塞栓性脳卒中のウサギモデルにおける血栓の溶解のための高強度の焦点超音波（HIFU）

患者の2〜6％のみが、代替療法が必要であることを示唆して、急性虚血性脳卒中の血栓溶解療法を受けていると推定されています。この研究では、高強度に焦点を合わせた超音波（HIFU）が脳卒中の塞栓モデルで血栓溶解を開始する可能性を調査します。鉄で搭載された血栓を、ニュージーランドの白いウサギの中大脳動脈（MCA）に注入し、内頸動脈を介して血管造影によって確認されました。MRIを使用して、鉄で搭載された血栓を局在させ、治療のためにHIFUビームを標的にしました。HIFUパルス（1.5 MHz、1ミリ秒のバースト、1 Hzパルス繰り返し頻度、20秒間）を適用して血栓溶解を開始しました。繰り返し血管造影と組織学を使用して、再灌流と血管の損傷を評価しました。275 Wの音響出力を使用して、テストされた3つのウサギの治療後の血管造影に再灌流の証拠はありませんでした。別の動物のグループでは、415 Wの音響出力が適用され、治療された4つの動物のうち2つ（50％）の動物で再灌流が観察されました。動物の最後のグループでは、音響出力がさらに550 Wに増加し、テストされた7つの7（〜70％）の動物で再灌流が行われました。組織学的分析では、HIFU治療後も超音波容器がそのままであることが確認されました。おそらく、ウサギの頭蓋骨の基部に標的容器が近接しているため、おそらく超音波検査部位の外で出血が検出されました。これらの結果は、標的容器に即座に損傷を与えることなく効果的な血栓溶解を引き起こすために、スタンドアロンの方法としてHIFUを使用する可能性を示しています。HIFUは、脳卒中患者を特定して評価するために使用されるイメージングモダリティと組み合わされて、患者の流れ回復を達成するための時間を劇的に短縮し、それによって血栓溶解治療の恩恵を受ける患者の数を大幅に増加させる可能性があります。

It is estimated that only 2-6% of patients receive thrombolytic therapy for acute ischemic stroke suggesting that alternative therapies are necessary. In this study, we investigate the potential for high intensity focused ultrasound (HIFU) to initiate thrombolysis in an embolic model of stroke. Iron-loaded blood clots were injected into the middle cerebral artery (MCA) of New Zealand White rabbits, through the internal carotid artery and blockages were confirmed by angiography. MRI was used to localize the iron-loaded clot and target the HIFU beam for treatment. HIFU pulses (1.5 MHz, 1 ms bursts, 1 Hz pulse repetition frequency, 20 s duration) were applied to initiate thrombolysis. Repeat angiograms and histology were used to assess reperfusion and vessel damage. Using 275 W of acoustic power, there was no evidence of reperfusion in post-treatment angiograms of 3 rabbits tested. In a separate group of animals, 415 W of acoustic power was applied and reperfusion was observed in 2 of the 4 (50%) animals treated. In the last group of animals, acoustic power was further increased to 550 W, which led to the reperfusion in 5 of 7 (∼70%) animals tested. Histological analysis confirmed that the sonicated vessels remained intact after HIFU treatment. Hemorrhage was detected outside of the sonication site, likely due to the proximity of the target vessel with the base of the rabbit skull. These results demonstrate the feasibility of using HIFU, as a stand-alone method, to cause effective thrombolysis without immediate damage to the targeted vessels. HIFU, combined with imaging modalities used to identify and assess stroke patients, could dramatically reduce the time to achieve flow restoration in patients thereby significantly increasing the number of patients which benefit from thrombolysis treatments.