Annals of Clinical and Experimental NeurologyAnnals of Clinical and Experimental NeurologyАнналы клинической и экспериментальной неврологии2075-54732409-2533Eco-Vector129110.17816/ACEN.1291ECMKVPClinical analysisКлинический разборResearch ArticleTransient changes in blood-brain barrier permeability after FUS thalamotomyПреходящее изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера после таламотомии фокусированным ультразвукомhttps://orcid.org/0000-0003-3930-5998DolgushinMikhail B.ДолгушинМихаил Борисович
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, Head, Department of X-ray and radionuclide diagnostic methods

д-р мед. наук, профессор, зав. отд. рентгенологических и радионуклидных методов диагностики

mdolgushin@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-4522-161XPrishchepinaChristina A.ПрищепинаКристина Александровна
Russian Federation

radiologist

врач рентгенолог

kprishchepina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2360-3261GuminIvan S.ГуминИван Сергеевич
Russian Federation

radiologist, radiologist, Research and educational center

врач-рентгенолог, врач-рентгенолог Медицинского научно-образовательного центра

mdolgushin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5805-486XKatuninaElena A.КатунинаЕлена Анатольевна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, Head, Department of neurodegenerative diseases

д-р мед. наук, профессор, руководитель отдела нейродегенеративных заболеваний

mdolgushin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5743-8279SenkoIlya V.СенькоИлья Владимирович
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Head, Neurosurgical department, Federal Center for Brain and Neurotechnology

д-р мед. наук, зав. нейрохирургическим отделением Федерального центра мозга и нейротехнологий

mdolgushin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4174-7114TairovaRaisa T.ТаироваРаиса Таировна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, сhief physician, Medical Director, Associate Professor, Department of neurology, neurosurgery and medical genetics

д-р мед. наук, профессор, главный врач, медицинский директор, доцент каф. неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики

mdolgushin@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-0678-7821DvoryanchikovAndrey V.ДворянчиковАндрей Валерьевич
Russian Federation

engineer

инженер

mdolgushin@mail.ruFederal Center of Brain Research and NeurotechnologiesФедеральный центр мозга и нейротехнологийMoscow State UniversityМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваPirogov Russian National Medical Research UniversityРоссийский национальный медицинский исследовательский университета имени Н.И. Пирогова251220251941091161702202502052025Copyright ©; 2025, Dolgushin M.B., Prishchepina C.A., Gumin I.S., Katunina E.A., Senko I.V., Tairova R.T., Dvoryanchikov A.V.Copyright ©; 2025, Долгушин М.Б., Прищепина К.А., Гумин И.С., Катунина Е.А., Сенько И.В., Таирова Р.Т., Дворянчиков А.В.2025Dolgushin M.B., Prishchepina C.A., Gumin I.S., Katunina E.A., Senko I.V., Tairova R.T., Dvoryanchikov A.V.Долгушин М.Б., Прищепина К.А., Гумин И.С., Катунина Е.А., Сенько И.В., Таирова Р.Т., Дворянчиков А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://annaly-nevrologii.com/pathID/article/view/1291

The study presents an observation of magnetic resonance imaging (MRI) data changes and clinical manifestations in a patient who underwent MRI-guided focused ultrasound (FUS) thalamotomy for upper limb tremor treatment. A 69-year-old patient with Parkinson’s disease received FUS treatment, followed by contrast-enhanced MRI scans at 2 hours, 24 hours, 1 month, 3 months, 6 months, and 12 months post-procedure. The paper describes natural progression patterns of brain lesion changes after the intervention with correlation to MR contrast agent (MRCA) accumulation. MRI findings revealed an altered signal intensity area in the FUS target area. Peak MRCA accumulation was observed at 2 hours and 1 month post-procedure, with marked regression of contrast enhancement intensity by 24 hours. FUS demonstrated significant potential as a method for targeted temporary blood-brain barrier permeability disruption, while contrast-enhanced brain MRI proved valuable for assessing permeability alteration severity.

В работе представлено наблюдение динамики данных магнитно-резонансной томографии (МРТ) и клинической картины пациента, прошедшего лечение тремора верхней конечности путём таламотомии фокусированным ультразвуком (ФУЗ) под контролем МРТ. Пациенту 69 лет с болезнью Паркинсона проведены лечение ФУЗ и контрольные МРТ через 2 и 24 ч, 1, 3, 6 и 12 мес с внутривенным контрастным усилением. Описаны особенности естественного течения очага изменений в головном мозге после процедуры с корреляцией накопления МР-контрастного препарата (МРКС). Показано, что МР-картина характеризуется формированием очага изменённого сигнала в зоне воздействия ФУЗ. Отмечено, что пик накопления МРКС наблюдается через 2 ч и 1 мес после процедуры с выраженным регрессом интенсивности накопления МРКС через 24 ч. ФУЗ продемонстрировал большие перспективы в качестве метода направленного временного нарушения проницаемости ГЭБ, а МРТ головного мозга с контрастным усилением — как критерий оценки степени нарушения проницаемости.

