что такое сфокусированный ультразвук
Терапия HIFU и ее воздействие на SMAS-слой
Терапия HIFU – это современная высокоинтенсивная медицинская технология, используемая как в косметологии, так и при лечении онкологических заболеваний. Аббревиатура HIFU расшифровывается как High Intensity Focused Ultrasound – лечение с применением фокусированного ультразвука высокой интенсивности. Для генерации ультразвуковых волн используются следующие системы:
Что такое SMAS?
Другими словами, в процессе такого лечения энергия колебаний ультразвука воздействует на глубоко скрытые ткани. Если быть точным, то цель этих ультразвуковых волн – поверхностная мышечно-апоневротическая система (SMAS – Superficial Musculo-Aponeurotic System). Это система состоит из поверхностной фасции и представляет собой 2 слоя – один из волокон коллагена и эластина, а другой слой – это мимические мышцы. Оба они образуют поддерживающий кожу каркас.
Именно поэтому данная процедура также называется аппаратный SMAS-лифтинг или ультразвуковой лифтинг – методика, корректирующая и устраняющая возрастные гравитационные изменения кожи лица.
Если разобраться в терминологии, то аппаратный SMAS-лифтинг и HIFU-терапия – это, по сути, две стороны одной медали. «Аппаратным» лифтинг называется потому, что на поверхностную мышечно-апоневротическую систему воздействуют с помощью аппарата, генерирующего высокоинтенсивный ультразвук.
Как это работает?
Сфокусированный ультразвук нагревает участок слоя SMAS. Происходит его сокращение, вследствие чего подтягивается каркас лица. Эффект будет аналогичен тому, как и после хирургического вмешательства. Дело в том, что воздействие сфокусированного ультразвука активирует синтез новых волокон коллагена и эластина, что положительно влияет на кожу.
Данная методика считается эффективной потому, что волна ультразвука проникает в дерму и не рассеивается при этом, как бы нанося «точечный удар» по выбранному участку на нужной глубине.
Как проводится и сколько времени занимает процедура?
Процедура занимает 1-1,5 часа и состоит из следующих этапов:
Первое, что делает врач, это очистка кожи лица от загрязнений и остатков косметики. После этого на кожу наносится обезболивающий гель – делается это за 30 минут до начала процедуры – а затем происходит дезинфекция хлоргексидином. Затем на коже обозначаются проблемные зоны, на которых будет проводиться лифтинг.
В ходе процедуры ультразвуковым аппаратом сначала обрабатывается одна сторона лица, а затем – уже другая. Так пациент сможет лучше оценить воздействие ультразвуковой энергии на кожу.
Финальный этап процедуры – обработка кожи специальным «успокаивающим» гелем или кремом. Это расходные материалы, которые уже входят в общую стоимость SMAS-терапии.
Продолжительность одного сеанса всегда разная – это зависит от того, насколько сильно нуждается в омоложении конкретная зона. В среднем длительность процедуры ультразвукового лифтинга составляет от 30 до 60 минут. Что касается ощущений, то все, что чувствует пациент, это тепло, легкое стягивание и покалывание на коже.
Сколько длится эффект?
Вызываемый ультразвуком синтез коллагена и эластина длится несколько месяцев. За счет этого эффект имеет «нарастающий» характер, увеличиваясь на протяжении от 2-х до 4-х месяцев. Общая продолжительность эффекта от подтяжки длится от 2-х до 5-ти лет. Отметим, что качество результата зависит от изначального состояния кожи, от ее «возможностей» к регенерации, от возраста пациента. Тем не менее, после прохождения данной процедуры пациент в любом случае будет выглядеть моложе, чем он был раньше.
Регулярность проведения терапии
Сколько раз нужно выполнять SMAS-лифтинг, чтобы «поддерживать молодость»? Обычно процедура выполняется 1 раз, так как эффект от неё довольно стойкий. И самое главное – её можно совмещать с другими омолаживающими техниками, потому что комплексное воздействие дает более стойкий эффект и делает итоговый результат гораздо заметнее.
Аппаратный SMAS-лифтинг хорошо комбинируется с такими косметологическими методиками, как:
Инъекции нуклеотидов в SMAS: что это дает?
