Ultrasons focalisés guidés par IRM (FUS) pour traiter les troubles du mouvement

Date: Novembre 2018
Préparé par un membre du SIC : Hideki Mochizuki, MD, PhD
Auteurs: Dr Takaomi Taira, Ph. D. ; Dr Andres M. Lozano, Ph. D. ; Dr José A. Obeso, Ph. D. CINAC
Rédacteur en chef: Docteur Stella Papa

Introduction

Au cours des trente dernières années, le regain d'intérêt pour les interventions chirurgicales invasives visant à produire des lésions locales ou à appliquer la stimulation cérébrale profonde (SCP) a radicalement amélioré la qualité de vie de nombreux patients atteints de la maladie de Parkinson, de tremblements et d'autres troubles du mouvement. Récemment, l'échographie focalisée guidée par IRM (FUS), qui utilise des ultrasons pour créer une lésion cérébrale sans intervention chirurgicale, est apparue comme un nouveau traitement du tremblement insensible aux médicaments et de la maladie de Parkinson. 

Cette approche « non invasive » présente des avantages significatifs par rapport à la SCP en termes d'effets indésirables et de complications techniques, notamment celles liées aux batteries des stimulateurs implantables. Cependant, ce nouveau traitement peut également présenter des risques inhérents au type de lésion cérébrale et des limites quant aux différentes cibles cérébrales.

Nous avons invité trois experts dans ce domaine pour discuter de l’utilisation du FUS pour le traitement des troubles du mouvement.
 

Qu'est-ce que l'échographie focalisée guidée par IRM (FUS) et comment a-t-elle été développée pour traiter un trouble du mouvement ?

Professeur Taira

La FUS est une nouvelle technologie moins invasive permettant de réaliser une lésion thermique cérébrale sans incision du cuir chevelu ni perforation crânienne. Plus de 1000 XNUMX faisceaux d'ultrasons sont focalisés au-dessus de la tête sur un point précis du cerveau pour créer une lésion thermique. Auparavant, la diffusion et la réfraction, propriétés naturelles des ultrasons, empêchaient l'utilisation clinique de cette technologie. Ces problèmes ont été résolus grâce à l'intégration des informations sonores et anatomiques du crâne à des algorithmes informatiques très sophistiqués. Grâce à ces progrès, les ultrasons peuvent être utilisés en clinique pour produire une petite lésion cérébrale ciblée.

Dr Obeso

L'utilisation de l'échographie focale remonte aux expériences des frères Fry au début des années 50. L'idée de réaliser des lésions précises sans ouvrir le crâne est ancienne, mais elle était jusqu'à récemment impossible. Avec le développement de nouveaux dispositifs FUS, le souhait de réaliser des lésions sans incision dans les structures cérébrales profondes devient réalité.

Les dispositifs FUS sont constitués de 1024 transducteurs, chacun générant un faisceau ultrasonore qui traverse le crâne et se focalise sur une cible précise, comme les noyaux gris centraux, créant une lésion thermique. Pendant la majeure partie de l'intervention, le patient est éveillé et des séquences de thermographie IRM 3T sont acquises, permettant ainsi un retour clinique et neuro-imagerie tout au long du traitement.

Nous savons aujourd'hui qu'une activité neuronale anormale (fréquence, schéma, synchronie, etc.) au sein des réseaux cérébraux est à l'origine des troubles du mouvement classiques. Ainsi, l'abolition ou l'inhibition de ces schémas de déclenchement anormaux conduit à une amélioration des caractéristiques motrices parkinsoniennes, à une amélioration de la dystonie et à l'arrêt des tremblements de diverses causes. Dans ce contexte, un dispositif permettant l'ablation des noyaux cérébraux profonds joue un rôle important dans le traitement des troubles du mouvement.
 

La FUS peut-elle être appliquée de manière extensive pour le traitement des troubles du mouvement qui sont actuellement traités par DBS ?

