First use of MRI-guided focused ultrasound to treat patients with essential tremor in Russia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Treatment with MRI-guided focused ultrasound (MRgFUS) is a new, non-invasive surgical technique for treating extrapyramidal movement disorders. This article presents the first use of MRgFUS in Russia for treating patients with essential tremor (ET).

Materials and methods. Patients (n = 26; 17 men and 9 women) aged 21–82 years (median age 46.0 years) and with severe and refractory ET, underwent MRgFUS thalamotomy (ExAblate 4000, Insightec). One side was treated in 22 patients (left thalamus in 18 and right thalamus in 6), both sides were treated concurrently in two patients, and both sides were treated consecutively in two patients. Tremor was assessed using the Clinical Rating Scale for Tremor (CRST). Because international clinical specialists could not visit Russia due to the COVID-19 pandemic, MRgFUS was performed via telehealth on May 5, 2020, in a world first.

Results. A satisfactory result was achieved in 25 (96%) out of 26 patients. CRST scores improved by 64.7% on the side of the operation, by 10.2% on the control side, and by 37.5% overall. Intraoperative side effects included headache during sonication (42.3%), vertigo (15.4%), nausea (11.5%), vomiting (7.7%), numbness (3.8%), ataxia (3.8%), and pathological response to cold exposure (3.8%). The symptoms resolved immediately after surgery. Unstable gait was noted in five patients, which completely resolved two weeks after surgery. Median postoperative follow-up duration was 109 days [53; 231], with a maximum of 625 days. No relapses (if the hyperkinesia had completely disappeared) or increased tremor (if reduced after surgery) were observed.

Conclusion. The efficacy of MRgFUS for ET was 96%, with no long-term complications. Both bilateral concurrent and bilateral consecutive MRgFUS thalamotomy is possible, but its efficacy and safety should be assessed in a randomized study. In a world first, MRgFUS was successfully implemented using telehealth.

About the authors

Rezida M. Galimova

Bashkir State Medical University; Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: rezida@galimova.com
ORCID iD: 0000-0003-2758-0351

Cand. Sci. (Med.), Department of neurosurgery, Chief, neurosurgeon

Russian Federation, Ufa; 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Dinara I. Nabiullina

Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: nabiullina.dinara@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2570-3709

neurologist

Russian Federation, 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Sergey N. Illarioshkin

Research Center of Neurology

Email: snillario@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2704-6282

D.Sci. (Med.), Prof., Academician of the RAS, Deputy Director

Russian Federation, Moscow

Shamil M. Safin

Bashkir State Medical University

Email: safinsh@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0100-6100

D. Sci. (Med.), Prof., Head, Department of neurosurgery

Russian Federation, Ufa

Yulia A. Sidorova

Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: yuliasi.ufa@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0992-0239

neurologist

Russian Federation, 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Gulnara N. Akhmadeeva

Bashkir State Medical University; Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: nevrolog.ufa@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5516-0587

Cand. Sci (Med.), Department of neurology, neurologist

Russian Federation, Ufa; 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Nailya R. Mukhamadeeva

Bashkir State Medical University; Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: ishtu2013@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5158-2707

cardiologist

Russian Federation, Ufa; 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Naufal Sh. Zagidullin

Bashkir State Medical University

Email: znaufal@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2386-6707

D. Sci. (Med.), Prof., Head, Department of internal diseases

Russian Federation, Ufa

Olga V. Kachemaeva

Bashkir State Medical University; Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: olga.kachemaeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9949-9582

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Department of neurology, neurologist

Russian Federation, Ufa; 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Dmitriy K. Krekotin

Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Email: krekotin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2215-7178

Assistant, Department of MRI

Russian Federation, 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

Igor V. Buzaev

Bashkir State Medical University; Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Author for correspondence.
Email: igor@buzaev.com
ORCID iD: 0000-0003-0511-9345