Среди методов, которые можно использовать в комплексе со SMAS, мы не зря упомянули биоревитализацию. Она проводится при помощи нуклеотидных препаратов, показанных при таких случаях, как мелкоморщинистый тип старения, истончение, обвисание или дряблость кожи.
Чем же хорошо использование нуклеотидов в сочетании с ультразвуковым воздействием на SMAS? Дело в том, что нуклеотиды применяют и с целью биоармирования для активации выработки собственного коллагена. Напомним, что на это направлен и сфокусированный ультразвук в HIFU-терапии, о чем мы говорили выше. Таким образом, совмещение инъекционного и аппаратного SMAS-лифтинга позволяет добиться двойного эффекта в подтяжке и омоложении кожи.
Нуклеотиды – это «кирпичи», позволяющие «ремонтировать» ДНК и РНК человека. Подробно о том, что представляют собой данные соединения и как они действуют, вы можете почитать здесь, в другой нашей статье, посвященной пептидам и нуклеотидам.
Иными словами, нуклеотиды создают задел на будущее для воспроизводства здоровых молекул ДНК и РНК, обеспечивая профилактику старения с активацией собственных функций всех структур кожи – регенерации. Таким образом, сочетание ультразвуковых волн (аппаратного метода) и инъекций нуклеотидных препаратов позволяет не просто достичь мощного антивозрастного эффекта, но и пролонгировать его.
Показания к HIFU
Противопоказания
Восстановление после процедуры
Одним из главных преимуществ ультразвукового SMAS-лифтинга является отсутствие длительного процесса реабилитации после сеанса. После проведения процедуры пациент не почувствует никакого дискомфорта, кроме небольшого визуального покраснения на коже. Спустя 2-3 часа эпидермис вернет свой обычный цвет.
На протяжении 2-3 дней на обработанных областях могут быть еле заметная припухлость и небольшой отек. Они также сойдут сами по прошествии этого срока.
После процедуры пациенту не рекомендуется в течение недели:
Использование HIFU в эстетической медицине
«Безусловно, учитывая мировые тенденции смещения интересов потребителей в сторону малоинвазивных процедур, использование HIFU занимает в эстетической медицине весомое место. Но при этом и самому пациенту, и специалисту нужно понимать возможности этой методики».
Наталия Гайдаш, к.м.н., дерматокосметолог, сертифицированный тренер по работе с высокотехнологичными системами.
В основе действия HIFU два механизма: гипертермия и кавитация. Первый заключается в том, что сфокусированная энергия вызывает повышение температуры до уровня выше предельной температурной границы денатурации белка (43°С), и может достигать 80°С, что приводит к некрозу определенных клеток в результате коагуляции. Механизм же кавитации срабатывает, когда под воздействием высокоинтенсивных звуковых волн меняется давление в тканях и формируются наполненные газом пузырьки, которые, лопаясь, наносят тканям, например, жировой, механические повреждения. Впрочем, кавитация хоть и является более мощным механизмом разрушения тканей, чем гипертермия, при этом менее предсказуема и трудно контролируема.
Ограничения в применении высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука связаны с неспособностью звуковых волн проходить через твердые структуры (например, кости) и их затруднённому распространению в воздушной среде. По этим причинам HIFU не применяется на полых органах, таких, как легкие.
Изначально технология HIFU предназначалась для терапии злокачественных и доброкачественных опухолей и успешно применялась для лечения рака печени, почек, поджелудочной железы, груди, простаты и даже костей. Однако сегодня высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук нашел применение и в эстетической медицине. Радиологические технологии и раньше использовались в качестве дополнения к традиционной липосакции, однако HIFU стал первой ультразвуковой методикой, применяемой для сокращения жировой ткани. Сегодня высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук успешно применяется для неинвазивной коррекции контуров тела, а также для подтяжки кожи. Также HIFU используют в черепно-лицевой хирургии, а именно для уменьшения отека кончика носа после ринопластики.
Коррекция контуров тела
В ходе исследований установлено, что оптимального результата при помощи HIFU можно добиться у пациентов с индексом массы тела менее 30кг/м2 и при наличии минимум одно-сантиметровой жировой прослойки в области коррекции. Средняя продолжительность процедуры составляет 45-60 минут, реабилитационный период краткосрочен либо отсутствует. Уровень удовлетворенности пациентов через 3 месяца после процедуры достигает 70%. Установлено, что 95% продуктов распада жировой ткани реабсорбируются в течение 18 недель после HIFU-процедуры без каких-либо изменений в липидограмме или объёмной метаболической панели пациента.
