MRI-Guided Focused Ultrasound in Cervical Dystonia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. MRI-guided focused ultrasound (MRgFUS) is approved for management of various movement disorders, primarily essential tremor and Parkinson’s disease (PD), with favorable long-term outcomes in numerous patients worldwide. However, few case studies describe the use of this modality for symptomatic treatment of dystonias that, as the third most common movement disorder, may be rather disabling.

Objective: To improve outcomes in patients with cervical dystonia (CD) using MRgFUS.

Materials and methods. We retrospectively analyzed 13 cases of various CD types managed with MRgFUS in single or multiple sessions. The mean age of the patients was 42 [39; 53] years. The Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale (TWSTRS) was used to assess patients' statuses and severity of CD symptoms during therapy and the last available observation period. The targets included the pallidothalamic tract and the thalamic ventral oralis complex nucleus or their combination.

Results. The mean follow-up period was 13.3 ± 3.4 months (July 2021 to April 2023). The mean CD severity sum score (TWSTRS score) was 22 [16; 25] before MRgFUS and 6 [4; 9] in the last observation. Therefore, we report 70.6% [55.6; 76.5] improvement (paired samples t-test p = 0.0025).

Conclusion. Available data evidence that MRgFUS is efficient and sufficiently safe for symptomatic treatment in pharmacoresistant CD patients. A number of vital aspects of MRgFUS have to be specified in larger CD cohorts in the long-term follow-up.

About the authors

Rezida M. Galimova

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

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

Cand. Sci. (Med.), Department of Neurosurgery, Bashkir State Medical University; Chief, Neurosurgeon, Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Russian Federation, Ufa; Ufa

Sergey N. Illarioshkin

Research Center of Neurology

Email: annaly-nevrologii@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0002-2704-6282

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

Russian Federation, Moscow

Igor V. Buzaev

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

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

D. Sci. (Med.), Prof., Surgery Department, Bashkir State Medical University; Cardiovascular Surgeon, Intelligent Neurosurgery Clinic, International Medical Center V.S. Buzaev Memorial

Russian Federation, Ufa; 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, Ufa

