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Transkranieller fokussierter Ultraschall


Werner, Beat; Martin, Ernst (2015). Transkranieller fokussierter Ultraschall. Der Radiologe, 55(11):976-983.

Abstract

BACKGROUND: Ultrasound surgery uses the thermal effects of the absorption of high-intensity focused ultrasound to induce localized thermal ablation of diseased tissue. The clinical introduction in recent years was made possible by a better understanding of the interactions of ultrasound with biological structures and the resulting physiological changes, major advances in the design of ultrasound applicators and the development of imaging modalities for reliable guiding the interventions.
METHODS: Magnetic resonance imaging-guided focused ultrasound surgery (MRgFUS) is especially appealing for applications in the brain where target volumes have to be accessed with high precision without inflicting collateral damage to surrounding healthy tissue. In 2013 a MRgFUS system was CE certified for the treatment of functional neurological disorders, such as chronic neuropathic pain and movement disorders. Currently, some 400 patients have been treated worldwide using this system, which is also undergoing clinical testing for the treatment of primary brain tumors and brain metastases.
CONCLUSION: This article describes the technical basis of transcranial focused ultrasound neurosurgery and summarizes the current clinical experience of this new class of image-guided, non-invasive interventions.

Hintergrund: Die Ultraschallchirurgie nutzt die thermischen Effekte der Absorption von fokussiertem Hochenergieultraschall zur gezielten thermischen Ablation von erkranktem Gewebe. Ihre klinische Einführung in den vergangenen Jahren wurde durch ein vertieftes Verständnis der Wechselwirkungen von Ultraschall mit biologischen Strukturen und den resultierenden physiologischen Veränderungen, großen Fortschritten in der Konstruktion von Ultraschallwandlern und der Entwicklung robuster Methoden für die zuverlässige Bildführung der Eingriffe ermöglicht.
Methoden: Die magnetresonanzbildgeführte Ultraschallchirurgie (Magnetic Resonance-guided Focused Ultrasound Surgery [MRgFUS]) ist für Anwendungen im Gehirn besonders attraktiv, weil hier Zielvolumen mit hoher Präzision angegangen werden müssen, ohne dabei umliegende gesunde Strukturen zu schädigen. Seit 2013 ist ein MRgFUS-System für die Behandlung funktioneller neurologischer Störungen im Gehirn, wie chronischer neuropathischer Schmerzen und Bewegungsstörungen, CE-zertifiziert. Aktuell wurden weltweit rund 400 Patienten mit diesem System behandelt, das in klinischen Studien auch für die Behandlung primärer Hirntumoren und -metastasen getestet wird.
Schlussfolgerung: Dieser Artikel beschreibt die technischen Grundlagen der transkraniellen Ultraschallneurochirurgie und fasst die aktuelle klinische Erfahrung mit dieser neuen Klasse nichtinvasiver, bildgeführter Interventionen zusammen.

Abstract

BACKGROUND: Ultrasound surgery uses the thermal effects of the absorption of high-intensity focused ultrasound to induce localized thermal ablation of diseased tissue. The clinical introduction in recent years was made possible by a better understanding of the interactions of ultrasound with biological structures and the resulting physiological changes, major advances in the design of ultrasound applicators and the development of imaging modalities for reliable guiding the interventions.
METHODS: Magnetic resonance imaging-guided focused ultrasound surgery (MRgFUS) is especially appealing for applications in the brain where target volumes have to be accessed with high precision without inflicting collateral damage to surrounding healthy tissue. In 2013 a MRgFUS system was CE certified for the treatment of functional neurological disorders, such as chronic neuropathic pain and movement disorders. Currently, some 400 patients have been treated worldwide using this system, which is also undergoing clinical testing for the treatment of primary brain tumors and brain metastases.
CONCLUSION: This article describes the technical basis of transcranial focused ultrasound neurosurgery and summarizes the current clinical experience of this new class of image-guided, non-invasive interventions.

Hintergrund: Die Ultraschallchirurgie nutzt die thermischen Effekte der Absorption von fokussiertem Hochenergieultraschall zur gezielten thermischen Ablation von erkranktem Gewebe. Ihre klinische Einführung in den vergangenen Jahren wurde durch ein vertieftes Verständnis der Wechselwirkungen von Ultraschall mit biologischen Strukturen und den resultierenden physiologischen Veränderungen, großen Fortschritten in der Konstruktion von Ultraschallwandlern und der Entwicklung robuster Methoden für die zuverlässige Bildführung der Eingriffe ermöglicht.
Methoden: Die magnetresonanzbildgeführte Ultraschallchirurgie (Magnetic Resonance-guided Focused Ultrasound Surgery [MRgFUS]) ist für Anwendungen im Gehirn besonders attraktiv, weil hier Zielvolumen mit hoher Präzision angegangen werden müssen, ohne dabei umliegende gesunde Strukturen zu schädigen. Seit 2013 ist ein MRgFUS-System für die Behandlung funktioneller neurologischer Störungen im Gehirn, wie chronischer neuropathischer Schmerzen und Bewegungsstörungen, CE-zertifiziert. Aktuell wurden weltweit rund 400 Patienten mit diesem System behandelt, das in klinischen Studien auch für die Behandlung primärer Hirntumoren und -metastasen getestet wird.
Schlussfolgerung: Dieser Artikel beschreibt die technischen Grundlagen der transkraniellen Ultraschallneurochirurgie und fasst die aktuelle klinische Erfahrung mit dieser neuen Klasse nichtinvasiver, bildgeführter Interventionen zusammen.

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Other titles:Transcranial focused ultrasound : Neurological applications of magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound
Item Type:Journal Article, refereed, further contribution
Communities & Collections:04 Faculty of Medicine > University Children's Hospital Zurich > Medical Clinic
Dewey Decimal Classification:610 Medicine & health
Uncontrolled Keywords:Magnetic resonance-guided focused ultrasound, Brain, Brain tumors, Movement disorders, Neuropathic pain
Language:German
Date:5 October 2015
Deposited On:08 Oct 2015 07:44
Last Modified:05 Apr 2016 19:27
Publisher:Springer
ISSN:0033-832X
Publisher DOI:https://doi.org/10.1007/s00117-015-0026-1
PubMed ID:26438092

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