«Результат процедур с использованием высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука в значительной степени обусловлен правильным выбором пациентов: это так называемые «тяжелые» лица с хорошо развитой подкожно-жировой клетчаткой».
Наталия Гайдаш, к.м.н., дерматокосметолог, сертифицированный тренер по работе с высокотехнологичными системами.
Пациенты, проходящие процедуры коррекции контуров тела при помощи HIFU, сообщают о покалывании, умеренной боли и ощущении тепла в месте воздействия. Среди наиболее часто возникающих побочных эффектов дискомфорт, кровоподтеки, парестезия, отеки. Все они носят умеренную степень тяжести, временный характер и исчезают в среднем в течение 12 недель.
Неинвазивная подтяжка кожи
HIFU (высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук) – новая неинвазивная технология, которая успешно применяется для лифтинга бровей, коррекции контуров скул, линии подбородка, сокращения носогубных складок, морщин в области вокруг глаз и омоложения кожи.
«Технология высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука не представляет собой альтернативу хирургическим подтяжкам, поскольку не соответствует им по возможности объема вмешательства. HIFU является в большей степени превентивной методикой, позволяющей на длительное время отсрочить пластические операции. Точками приложения в случаях использования HIFU являются SMAS –комплекс и подкожно-жировая клетчатка, сокращение размера которых и приводит к эффекту «подтягивания». Воздействие на более поверхностные уровни (кожу) в этом случае нежелательно, так как чревато образованием дермальных рубцов».
Наталия Гайдаш, к.м.н., дерматокосметолог, сертифицированный тренер по работе с высокотехнологичными системами.
При нагреве до 65-75°С высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук вызывает термокоагуляцию клеток на регулируемой глубине. Ответной реакцией организма становится процесс регенерации, в ходе которого синтезируется коллаген, что обеспечивает длительный эффект подтяжки кожи. Улучшения контуров лица и сокращение морщин заметны уже через 4 недели, окончательный результат достигается в срок до полугода после процедуры.
«Из объективных преимуществ методики HIFU следует отметить достаточно стойкие (до 1,5-2 лет) эффекты лифтинга мягких тканей и липолитический».
Наталия Гайдаш, к.м.н., дерматокосметолог, сертифицированный тренер по работе с высокотехнологичными системами.
Процедура подтяжки лица с использованием высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука занимает в среднем 30 минут. При этом достигается сокращение комплекса SMAS, волокон эластина и запускается синтез коллагена. Среди побочных эффектов HIFU-лифтинга отмечают покраснение кожи, которое проходит через несколько часов, что позволяет пациентам немедленно возвращаться к привычным занятиям.
«К сожалению, покраснение кожи не является единственным побочным эффектом этой методики. При неправильной очередности HIFU (УЗ SMAS лифтинга) в комплексе косметологических процедур, нарушении техники проведения есть риск образования рубцов. При проведении процедуры в «опасных» зонах может возникнуть проходящий (но достаточно длительный) парез лицевого нерва».
Наталия Гайдаш, к.м.н., дерматокосметолог, сертифицированный тренер по работе с высокотехнологичными системами.
Высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук относительно недавно применяется в эстетической медицине, но уже демонстрирует многообещающие результаты. Будучи безопасным при длительном и многократном воздействии, HIFU позволяет добиваться высокого уровня удовлетворенности пациентов и воспроизводимых результатов. Таким образом, высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук является альтернативным инструментом для тех пациентов, кому традиционные хирургические операции лифтинга и коррекции контуров тела противопоказаны. Вместе с HIFU могут использоваться дополнительные опции оценки хода процедуры, такие, как магнитно-резонансная визуализация, трехмерное ультразвуковое сканирование и эластография для количественной оценки коллагена в тканях.