Professeur Taira

Je ne le pense pas. Chaque traitement présente des avantages et des inconvénients. La FUS présente encore des limites chez les patients présentant un crâne épais et riche en moelle osseuse, ce qui empêche la pénétration des ultrasons. La FUS est techniquement moins efficace pour créer une lésion située plus loin du centre du cerveau. Le débat sur les avantages et les inconvénients de la SCP par rapport à la lésion fait rage, et il n'existe pas de conclusion unanime. Les avantages de la SCP sont l'adaptabilité et la réversibilité. Ceci est également utile pour les études contrôlées en aveugle. Cependant, la SCP ne constitue pas un traitement permanent (curatif), et les complications liées à l'appareillage ne sont pas rares si les patients sont suivis sur une longue période. Les patients doivent éviter d'utiliser certains appareils électriques, et le dysfonctionnement de ces appareils est un sujet de préoccupation pour de nombreux patients. À l'inverse, l'effet de la lésion est irréversible, ce qui signifie qu'elle peut être potentiellement curative dans certains troubles, comme la dystonie focale de la main et le tremblement pur de l'écriture. La lésion chirurgicale est plus difficile à réaliser, car elle nécessite un ciblage plus précis et une évaluation peropératoire des symptômes. Si nous pouvons résoudre les problèmes actuels de l’application FUS, en particulier le problème de la densité du crâne ou de la cavitation, ce sera une procédure de lésion idéale, à l’exception de son coût.

Dr Lozano

La MRgFUS délivre de l'énergie acoustique en un point focal du crâne. Cela crée une lésion dont les caractéristiques thermiques peuvent être mesurées en temps quasi réel grâce à la thermographie IRM, ce qui permet de localiser précisément la lésion et sa taille. Jusqu'à présent, les patients devaient se raser les cheveux et faire circuler de l'eau froide sur leur cuir chevelu pour conduire le son et refroidir l'échauffement dû à l'absorption des ultrasons par le crâne. 

Les troubles du mouvement traités par des techniques lésionnelles ou par stimulation cérébrale profonde pourraient, du moins en théorie, également être traités par MRgFUS. Jusqu'à présent, la stimulation cérébrale profonde (FUS) a été utilisée dans le thalamus moteur, le globus pallidus et le noyau sous-thalamique pour traiter la maladie de Parkinson, diverses formes de tremblements, la chorée et la dystonie. La FUS pourrait ne pas être appropriée dans les troubles du mouvement où la stimulation cérébrale profonde est utilisée pour stimuler l'activité neuronale, par exemple dans le cas de la stimulation cérébrale profonde (PNP). 

Dr Obeso

À l'heure actuelle, la FUS dans le domaine des troubles du mouvement est en plein essor. Bien que les traitements FUS soient actuellement unilatéraux, le domaine évolue rapidement et des études bilatérales seront certainement bientôt réalisées. Des études sur la thalamotomie FUS bilatérale sont d'ailleurs déjà en cours. Dans le cas du tremblement essentiel, les patients sont souvent âgés et la plupart seraient exclus d'une chirurgie de stimulation cérébrale profonde (SCP). Cependant, la thalamotomie FUS, même unilatérale, leur offre la possibilité d'une amélioration considérable de leurs activités quotidiennes et de leur qualité de vie. Dans la maladie de Parkinson (MP), le débat devient plus complexe. À ce jour, nous avons traité des patients FUS présentant une MP très asymétrique. Quoi qu'il en soit, l'expérience des lésions par radiofréquence STN laisse penser qu'une sous-thalamotomie unilatérale ou bilatérale de stadification à un stade intermédiaire de la maladie permettrait d'éviter à de nombreux patients de développer de graves complications médicamenteuses grâce à l'amélioration motrice obtenue grâce à la lésion. Ces patients pourraient ne jamais développer de manifestations motrices bilatérales sévères et les complications motrices associées qui justifient un traitement par SCP. Néanmoins, nous devons être prudents, la DBS a une longue histoire de succès au cours des trois dernières décennies, et la FUS n'est pas là pour la remplacer mais plutôt pour devenir une alternative moins invasive pour les patients, qu'ils soient candidats à la DBS ou non.
 

Quels sont les avantages et les inconvénients de la FUS par rapport à la DBS ?