D. Sci. (Med.), Prof., Surgery department, cardiovascular surgeon

Russian Federation, Ufa; 450059, Ufa, Richard Zorge str., 17/4

References

  1. Иллариошкин С.Н., Иванова-Смоленская И.А. Дрожательные гиперкинезы: руководство для врачей. М.; 2011. 354 с. Illarioshkin S.N., Ivanova-Smolenskaya I.A. [Trembling hyperkinesis: a guide for physicians]. Moscow; 2011. 354 p.
  2. Говорова Т.Г., Попова Т.Е. Эпидемиология эссенциального тремора в мире. Забайкальский медицинский вестник. 2018; (1): 141–151. Govorova T.G., Popova T.E. Epidemiology of essential tremor in the world. Zabaykal’skiy meditsinskiy vestnik. 2018; (1): 141–151 doi: 10.52485/19986173_2018_1_141
  3. Dogu O., Sevim S., Camdeviren H. et al. Prevalence of essential tremor: door-to-door neurologic exams in Mersin Province, Turkey. Neurology. 2003; 61(12): 1804–1806. doi: 10.1212/01.WNL.0000099075.19951.8c
  4. Jankovic J., Madisetty J., Dat Vuong K. Essential tremor among children. Pediatrics. 2004; 114(5): 1203–1205. doi: 10.1542/peds.2004-0031
  5. Soto M.C.S., Fasano A. Essential tremor: New advances. Clin. Parkinsonism Relat. Disord. 2020; 3: 100031. doi: 10.1016/j.prdoa.2019.100031
  6. Elble R.J. Do we belittle essential tremor by calling it a syndrome rather than a disease? No. Front. Neurol. 2020; 11: 586606. doi: 10.3389/fneur.2020.586606
  7. Rajput A.H., Rajput A. Medical treatment of essential tremor. J. Cent. Nerv. Syst. Dis. 2014; 6: 29–39. doi: 10.4137/JCNSD.S13570
  8. Zesiewicz T.A., Elble R., Louis E.D. et al. Practice parameter: therapies for essential tremor: report of the Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 2005; 64(12): 2008–2020. doi: 10.1212/01.WNL.0000163769.28552.CD
  9. Louis E.D. Essential tremor. New Engl. J. Med. 2001; 345(12): 887–891. doi: 10.1056/NEJMcp010928
  10. Hariz G.M., Lindberg M., Bergenheim A.T. Impact of thalamic deep brain stimulation on disability and health-related quality of life in patients with essential tremor. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2002; 72(1): 47–52. doi: 10.1136/jnnp.72.1.47
  11. Fasano A., Deuschl G. Therapeutic advances in tremor. Mov. Disord. 2015; 30(11): 1557–1565. doi: 10.1002/mds.26383
  12. Kondziolka D., Ong J.G., Lee J.Y.K. et al. Gamma Knife thalamotomy for essential tremor. J. Neurosurg. 2008; 108(1): 111–117. doi: 10.3171/JNS/2008/108/01/0111
  13. Галимова Р.М., Иллариошкин С.Н., Бузаев И.В., Качемаева О.В. Терапия двигательных нарушений методом фокусированного ультразвука под контролем магнитно-резонансной томографии. Рекомендации для врачей-неврологов по отбору пациентов. Бюллетень Национального общества по изучению болезни Паркинсона и расстройств движений. 2020; (1): 9–15. Galimova R.M., Illarioshkin S.N., Buzaev I.V., Kachemaeva O.V. Therapy of movement disorders by focused ultrasound under the control of magnetic resonance imaging. Recommendations for neurologists on the selection of patients. Byulleten’ Natsional’nogo obshchestva po izucheniyu bolezni Parkinsona i rasstroystv dvizheniy. 2020; (1): 9–15. (In Russ.) doi: 10.24411/2226-079X-2020-12168
  14. Тюрников В.М., Гуща А.О. Высокоинтенсивный фокусированный ультразвук в функциональной нейрохирургии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2016; 10(4): 52–57. Tyurnikov V.M., Gushcha A.O. High-intensity focused ultrasound in functional neurosurgery. Annals of clinical and experimental neurology. 2016; 10(4): 52–57. (In Russ.)
  15. Zaaroor M., Sinai A., Goldsher D. et al. Magnetic resonance–guided focused ultrasound thalamotomy for tremor: a report of 30 Parkinson’s disease and essential tremor cases. J. Neurosurg. 2017; 128(1): 202–210. doi: 10.3171/2016.10.JNS16758
  16. Martínez-Fernández R., Mahendran S., Pineda-Pardo J.A. et al. Bilateral staged magnetic resonance-guided focused ultrasound thalamotomy for the treatment of essential tremor: a case series study. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2021; 92(9): 927–931. doi: 10.1136/jnnp-2020-325278