Что такое сфокусированный ультразвук
ФГБУ «НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» РАМН, Москва
Применение транскраниального фокусированного ультразвука в лечении патологии ЦНС
Журнал: Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2016;80(2): 108-118
Галкин М. В. Применение транскраниального фокусированного ультразвука в лечении патологии ЦНС. Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2016;80(2):108-118.
Galkin M V. The use of transcranial focused ultrasound in CNS diseases. Zhurnal Voprosy Neirokhirurgii Imeni N.N. Burdenko. 2016;80(2):108-118.
https://doi.org/10.17116/neiro2016802108-118
ФГБУ «НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» РАМН, Москва
ФГБУ «НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» РАМН, Москва
Транскраниальный фокусированный ультразвук открывает множество уникальных возможностей для научной и практической медицинской деятельности. Широкому внедрению в клинику должна предшествовать большая исследовательская работа, тем не менее уже сейчас можно утверждать, что внедрение этой технологии значительно расширит диагностические и лечебные возможности в нейрохирургии и неврологии.
История развития метода фокусированного ультразвука
Указанные технические проблемы были решены только в конце 90-х годов. Проблема воздействия через кости черепа, которые значительно ослабляют ультразвук (УЗ) и нагреваются, была решена при помощи технологии множественных синхронизированных источников УЗ 8. Каждый источник имеет контроллер, который определяет сдвиг фазы таким образом, чтобы волны от разных источников достигали цели одновременно. Расположение источников на полусфере равномерно распределяет нагрев по поверхности черепа [6]. Точная навигация стала возможной с появлением МРТ- и МР-термометрии, которая обеспечивает неинвазивный интерактивный мониторинг температуры в мишени во время процедуры ультразвуковой термодеструкции [9, 10].
Физические принципы и механизм действия фокусированного ультразвука
Современная концепция методики ФУЗ подразумевает использование одного или нескольких источников, фокусирующих ультразвуковые волны с определенными параметрами в заданной точке, для получения в ней желаемого эффекта (например, деструкции, изменения проницаемости сосудов) с постоянным контролем процесса лечения при помощи УЗ или МРТ.
Биофизические эффекты ФУЗ описаны в ряде работ [13, 14]. Ультразвук представляет собой распространение в среде упругих волн механических колебаний. При этом за областью повышенного давления следует область пониженного давления, а каждая частица упругой среды совершает колебательные движения.
Ультразвук вызывает также явление кавитации. При стабильной кавитации происходит колебание микропузырьков, возникающих в тканях или введенных извне, что приводит к увеличению проницаемости сосудов. Нестационарная (коллапсирующая) кавитация подразумевает расширение и последующее быстрое схлопывание и разрыв микропузырьков, что сопровождается высвобождением значительной энергии и вызывает механическую деструкцию тканей. Ведутся исследования возможности управляемой деструкции при помощи кавитации, однако пока данный эффект плохо контролируется и в первую очередь рассматривается как побочное явление при термоабляции.
Параметры ультразвуковой волны определяют физические эффекты, которые в зависимости от места и условий приложения могут оказывать различное биологическое действие.
Установки для проведения воздействий фокусированным ультразвуком
Специализированными компаниями производится широкий спектр источников УЗ. В большинстве экспериментальных работ используются стандартные источники ФУЗ, специально не ориентированные на вмешательства на головном мозге.
Все современные клинические исследования, а также значительная часть экспериментальных работ выполнены на специализированном аппарате ExAblate Neuro (InSightec, Haifa, Израиль). В клинической практике аппарат используется для неинвазивной ультразвуковой термоабляции внутримозговых мишеней. В настоящее время применение аппарата разрешено в клинической практике в Европе (CEMark) для проведения таламотомии при эссенциальном треморе и нейропатической боли. В лабораторных условиях продемонстрирована возможность использования данного аппарата также для деструкции посредством эффекта кавитации, а также для локального увеличения проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [16, 17].
Устройство аппарата ExAblate Neuro 4000
Современная модель аппарата ExAblate Neuro 4000 (InSightec, Haifa, Израиль) представляет собой шлем диаметром 30 см, внутри которого находятся 1024 источника УЗ с частотой 650 кГц (рис. 1). Система управления источниками позволяет получать в мишени ограниченный фокус ультразвуковых волн. Эластичная силиконовая мембрана изолирует пространство между источниками и головой пациента. В этом пространстве циркулирует вода, которая препятствует нагреванию кожи и костей черепа, а также выполняет функцию проводника У.З. Шлем с источниками закреплен на специальном столе для МРТ, который совместим с аппаратами компании General Electric с напряженностью магнитного поля 3 и 1,5 Тл.
