Ultrasonography: 低强度经颅聚焦超声治疗阿尔茨海默病的初步临床研究性脑卒中治疗

Research Article | Open Access

Ultrasonography(IF=4.7247,2021年)

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33730775/

阿尔茨海默病

(Alzheimer’s disease,AD)是一种起病隐袭、呈进行性发展的神经退行性疾病,临床特征主要为认知障碍、精神行为异常和社会生活功能减退。据世界卫生组织报告,目前全球约有5000万人患有痴呆症,其中阿尔茨海默病是最常见的类型。

低强度经颅聚焦超声

(Transcranial Focused Ultrasound,tFUS)是一种新兴的脑神经调控方法,它可以在几乎不升高组织温度的情况下,以可逆、无创、高空间分辨率、刺激更深的特点激活或抑制目标靶区神经元电活动。

 

 

文章介绍

2021年10月,韩国仁川圣玛丽医院Hyeonseok Jeong团队首次探究了低强度tFUS对AD患者局部脑葡萄糖代谢率(Regional Cerebral Metabolic Rate of Glucose,rCMRglu)和认知功能的影响。

亮点

1. tFUS可改善AD患者认知功能、执行功能和记忆力;
2. tFUS干预后,AD患者患者局部脑葡萄糖代谢率增加。

1.材料和方法

这项单中心前瞻性研究得到了韩国仁川圣玛丽医院(OC18DESI0130)机构审查委员会的批准。所有参与者及其法定监护人均签署了书面知情同意书。 研究团队从2019年8月至2019年11月,从医院神经内科招募了4名65-80岁的老年AD患者(平均年龄:78.8±3.3岁;其中3名女性,1名男性)

诊断标准:精神疾病诊断和统计手册第四版(DSM-IV);美国国立神经病学与语言障碍、卒中和阿尔茨海默病及相关疾病协会(NINCDS-ADRDA)标准。

排除标准:癫痫、中风、混合性或血管性痴呆、其他神经或精神疾病(基于MRI影像学),以及与磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)、MRI造影剂或微泡超声造影剂(Microbubble Ultrasound Contrast Agents,MB)相关的禁忌症。

预前评估:包括病史采集、神经科医生对患者进行身体和神经系统检查、常规血液生化检查、血细胞计数、血脂检测、脑电检查、胸部X光检查。 此外,对患者进行神经生理学测试(评估注意力)、视觉空间功能检查(视觉功能)、语言学习测试(记忆力)和执行功能测试

靶点确定:患者在治疗前24h前入院,检查患者身体情况。tFUS预前使用MRI和CT扫描患者头颅,确定治疗靶点位置(海马区)。采用光学导航结合MRI结构像(T1加权图像),确保tFUS焦点定位到患者海马区。

 

▲ 图1. 实验流程图示。tFUS,经颅聚焦超声;MRI,磁共振成像;CT,计算机断层扫描;PET,正电子发射断层扫描;NP,神经心理学测试

参数设置:患者舒适地躺在治疗椅上,操作医生将超声水凝胶均匀地涂抹在患者超声探头与头皮接触区域,采用静脉内导管插入术将10μL/kg剂量的MB在一分钟内注射入患者右侧海马区。后立即采用以下超声参数刺激患者海马:基频(f0)=250kHz,脉冲持续时间(TBS)=20ms,脉冲重复频率为(PRF)=2Hz,占空比(DC)=4%。空间峰值脉冲平均强度(Isppa)=0.5-3W/cm2,空间峰值时间平均强度(Ispta)=0.02-0.12W/cm2。

预后评估:治疗结束30分钟后扫描患者头部MRI,观察脑部变化。结束治疗一天后再次对患者进行MRI扫描,评估患者刺激靶点rCMRglu水平,结合神经心理学测试再次评估患者记忆力、执行力和整体认知功能。预后两周,对患者扫描PET-CT,追踪和观察患者否存在不良反应或不良事件。

2.实验结果

神经生理学测试:在tFUS干预后的神经心理测试结果表明,AD患者在整体认知功能(MMSE)、执行功能和记忆力方面有轻微改善。

▲ 表1. MMSE,简易智力状态检查量表;CDR,临床痴呆分级量表;CDR-SOB,CDR整体功能测评量表;RCFT,Rey复杂图形测试;n/a,未评估,由于患者不识字或不合作;SVLT-E,首尔语言学习测试-老年人版;K-CWST,韩国斯特鲁色词测验;COWAT,受控口语单词联想测试。

影像学检查:MRI和PET图像显示,低强度tFUS干预后,患者右侧额上回(6.6%,P<0.001)、右侧扣带回中部(5.5%, P<0.001)和左侧梭状回(5.4%, P<0.001)的rCMRglu显著增加(P=0.001)。

▲图2. tFUS刺激后局部脑葡萄糖代谢率(rCMRglu)的变化。与基线相比,随访时患者rCMRglu的增加(红-黄)或减少(蓝-绿)。a)坐标系指蒙特利尔神经病学研究所坐标系。

3.结论

本文表明,使用低强度经颅聚焦超声刺激(tFUS)可对AD患者的脑葡萄糖代谢和认知功能产生有益影响。凭借高精度的空间分辨率和显著的深度穿透能力,tFUS有望成为调控AD患者皮质和深部脑区神经元的新型无创神经调控手段。

您可能还对以下内容感兴趣

BMEF:低强度聚焦超声助力缺血性脑卒中治疗

BME 前沿.2022年第2期ID: 9864910

卒中小鼠模型