитию устойчивого улучшения клинического состояния в течение 3 мес. Клиническое внедрение в практическую медицину уже начато, но, по словам профессора Роланда Байштайнера (Roland Beisteiner), руководителя разработки нового метода, требует от клиницистов особого опыта в области неврологии и методологии одновременно. В общем, по мнению авторов, транскраниальная импульсная стимуляция ультразвуком — сейчас единственный метод, который позволяет целенаправленно и неинвазивно активировать глубинные структуры ГМ. На сегодня метод уже лицензирован для применения у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Торонто: ультразвуковые методы в хирургии и терапии

Два другие методы, разработанные в Университете Торонто под клиническим руководством соавтора исследования профессора Андреса Лозано (Roland Beisteiner), также используют потенциал ультразвуковой волны. Для метода направленной неинвазивной ультразвуковой хирургии получена лицензия к применению у пациентов с эссенциальных тремором и болезни Паркинсона с преобладанием тремора. Таким образом, появилась возможность лечить пациентов с нарушенными функциями ГМ путем целевого подавления сверхактивную нейронов, избегая трепанации черепа. Третий инновационный метод — таргетная фармакотерапия, доставка антител или генов — решает одну из основных вопросов неврологии, поскольку способствует неинвазивном локальном повышению проницаемости ГЭБ. Потенциал этого метода заключается в возможности его применения в случае эффективности местной фармакотерапии, например для пациентов с онкопатологией ГМ или заболеваниями двигательной сферы.

практическая перспектива

Итак, все три описанные методы предлагают путь лечения пациентов с заболеваниями ГМ, не прибегая к инвазивного вмешательства. Кроме того, уже сейчас имеются утвержденные клинические системы ультразвуковой хирургии и нейромодуляции. Разработанные в Вене и Торонто методы раскрывают инновационные дополнительные возможности, которые могут использоваться как дополнение устоявшихся имеющихся методов лечения. Опубликованные сегодня данные пациентов показывают, что инновации в сфере транскраниального терапевтического применения ультразвука безопасные и готовы к широкому клиническому внедрению. Сейчас новые ультразвуковые методы лечения доступны в рамках программ клинических исследований, а также непосредственно в отдельных лечебных центрах. Однако, учитывая техническую сложность, их применение все еще требует накопления достаточного количества нейробиологических доказательств по безопасности и эффективности использования, а также предварительного тщательного инструктажа пациентов.

1. Beisteiner R., Lozano AM (2020) Transcranial ultrasound innovations ready for broad clinical application. Adv. Sci., Oct. 27. doi.org/10.1002/advs.202002026.
2. Franzini A., Moosa S., Prada F. et al. (2020) Ultrasound ablation in neurosurgery: current clinical applications and future perspectives. Neurosurgery, 87 (1): 1-10. doi: 10.1093 / neuros / nyz407.
3. MacDonell J., Patel N., Fischer G. et al. (2019) Robotic assisted MRI-guided interventional interstitial MR-guided focused ultrasound ablation in a swine model. Neurosurgery, 84 (5): 1138-1148. doi: 10.1093 / neuros / nyy266.

Н.А. Савельева-Кулик,
Редакция журнала «Украинский медицинский журнал»