Рис. 1. Внешний вид аппарата ExAblate Neuro 4000.
Процедура термодеструкции
Процедура термодеструкции при помощи аппарата ExAblate 4000 проводится стандартным образом 20. Предварительно требуется тщательное бритье головы, так как волосы могут способствовать образованию микропузырьков воздуха, что создает риск ожога. На голове пациента фиксируется стереотаксическая рама модели CRW (Radionics). Пациент укладывается на специальный стол, его голова фиксируется в шлеме с источниками У.З. Стол устанавливается в томограф. В планирующую систему загружаются предварительно выполненные МРТ и КТ с высоким разрешением. Выполняется МРТ в системе фиксации. В системе планирования определяется мишень, после чего запускается установка. МРТ обеспечивает обратную связь в режиме реального времени, определяя локализацию фокуса и температуру в нем [21].
Процесс лечения заключается в серии коротких (по 10-30 с) включений источников УЗ с постепенным увеличением мощности при каждом последующем включении. Перерывы между включениями источников длятся по несколько минут и необходимы для охлаждения кожи и черепа. В перерывах проводится оценка состояния пациента на предмет появления клинического эффекта или осложнений.
При лечении опухолей возможно проведение деструкции в нескольких точках мишени до разрушения всего очага.
Точность процедуры
Сопоставление точности различных стереотаксических процедур в функциональной нейрохирургии представлено в табл. 1. Ультразвуковая деструкция на аппарате ExAblate 4000 характеризуется высокой точностью, которая, как минимум, не уступает таковой при традиционных стереотаксических процедурах 25. Есть мнение, что точность ультразвуковой деструкции выше, чем точность инвазивных методик, при которых возможно небольшое смещение мозговых структур [23, 26]. В отдельных ситуациях технические параметры (например, точность выравнивания данных МР-термометрии по вертикали) могут снижать точность процедуры [19]. Для предотвращения таких ситуаций целесообразно разрабатывать и совершенствовать протоколы проведения вмешательства, получения и использования данных МРТ [20].
Таблица 1. Сопоставление точности различных стереотаксических функциональных процедур
Ограничения аппарата
Стоит отметить, что в настоящее время аппарат ExAblate Neuro 4000 и технология воздействия ФУЗ на интракраниальные мишени характеризуются рядом ограничений.
Еще одна проблема заключается в невозможности получения необходимой для термодеструкции температуры в некоторых ситуациях. В работе W. Chang и соавт. [18] при проведении vim-таламотомии процедуру не удалось завершить у 3 из 11 пациентов. H. Jung и соавт. [27] не достигли результата у 4 из 17 пациентов при ультразвуковой vim-таламотомии и капсулотомии. Предполагается, что ограничения могут быть связаны с большим объемом черепа над межкомиссуральной линией соотношением толщины компактного и губчатого вещества костей черепа, формой черепа и другими факторами. Одним из путей решения проблемы является введение в кровоток микропузырьков (ультразвуковой контраст), что может потенцировать термодеструкцию [14]. Также ведется разработка систем предварительной симуляции лечения, которые позволят предсказать возможность термодеструкции еще до фиксации рамы [28].
Особенностью текущей модели является ее нацеленность на функциональную нейрохирургию, это обусловливает небольшую зону воздействия, что значительно затрудняет деструкцию опухолей, которые могут достигать значительных размеров. Анонсировано, что в новой модели аппарата зона воздействия будет расширена до нескольких сантиметров.
Деструктивная нейромодуляция
В настоящее время ультразвуковая термодеструкция используется в первую очередь в функциональной нейрохирургии при лечении болезни Паркинсона, эссенциального тремора, обсессивно-компульсивных расстройств, депрессии, нейропатической боли и др. [18-20, 27]. Применение процедуры одобрено для клинического использования в ряде стран. Всего в мире по такой технологии к настоящему моменту пролечено более 300 пациентов с функциональными заболеваниями.