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, Ufa

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

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, Ufa

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

Russian Federation, Ufa; Ufa

Dinara R. Teregulova

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

Email: dinamail@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6283-3735

Cand. Sci. (Med.), Neurologist

Russian Federation, Ufa

References

  1. Albanese A., Bhatia K., Bressman S. et al. Phenomenology and classification of dystonia: a consensus update. Mov. Disord. 2013;28:863–873. doi: 10.1002/mds.25475
  2. Defazio G., Jankovic J., Giel J.L., Papapetropoulos S. Descriptive epidemiology of cervical dystonia. Tremor Other Hyperkinet. Mov. (N.Y.) 2013;3:tre-03-193-4374-203. doi: 10.5334/tohm.170
  3. Marras C., Van den Eeden S.K., Fross R.D. et al. Minimum incidence of primary cervical dystonia in a multiethnic health care population. Neurology. 2007;69(7):676–680. doi: 10.1212/01.wnl.0000267425.51598.c9
  4. Клинические рекомендации по диагностике и лечению дистонии / по ред. Е.И. Гусева, А.Б. Гехта. М.; 2014. 26 c. Gusev E.I., Gecht A.B. (eds.) Clinical guidelines for the diagnosis and treatment of dystonia. Moscow; 2014. 26 p. (In Russ.)
  5. Иллариошкин С.Н., Иванова-Смоленская И.А. Дрожательные гиперкинезы. Руководство для врачей. М.; 2011:100–103. Illarioshkin S.N., Ivanova-Smolenskaya I.A. Trembling hyperkinesis. Guide for doctors. Moscow; 2011:100–103. (In Russ.)
  6. Залялова З. А. Современные классификации мышечных дистоний, стратегия лечения. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2013;(3):85–89. Zalyalova Z.A. Current classifications of dystonies, treatment strategy. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2013;113(3):85–89. (In Russ.)
  7. Иволгин А.Ф., Авсейцева Т.Ю. Цервикальная дистония: пути повышения эффективности ботулинотерапии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020;120(6):137–143. Ivolgin AF, Avseitseva TY. Cervical dystonia: ways to improve the effectiveness of botulinum therapy. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2020;120(6):137–143. (In Russ.) doi: 10.17116/jnevro2020120061137
  8. Краснов М.Ю., Тимербаева С.Л., Иллариошкин С.Н. Генетика наследственных форм дистонии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2013;(2):55–62. Krasnov M.Yu., Timerbaeva S.L., Illarioshkin S.N. Genetics of hereditary forms of dystonia. Annals of Clinical and Experimental Neurology. 2013;(2):55–62. (In Russ.).
  9. Raju S., Ravi A., Prashanth, L. Cervical dystonia mimics: a case series and review of the literature. Tremor and Other Hyperkinetic Movements. Tremor Other Hyperkinet. Mov. (N. Y.). 2019;9:10.7916/tohm.v0.707. doi: 10.7916/tohm.v0.707
  10. Попов В.А., Томский А.А., Гамалея А.А., Седов А.С. История изучения патогенеза и хирургического лечения цервикальной дистонии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020;120(7):128–133. Popov V.A., Tomsky A.A., Gamaleya A.A., Sedov A.S. Historical view on the pathogenesis and surgical treatment of cervical dystonia. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2020;120(7):128–133. (In Russ.) doi: 10.17116/jnevro2020120071128
  11. Comella C.L., Leurgans S., Wuu J. et al. Rating scales for dystonia: a multicenter assessment. Mov. Disord. 2003;18(3):303–312. doi: 10.1002/mds.10377
  12. Loher T.J., Pohle T., Krauss J.K. Functional stereotactic surgery for treatment of cervical dystonia: review of the experience from the lesional era. Stereotact. Funct. Neurosurg. 2004;82(1):1–13. doi: 10.1159/000076654
  13. Horisawa S., Yamaguchi T., Abe K. Magnetic resonance-guided focused ultrasound thalamotomy for focal hand dystonia: a pilot study. Mov. Disord. 2021;36(8):1955–1959. doi: 10.1002/mds.28613
  14. Horisawa S., Kohara K., Nonaka T. et al. Unilateral pallidothalamic tractotomy at Forel’s field H1 for cervical dystonia. Ann. Clin. Transl. Neurol. 2022;9(4):478–487. doi: 10.1002/acn3.51532
  15. Loher T.J., Capelle H.H., Kaelin-Lang A. et al. Deep brain stimulation for dystonia: Outcome at long-term follow-up. J. Neurol. 2008;255(6):881–884. doi: 10.1007/s00415-008-0798-6
  16. Simpson D.M., Hallett M., Ashman E.J. et al. Practice guideline update summary. Botulinum neurotoxin for the treatment of blepharospasm, cervical dystonia, adult spasticity, and headache. Report of the Guideline Development Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 2016;86(19):1818–1826. doi: 10.1212/WNL.0000000000002560
