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Chirurgie du cerveau utilisant des ondes sonores
Un nouvel appareil à ultrasons, utilisé conjointement avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM), permet aux neurochirurgiens de brûler avec précision de petits morceaux de tissu cérébral défectueux sans couper la peau ni ouvrir le crâne. UNE étude préliminaire de Suisse impliquant neuf patients souffrant de douleur chronique montre que la technologie peut être utilisée en toute sécurité chez l'homme. Les chercheurs visent maintenant à le tester chez des patients atteints d'autres troubles, comme la maladie de Parkinson.
Chirurgie du son : Un patient sur le point de subir une neurochirurgie se trouve à l'extérieur d'un scanner à résonance magnétique avec sa tête à l'intérieur de l'appareil à ultrasons.
La découverte révolutionnaire ici est que vous pouvez faire des lésions profondément dans le cerveau - à travers le crâne et la peau intacts - avec une précision, une exactitude et une sécurité extrêmes, dit Neal Kassell , neurochirurgien à l'Université de Virginie. Kassell, qui n'a pas été directement impliqué dans l'étude, est président du Fondation pour la chirurgie ciblée par ultrasons , une organisation à but non lucratif basée à Charlottesville, en Virginie, qui a été fondée pour développer de nouvelles applications pour les ultrasons focalisés.
L'échographie focalisée de haute intensité (HIFU) est différente de l'échographie utilisée à des fins de diagnostic, comme le dépistage prénatal. À l'aide d'un appareil spécialisé, des faisceaux d'ultrasons à haute intensité sont concentrés sur un petit morceau de tissu malade, le réchauffant et le détruisant. La technologie est actuellement utilisée pour l'ablation des fibromes utérins - de petites tumeurs bénignes dans l'utérus - et elle fait l'objet d'essais cliniques pour éliminer les tumeurs du sein et d'autres cancers. À présent InSightec , une société de technologie à ultrasons basée en Israël, a développé un dispositif expérimental HIFU conçu pour cibler le cerveau.
Le principal défi de l'utilisation des ultrasons dans le cerveau consiste à déterminer comment focaliser les faisceaux à travers le crâne, qui absorbe l'énergie des ondes sonores et déforme leur trajectoire. Le dispositif InSightec se compose d'un réseau de plus de 1 000 transducteurs à ultrasons, chacun pouvant être focalisé individuellement. Vous effectuez une tomodensitométrie de la tête du patient et adaptez le faisceau acoustique pour qu'il se concentre à travers le crâne, explique Eyal Zadicario , responsable du programme de neurologie d'InSightec. L'appareil dispose également d'un système de refroidissement intégré pour empêcher le crâne de surchauffer.
Les faisceaux d'ultrasons sont concentrés sur un point spécifique du cerveau - l'emplacement exact dépend de l'affection traitée - qui absorbe l'énergie et la convertit en chaleur. Cela augmente la température à environ 130 degrés Fahrenheit et tue les cellules dans une région d'environ 10 millimètres cubes de volume. L'ensemble du système est intégré à un scanner à résonance magnétique, qui permet aux neurochirurgiens de s'assurer qu'ils ciblent le bon morceau de tissu cérébral. Les images thermiques acquises en temps réel pendant le traitement permettent au chirurgien de voir où et dans quelle mesure l'élévation de température est réalisée, explique Zadicario.
L'étude suisse, publiée ce mois-ci dans le Annales de neurologie , a testé la technologie sur neuf patients souffrant de douleurs chroniques débilitantes qui ne répondaient pas aux médicaments. Le traitement traditionnel pour ces patients consiste à utiliser l'une des deux méthodes pour détruire une petite partie du thalamus, une structure qui relaie les messages entre les différentes zones du cerveau. Les chirurgiens utilisent soit l'ablation par radiofréquence, dans laquelle une électrode est insérée dans le cerveau à travers un trou dans le crâne, soit la radiochirurgie focalisée, une procédure non invasive dans laquelle un faisceau focalisé de rayonnement ionisant est délivré au tissu cible. Zadicario affirme que HIFU présente des avantages par rapport à la radiochirurgie, car les effets de la destruction des tissus par rayonnement peuvent prendre des semaines, voire des mois, alors que l'approche thermique est immédiate. Ajoute Kassell, La précision et l'exactitude [sont] considérablement plus élevées avec les ultrasons, et cela devrait être en principe plus sûr à long terme.
Rétroaction cérébrale : Des faisceaux d'ultrasons focalisés chauffent une cible dans le cerveau, tandis que les images en temps réel capturées par le scanner donnent au neurochirurgien un retour immédiat sur la procédure.
Selon la nouvelle étude, les neuf patients ont signalé un soulagement immédiat de la douleur après la procédure ambulatoire et se sont levés peu de temps après. Deux patients ont pris un verre de Proseco [vin] avec nous, explique Ernst Martin, directeur du Centre de résonance magnétique de l'Hôpital universitaire pour enfants de Zurich et auteur principal de l'étude. Les patients ont signalé avoir ressenti quelques secondes des picotements ou des étourdissements, et dans un cas un bref mal de tête, alors que le tissu ciblé s'échauffait, dit-il. Mais aucun n'a connu de problèmes neurologiques ou d'autres effets secondaires après la chirurgie.
Cela donnera beaucoup d'impulsion aux fabricants d'équipements à ultrasons focalisés pour s'intéresser au cerveau, explique Kassell. Une version expérimentale de l'appareil à ultrasons d'InSightec est actuellement testée dans cinq centres médicaux à travers le monde. En plus de l'utiliser avec les patients atteints de la maladie de Parkinson et ceux qui souffrent d'autres troubles du mouvement, les scientifiques prévoient de tester la technologie comme traitement des tumeurs cérébrales, de l'épilepsie et des accidents vasculaires cérébraux.
Un inconvénient de HIFU par rapport aux neurochirurgies plus invasives réalisées avec une électrode est que les chirurgiens sont incapables de tester fonctionnellement s'ils ont ciblé la bonne partie du cerveau. Lors de la chirurgie traditionnelle de la maladie de Parkinson, par exemple, le neurochirurgien stimule la zone cible avec l'électrode pour s'assurer qu'il a identifié le morceau du cerveau responsable des problèmes moteurs du patient, puis tue ce morceau de tissu.
Tous les neurochirurgiens fonctionnels n'accepteront pas cette [nouvelle approche], car vous ne pouvez pas faire de test avant que la lésion ne soit faite, explique Ferenc Jolensz, directeur de la Division de l'IRM et du programme de thérapie guidée par l'image au Brigham and Women's Hospital de Boston. Jolensz et son collaborateur Seung-Schik Yoo développent des moyens d'utiliser HIFU pour moduler l'activité cérébrale dans une zone localisée, ce qui permettrait des tests fonctionnels de la zone cible avant qu'elle ne soit détruite. Jolensz étudie également HIFU pour la chirurgie cérébrale et a testé la technologie sur quatre patients atteints de tumeurs cérébrales, bien que les résultats n'aient pas encore été publiés.