D. Jeanmonod и соавт. [20] представили первое крупное исследование по применению ФУЗ в функциональной нейрохирургии. Авторы оценили результаты ультразвуковой таламотомии у 9 пациентов с нейропатическими болями. Средний балл по визуальной аналоговой шкале боли уменьшился с дооперационного значения 59,5/100 до 34,3/100 (на 42,3%) через 3 мес и до 35,3/100 (на 40,7%) через год. Во время процедуры были отмечены следующие побочные эффекты: вестибулярные нарушения, иногда с вегетативными проявлениями (8 пациентов); парестезии (4); дизестезии/боль (9). В одном случае в конце процедуры уже после завершения деструкции отмечено развитие дизартрии и дисметрии. При МРТ в области мишени выявлены небольшое скопление крови (диаметром 8-10 мм) и прилежащая зона ишемических изменений. При последующем наблюдении отмечен регресс изменений по МРТ, а также практически полное исчезновение симптомов. Авторы предположили, что осложнение было вызвано кавитацией или чрезмерным повышением температуры (более 60 °C), после чего скорректировали протокол лечения.
W. Elias и соавт. [19] сообщили о результатах односторонней ультразвуковой vim-таламотомии у 15 пациентов с эссенциальным тремором. Деструкция была проведена у всех 15 пациентов. Через 12 мес после лечения у всех пациентов отмечено улучшение. Выраженность тремора в руке (по шкале, характеризующей тремор в руке, выделенной из клинической шкалы оценки тремора) уменьшилась с 20,4 до 5,2 балла (p=0,001). Общая выраженность тремора согласно клинической шкале оценки тремора уменьшилась с 54,9 до 24,3 балла (p=0,001). Согласно опроснику оценки качества жизни при эссенциальном треморе, отмечено улучшение с 37 до 11% (p=0,001). Во время процедуры наблюдалось появление обратимых (в течение процедуры или в последующем) сенсорных, мозжечковых, моторных и речевых нарушений. В 4 случаях наступили необратимые парестезии (язык, губы, пальцы). У части пациентов процедура вызвала головную боль, тошноту, рвоту, ощущение тепла, падения или кружения, легкости головы. У одного пациента было отмечено однократное синкопальное состояние.
Выраженность клинического эффекта была несколько выше через 1 нед, когда размеры очага деструкции и отека были максимальны, и несколько уменьшалась через 1 и 3 мес, когда объем полости и перифокальный отек уменьшались [29]. Исчезновение видимой полости не означало исчезновения клинического эффекта.
A. Magara и соавт. [32] представили результаты лечения 13 пациентов с болезнью Паркинсона при помощи односторонней ультразвуковой паллидоталамической трактотомии. У первых 4 пациентов (1-я группа) целевая температура была достигнута однократно и на этом процедура была завершена. Объем очага деструкции составил в среднем 83 мм³ по МРТ в режиме Т2 через 2 дня. Через 3 мес среднее улучшение согласно унифицированной шкале оценки болезни Паркинсона составило 7,6%. У последующих 9 пациентов (2-я группа) проводилось 4-5-кратное достижение целевой температуры в мишени. Средний объем очага деструкции составил 172 мм³ по МРТ в режиме Т2 через 2 дня (рис. 2). В этой же группе среднее улучшение состояния, согласно унифицированной шкале оценки болезни Паркинсона, составило 60,9%. В работе не было отмечено осложнений.
Рис. 2. МРТ в динамике пациента из 1-й группы и пациента из 2-й группы через 2 дня и 3 мес после ультразвуковой паллидоталамической трактотомии (из публикации A. Magara и соавт. [32]). Только у пациентов 2-й группы через 3 мес визуализируется очаг деструкции (показано стрелкой).
В 2014 г. J. Chang и соавт. [33] и W. Elias и соавт. [34] представили первые результаты ультразвуковой паллидотомии и субталамотомии при болезни Паркинсона.
H. Jung и соавт. [35] опубликовали работу по использованию ФУЗ при лечении обсессивно-компульсивных расстройств. У 4 пациентов были проведены двусторонние деструкции в области передней ножки внутренней капсулы. В течение 6-месячного периода наблюдения было отмечено улучшение по шкале обсессивно-компульсивных расстройств Йеля-Брауна в среднем на 33%, уменьшение депрессии (по шкале Гамильтона) в среднем на 61,1% и тревожности (по шкале Гамильтона) на 69,4%. Двое из 4 пациентов соответствовали критериям полного ответа (улучшение более чем на 35% по шкале обсессивно-компульсивных расстройств Йеля-Брауна). Стойких осложнений не отмечено.