  17. Fahn S., Tolosa E., Marín C. et al. Clinical rating scale for tremor. In: J. Jankovic, E. Tolosa (eds.). Parkinson’s disease and movement disorders. Baltimore; 1993; 2: 271–280.
  18. Stacy M.A., Elble R.J., Ondo W.G. et al. Assessment of interrater and intrarater reliability of the Fahn–Tolosa–Marin Tremor Rating Scale in essential tremor. Mov. Disord. 2007; 22(6): 833–838. doi: 10.1002/mds.21412.
  19. Sarica C., Fomenko A., Iorio-Morin C. et al. Letter to the editor. Clinical rating scale for tremor: a needed clarification. J. Neurosurg. 2021; 136(3): 932–933. doi: 10.3171/2021.7.JNS211783
  20. Kevin Wen-Kai Tsai, Jui-Cheng Chen, Hui-Chin Lai et al. The distribution of skull score and skull density ratio in tremor patients for MR-guided focused ultrasound thalamotomy. Front. Neurosci. 2021; 15: 612940. doi: 10.3389/fnins.2021.612940.
  21. Cacho-Asenjo E., Honorato-Cia C., Nuñez-Cordoba J.M. et al. Factors associated with headache and nausea during magnetic resonance-guided focused ultrasound for tremor. Mov. Disord. Clin. Pract. 2021; 8(5): 701–708. doi: 10.1002/mdc3.13210
  22. Limousin P., Speelman J.D., Gielen F., Janssens M. Multicentre European study of thalamic stimulation in parkinsonian and essential tremor. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 1999; 66(3): 289–296. doi: 10.1136/jnnp.66.3.289
  23. Fasano A., Deuschl G. Therapeutic advances in tremor. Mov. Disord. 2015; 30(11): 1557–1565. doi: 10.1002/mds.26383
  24. Frighetto L., Bizzi J., Oppitz P. Stereotactic radiosurgery for movement disorders. In: Shaped Beam Radiosurgery. Springer, Berlin, Heidelberg; 2011: 209–218. doi: 10.1007/978-3-642-11151-8_18
  25. Campbell A.M., Glover J., Chiang V.L. et al. Gamma knife stereotactic radiosurgical thalamotomy for intractable tremor: a systematic review of the literature. Radiother. Oncol. 2015; 114 (3): 296–301. doi: 10.1016/j.radonc.2015.01.013
  26. Bruno F., Catalucci A., Varrassi M. et al. Bilateral MRgFUS thalamotomy for tremor: A safe solution? Case report and review of current insights. Clin. Neurol. Neurosurg. 2020; 197: 106164. doi: 10.1016/j.clineuro.2020.106164
  27. Iorio-Morin C., Yamamoto K., Sarica C. et al. Bilateral focused ultrasound thalamotomy for essential tremor (BEST-FUS Phase 2 Trial). Mov. Disord. 2021; 36(11): 2653–2662. doi: 10.1002/mds.28716
  28. Alshaikh J., Fishman P.S. Revisiting bilateral thalamotomy for tremor. Clin. Neurol. Neurosurg. 2017; 158: 103–107. doi: 10.1016/j.clineuro.2017.04.025

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Density plot for patient gender and age.

Download (53KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Scatter plot for correlation between experience and operation effect.

Download (60KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution diagram of skull bone density.

Download (59KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Ultrasound technician prepares the DQA Phantom.

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Surgical team secures the patient's head.

Download (1MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Correlation between surgery duration and bone density.

Download (57KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. CRST scores before and after surgery (for each side).

Download (197KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. CRST total (for both sides) scores before and after surgery.

Download (109KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Galimova R.M., Nabiullina D.I., Illarioshkin S.N., Safin S.M., Sidorova Y.A., Akhmadeeva G.N., Mukhamadeeva N.R., Zagidullin N.S., Kachemaeva O.V., Krekotin D.K., Buzaev I.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».