Professeur Taira

Évidemment, contrairement à la SCP, la FUS n'entraîne aucune complication liée à l'appareil. Ceci est essentiel, car les patients sous SCP doivent supporter un stress mental et social à vie. Ils peuvent craindre un dysfonctionnement de l'appareil, ce qui peut perturber leur fonctionnement en société et dans de nombreux aspects de la vie quotidienne. Les inconvénients de la FUS sont la nécessité de raser complètement la chevelure et la difficulté de cibler des zones plus latérales comme le globus pallidus.

Dr Lozano

La FUS ne nécessite aucune incision cutanée, aucun risque d'infection, aucun implant, aucune programmation et a le potentiel de devenir une procédure ambulatoire. Son coût est probablement nettement inférieur et les consultations sont moins fréquentes que celles de la stimulation cérébrale profonde. Ses principaux inconvénients sont la formation d'une lésion, l'irréversibilité de ses effets et, pour l'instant du moins, son utilisation dans les traitements bilatéraux suscite des inquiétudes importantes en raison des risques élevés de troubles de la parole et de la marche associés aux lésions bilatérales.  

Dr Obeso

Le principal avantage est évident : l'absence d'intervention chirurgicale classique, avec tout ce que cela implique : absence d'infection, absence d'air dans le cerveau et réduction de la durée d'hospitalisation. Le suivi est bien plus facile à supporter pour le patient et moins chronophage pour l'établissement, car la prise en charge postopératoire de la stimulation cérébrale profonde est inutile. De plus, il n'est pas nécessaire de transporter une batterie, ni d'avoir des électrodes et des câbles à l'intérieur du corps du patient, et il n'y a aucun risque de complications liées à l'appareil, telles que des infections, ni de remplacement de la batterie. Le principal inconvénient de la FUS par rapport à la stimulation cérébrale profonde est son caractère irréversible. Ainsi, des effets secondaires permanents liés à la lésion, bien que rares, peuvent survenir.
 

Quelle est votre opinion sur l’avenir de la FUS par rapport à la DBS pour le traitement des troubles du mouvement ?

Professeur Taira

Nous avons besoin non seulement de la FUS et de la SCP, mais aussi de la radiofréquence et de la lésion gamma-knife. Ces quatre procédures sont indispensables à la prise en charge des troubles du mouvement. Cependant, d'autres approches chirurgicales peuvent s'avérer nécessaires dans certains troubles du mouvement, comme le baclofène intrathécal et la dénervation périphérique. Les spécialistes des troubles du mouvement doivent comprendre les avantages et les inconvénients de ces modalités thérapeutiques, sans biais historique ou commercial. Les neurochirurgiens doivent pouvoir choisir n'importe laquelle de ces procédures en toute confiance. Nous devons résoudre le problème de pénétration crânienne de la FUS, ainsi que les problèmes à long terme liés aux dispositifs de la SCP.

Dr Lozano

Si la SCP pour les troubles du mouvement est disponible depuis 30 à 40 ans, la FUS n'en est qu'à ses balbutiements et il reste encore beaucoup à apprendre. Avec le temps, nous pourrions utiliser la FUS pour stimuler et cartographier les fonctions cérébrales, ce qui rendrait la procédure plus efficace et plus sûre. Je prévois que les deux techniques seront utilisées à l'avenir, le choix dépendant de l'indication, de la disponibilité technique, de l'expertise de la technologie et de l'équipe soignante, et surtout, des coûts relatifs. Un autre facteur important sera la préférence des patients pour l'une ou l'autre procédure.

Dr Obeso

Comparer et rivaliser est dans la nature humaine, mais, honnêtement, comme je l'ai déjà dit, il ne s'agit pas de FUS ou de DBS, mais plutôt de FUS et de DBS. Non pas pour un patient donné, où il convient de choisir la meilleure option individuellement, mais pour l'ensemble des troubles du mouvement, les deux techniques trouveront leur place. La FUS connaît un essor rapide et des aspects clés, comme la prévention du rasage de la tête et l'amélioration de l'imagerie intra-opératoire, seront bientôt disponibles et simplifieront la vie des patients comme des médecins. Il existe encore une marge d'innovation en DBS, comme le développement récent des sondes directionnelles ; l'avenir de la FUS et de la DBS semble donc prometteur.