blood-brain barrierfocused ultrasoundtremorParkinson’s diseaseessential tremormagnetic resonance imagingfocused ultrasoundthalamotomyгематоэнцефалический барьерфокусированный ультразвуктреморболезнь Паркинсонаэссенциальный тремормагнитно-резонансная томографияфокусированный ультразвукталамотомияPardridge WM. Drug transport across the blood–brain barrier. J Cereb Blood Flow Metab. 2012;32(11):1959–1772. doi: 10.1038/jcbfm.2012.126Daneman R. The blood-brain barrier in health and disease. Ann Neurol. 2012;72(5):648–672. doi: 10.1002/ana.23648Jain KK. Nanobiotechnology-based strategies for crossing the blood-brain barrier. Nanomedicine (Lond). 2012;7(8):1225–1233. doi: 10.2217/nnm.12.86Wang H, Wang B, Normoyle KP, et al. Brain temperature and its fundamental properties: a review for clinical neuroscientists. Front Neurosci. 2014;8:307. doi: 10.3389/fnins.2014.00307Mehta RI, Carpenter JS, Mehta RI, et al. Blood-brain barrier opening with MRI-guided focused ultrasound elicits meningeal venous permeability in humans with early alzheimer disease. Radiology. 2021;298(3):654–662. doi: 10.1148/radiol.2021200643Ohye C, Higuchi Y, Shibazaki T, et al. Gamma Knife thalamotomy for Parkinson disease and essential tremor: a prospective multicenter study. Neurosurgery. 2012;70(3):526–535. doi: 10.1227/NEU.0b013e3182350893Foffani G, Trigo-Damas I, Pineda-Pardo JA, et al. Focused ultrasound in Parkinson’s disease: a twofold path toward disease modification. Mov Disord. 2019;34(9):1262–1273. doi: 10.1002/mds.27805Crawford JR, Deary IJ, Starr J, Whalley LJ. The NART as an index of prior intellectual functioning: a retrospective validity study covering a 66-year interval. Psychol Med. 2001;31(3):451–458. doi: 10.1017/s0033291701003634Zenaro E, Piacentino G, Constantin G. The blood-brain barrier in Alzheimer’s disease. Neurobiol Dis. 2017;107:41–56. doi: 10.1016/j.nbd.2016.07.007Larcipretti AL, Gomes FC, Udoma-Udofa OC, et al. Radiosurgical thalamotomy for the management of tremors: a systematic review and meta-analysis. Neurol Sci. 2024;46(1):79–88. doi: 10.1007/s10072-024-07670-xИванов П.И., Зубаткина И.С., Бутовская Д.А., Кожокарь Т.И. Радиохирургическое лечение резистентного к медикаментозной терапии тремора при болезни Паркинсона. Нейрохирургия. 2021;23(1):16–25. Ivanov PI, Zubatkina IS, Butovskaya DA, Kozhokar TI. Radiosurgical treatment of medically refractory Parkinson’s tremor. Russian journal of neurosurgery. 2021;23(1):16–25. doi: 10.17650/1683-3295-2021-23-1-16-25Siedek F, Yeo SY, Heijman E, et al. Magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound (MR-HIFU): technical background and overview of current clinical applications (Part 1). Rofo. 2019;191(6):522–530. doi: 10.1055/a-0817-5645McDannold N, Zhang Y, Supko JG, et al. Acoustic feedback enables safe and reliable carboplatin delivery across the blood-brain barrier with a clinical focused ultrasound system and improves survival in a rat glioma model. Theranostics. 2019;9(21):6284–6299. doi: 10.7150/thno.35892Mehta RI, Ranjan M, Haut MW, et al. Focused ultrasound for neurodegenerative diseases. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2024;32(4):681–698. doi: 10.1016/j.mric.2024.03.001Legon W, Sato TF, Opitz A, et al. Transcranial focused ultrasound modulates the activity of primary somatosensory cortex in humans. Nat Neurosci. 2014;17(2):322–329. doi: 10.1038/nn.3620Tufail Y, Yoshihiro A, Pati S, et al. Ultrasonic neuromodulation by brain stimulation with transcranial ultrasound. Nat Protoc. 2011;6(9):1453–1470. doi: 10.1038/nprot.2011.371Kubanek J, Shukla P, Das A, et al. Ultrasound elicits behavioral responses through mechanical effects on neurons and ion channels in a simple nervous system. J Neurosci. 2018;38(12):3081–3091. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1458-17.2018Meng Y, Abrahao A, Heyn CC, et al. Glymphatics visualization after focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening in humans. Ann Neurol. 2019;86(6):975–980. doi: 10.1002/ana.25604Lee W, Kim H, Jung Y, et al. Transcranial focused ultrasound-mediated neurostimulation in psychiatry: a review of the current state and implications for clinical practice. Front Psychiatry. 2021;12:732616. doi: 10.3389/fpsyt.2021.732616Kennedy JE. High-intensity focused ultrasound in the treatment of solid tumours. Nat Rev Cancer. 2005;5(4):321–327. doi: 10.1038/nrc1591Blackmore J, Shrivastava S, Jerome J, et al. Ultrasound neuromodulation: a review of results, mechanisms and safety. Ultrasound Med Biol. 2019;45(7):1509–1536. doi: 10.1016/j.ultrasmedbio.2018.12.015Fomenko A, Chen KHS, Nankoo JF, et al. Low-intensity ultrasound neuromodulation: an overview of mechanisms and emerging human applications. Brain Stimul. 2018;11(6):1209–1217. doi: 10.1016/j.brs.2018.08.013Daneman R, Prat A. The blood-brain barrier. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2015;7(1):a020412. doi: 10.1101/cshperspect.a020412Elias WJ, Huss D, Voss T, et al. A pilot study of focused ultrasound thalamotomy for essential tremor. N Engl J Med. 2013;369(7):640–648. doi: 10.1056/NEJMoa1300962Lipsman N, Meng Y, Bethune AJ, et al. Blood-brain barrier opening in Alzheimer’s disease using MR-guided focused ultrasound. Nat Commun. 2018;9(1):2336. doi: 10.1038/s41467-018-04529-6Chen J, Liu X, Dong X, et al. Focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening improves spatial learning and memory by altering amyloid-β and inflammation in Alzheimer’s disease mice. Acta Neuropathol Commun. 2023;11(1):84. doi: 10.1186/s40478-023-01533-w