Опубликованные исследования свидетельствуют об эффективности и безопасности методики при функциональных заболеваниях. Объем, локализация и МР-характеристики очагов, получаемых при ультразвуковой деструкции, совпадают с таковыми при радиочастотной термоабляции [22, 36, 37]. При этом эффективность ультразвуковой деструкции представляется сопоставимой с эффективностью радиочастотной термоабляции, а также стимуляции глубинных структур [18, 19, 22, 32, 35, 38-44]. Из всех деструктивных методик ФУЗ представляется наиболее оптимальной, так как эта процедура, в отличие от прямой стереотаксической радиочастотной абляции, исключает риски внутримозговых кровоизлияний, инфицирования и др., и по сравнению с радиохирургическим лечением характеризуется возможностью физиологической верификации, предсказуемостью результата и быстрым развитием эффекта [19, 45-47].
Деструкция интракраниальных новообразований
Наибольший интерес представляет возможность использования ФУЗ для неинвазивной деструкции интракраниальных новообразований.
Рис. 3. МРТ с контрастом перед процедурой (а, б, в) и через 5 дней после ультразвуковой термоабляции (г, д, е) (из публикации D. Coluccia и соавт. [50]). На контрольной МРТ в опухоли определяются зоны термодеструкции, не накапливающие контрастный препарат.
Представленные случаи ультразвуковой деструкции опухолей головного мозга не привели к тотальной деструкции опухоли и не улучшили состояние пациентов. Тем не менее впервые была продемонстрирована возможность безопасной неинвазивной деструкции интракраниальных новообразований.
Деструктивные вмешательства с целью нормализации ликворотока
Еще одна потенциальная точка приложения ФУЗ – проведение «внутреннего» шунтирования при некоторых видах гидроцефалии. S. Monteith и соавт. [51] в обзорной работе упомянули свой опыт проведения деструкции в области прозрачной перегородки и дна III желудочка на анатомических препаратах головы.
R. Alkins и соавт. [17] представили исследование, выполненное на свиньях, по проведению 3-вентрикулостомии с помощью ФУЗ под контролем МРТ. Для проведения деструкции авторы использовали аппарат ExAblate 4000 с измененными настройками, что позволило инициировать в фокусе не нагревание, а эффект нестационарной кавитации. Использовались различные параметры воздействия. При использовании частоты 230 кГц была получена деструкция дна III желудочка и оболочек. Деструкция была подтверждена МРТ-исследованием и морфологическими исследованиями.
Локальное увеличение проницаемости гематоэнцефалического барьера
Путем изменения параметров ФУЗ возможно получение эффекта локального обратимого увеличения проницаемости ГЭБ [52]. Считается, что основным механизмом увеличения проницаемости ГЭБ является стабильная (не коллапсирующая) кавитация [16, 53].
R. Alkins и соавт. [56] на животной модели продемонстрировали увеличение проникновения специфических NK-клеток (естественных киллеров) в имплантированные в головной мозг клетки метастаза рака молочной железы под воздействием ФУЗ. После воздействия УЗ при наличии микропузырьков соотношение NK-клеток и опухолевых клеток возрастало с 1/1000 до 1/100.
S. Wu и соавт. [57] исследовали проникновение эритропоэтина в головной мозг крыс после ишемического повреждения. В группе, где дополнительно проводилось воздействие ФУЗ с введением микропузырьков, отмечены достоверно большее содержание эритропоэтина в ткани мозга, более быстрое неврологическое восстановление и меньший объем ишемического очага.
H. Liu и соавт. [58] на мышиной модели выявили, что ФУЗ с введением микропузырьков увеличивает концентрацию темозоломида в глиомах с 6,98 до 19,0 нг/мг. M. Kinoshita и соавт. [59] продемонстрировали увеличение проницаемости ГЭБ у мышей для герцептина при воздействии ФУЗ. L. Treat и соавт. [60] при помощи ФУЗ и микропузырьков значительно увеличили проницаемость ГЭБ крыс для доксорубицина.
N. McDannold и соавт. [16] провели на 7 макаках-резусах исследование безопасности увеличения проницаемости ГЭБ с помощью ФУЗ на установке ExAblate 4000 с одновременным введением в кровоток микропузырьков. Воздействию было подвергнуто 185 различных функционально значимых участков мозга. МРТ и гистологический контроль позволили определить эффективную интенсивность воздействия, не сопровождающуюся повреждением тканей. Исследование продемонстрировало возможность предсказуемого и воспроизводимого локального увеличения проницаемости ГЭБ в глубинных и поверхностных мишенях. Последующее наблюдение и тестирование не выявило нарушений поведения, памяти и зрения животных.
Начаты исследования по использованию имплантируемых источников ФУЗ для увеличения проницаемости для химиотерапии карбоплатином при злокачественных глиомах у человека [61].
Недеструктивная нейромодуляция
Таблица 2. Различные нейромодулирующие эффекты фокусированного ультразвука
Можно назвать еще множество потенциальных нейромодулирующих применений процедуры: увеличение уровня бодрствования при угнетении сознания, купирование эпилептической активности, блокирование болевых импульсов и др.
Сонотромболизис
В экспериментах была продемонстрирована способность УЗ воздействовать на тромбы и сгустки крови. Этот эффект в первую очередь связан с эффектом нестационарной кавитации, т. е. быстрым увеличением и коллапсом микропузырьков [76, 77].
Показано, что добавление ультразвукового воздействия на тромб значительно увеличивает частоту реканализации сосудов после введения тканевого активатора плазминогена [78]. J. Eggers и соавт. [79] продемонстрировали, что добавление к тканевому активатору плазминогена ультразвукового воздействия (модификация транскраниальной допплерографии) в течение часа увеличивает частоту полной и частичной реканализации с 22,2 до 57,9% (p=0,045).
W. Culp и соавт. [80] на животной модели продемонстрировали возможность быстрого лизиса тромбов в церебральных артериях с помощью ФУЗ низкой частоты при одновременном введении специальных микропузырьков с повышенным сродством к тромбоцитам. В другой модели зафиксирована деградация тромбов в интракраниальных сосудах после воздействия ФУЗ высокой интенсивности без введения дополнительных агентов [81].
В случае развития интракраниальных кровоизлияний ФУЗ может быстро и эффективно разжижать сгустки крови, что дает возможность проводить их последующую стереотаксическую малоинвазивную эвакуацию. S. Monteith и соавт. [82] провели исследование разжижения сгустков крови при помощи ФУЗ на животных и анатомических препаратах головы. Авторы подтвердили возможность растворения и эвакуации более 95% объема сгустка и отсутствие негативного воздействия при этом на вещество мозга.
Заключение
Применение ФУЗ при заболеваниях ЦНС представляется перспективной методикой. Благодаря новейшим техническим решениям данная технология интенсивно развивается в последние несколько лет. ФУЗ в зависимости от параметров вызывает множество различных биологических эффектов, многие из которых могут быть использованы в диагностических или лечебных целях. Некоторые приложения технологии (термодеструкция мишеней при лечении болезни Паркинсона, эссенциальном треморе и др.) уже используются в лечебной практике в рамках клинических исследований, а в некоторых странах приняты в качестве лечебной опции. Другие эффекты только внедряются в практику. Так, имеются сведения об использовании методики при онкологических заболеваниях (термодеструкция опухолей, повышение проницаемости ГЭБ для химиотерапии). Некоторые методики пока не вышли за рамки исследовательских лабораторий (деструкция интракраниальных мишеней при помощи кавитации, недеструктивная нейромодуляция). Некоторые приложения ФУЗ находятся на ранней стадии разработки и пока только потенциально рассматриваются для лечения патологии ЦНС (84-86). Например, рассматривается возможность проведения сонодинамической терапии по аналогии с фотодинамической терапией [84]. На пути становления методики предстоит значительная техническая, исследовательская и клиническая работа. Тем не менее уже сейчас можно констатировать появление нового клинического инструмента, который дополнит уже существующие хирургические и лучевые методы лечения заболеваний ЦНС.