  17. Volkmann J., Wolters A., Kupsch A. et al. Pallidal deep brain stimulation in patients with primary generalised or segmental dystonia: 5-year follow-up of a randomised trial. Lancet Neurol. 2012;11(12):1029–1038. doi: 10.1016/S1474-4422(12)70257-0
  18. Коваленко А.П., Залялова З.А., Иволгин А.Ф. Новые подходы к лечению цервикальной дистонии. Концепция двойного навигационного контроля. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2021;13(6):124–131. Kovalenko A.P., Zalyalova Z.A., Ivolgin A.F. Novel approaches to the treatment of cervical dystonia. The concept of dual navigation control. Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2021;13(6):124–131. (In Russ.) doi: 10.14412/2074-2711-2021-6124-131
  19. Кандель Э.И., Войтына С.В. Деформирующая мышечная (торсионная) дистония. М.; 1971. 184 c. Kandel E.I., Voityna S.V. Deforming muscular (torsion) dystonia. Moscow; 1971. 184 p. (In Russ.)
  20. Тюрников В.М., Маркова Е.Д., Добжанский Н.В. Хирургическое лечение краниальной и цервикальной дистонии. Нервные болезни. 2007;(3):28–32. Tyurnikov V.M., Markova E.D., Dobzhansky N.V. Surgical treatment of cranial and cervical dystonia. Nervous diseases. 2007;(3):28–32. (In Russ.)
  21. Холявин А.И., Аничков А.Д., Шамрей В.К. Функциональная нейрохирургия в лечении нервных и психических заболеваний. СПб.; 2018. 191 с. Kholyavin A.I., Anichkov A.D., Shamrey V.K. Functional neurosurgery in the treatment of nervous and mental diseases. St. Petersburg; 2018. 191 p. (In Russ.)
  22. Hassler R., Dieckmann G. Stereotactic treatment of different kinds of spasmodic torticollis. Confinia Neurologica. 1970;32(2-5):135–143. doi: 10.1159/000103408
  23. Hassler R., Hess W.R. Experimental and anatomic studies of rotatory movements and their control mechanisms. Arch. Psychiatr. Nervenkr. 1954;192:488–526. doi: 10.1152/jn.1962.25.4.455
  24. Horisawa S., Fukui A., Tanaka Y. et al. Pallidothalamic tractotomy (Forel’s Field H1-tomy) for dystonia: Preliminary results. World Neurosurg. 2019;129:e851–e856. doi: 10.1016/j.wneu.2019.06.055
  25. Kaji R., Bhatia K., Graybiel A. Pathogenesis of dystonia: is it of cerebellar or basal ganglia origin? J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2018;89:488–492. doi: 10.1136/jnnp-2017-316250
  26. Jacksch C., Zeuner K.E., Helmers A.K. Long-term efficacy with deep brain stimulation of the globus pallidus internus in cervical dystonia: a retrospective monocentric study. Neurol. Res. Pract. 2022;4:48. doi: 10.1186/s42466-022-00214-8
  27. Walsh R.A., Sidiropoulo C., Lozano A.M. et al. Bilateral pallidal stimulation in cervical dystonia: blinded evidence of benefit beyond 5 years. Brain. 2013;136(3):761–769. doi: 10.1093/brain/awt009
  28. Cacciola F., Farah J.O., Eldridge P.R. et al. Bilateral deep brain stimulation for cervical dystonia: Long-term outcome in a series of 10 patients. Neurosurgery. 2010;67(4):957–963. doi: 10.1227/NEU.0b013e3181ec49c7
  29. Fasano A., De Vloo P., Llinas M. et al. Magnetic resonance imaging-guided focused ultrasound thalamotomy in Parkinson tremor: reoperation after benefit decay. Mov. Disord. 2018;33(5):848–849. doi: 10.1002/mds.27348
  30. Martínez‐Fernández R., Rodríguez‐Rojas R., Del Álamo M. Focused ultrasound subthalamotomy in patients with asymmetric Parkinson’s disease: a pilot study. Lancet Neurol. 2018;17(1):54–63. doi: 10.1016/S1474-4422(17)30403-9
  31. Elias W., Lipsman N., Ondo W. A randomized trial of focused ultrasound thalamotomy for essential tremor. N. Engl. J. Med. 2016;375(8):730–739. doi: 10.1056/NEJMoa1600159
  32. Галимова Р.М., Набиуллина Д.И., Иллариошкин С.Н. и др. Первый в России опыт лечения пациентов с эссенциальным тремором методом фокусированного ультразвука под контролем МРТ. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2022;16(2):5–14. Galimova R.M., Nabiullina D.I., Illarioshkin S.N. et al. First use of MRI-guided focused ultrasound to treat patients with essential tremor in Russia. Annals of Clinical and Experimental Neurology. 2022;16(2):5–14. (In Russ.). doi: 10.54101/ACEN.2022.2.1
  33. Horisawa S., Yamaguchi T., Abe K. A single case of MRI-guided focused ultrasound ventro-oral thalamotomy for musician’s dystonia. J. Neurosurg. 2018;131(2):384–386. doi: 10.3171/2018.5.JNS173125
  34. Jamora R., Chang W.C., Taira T. Transcranial magnetic resonance-guided focused ultrasound in X-linked dystonia-Parkinsonism. Life (Basel). 2021;11(5):392. doi: 10.3390/life11050392
  35. Gallay M.N., Moser D., Magara A.E. et al. Bilateral MR-guided focused ultrasound pallidothalamic tractotomy for Parkinson’s disease with 1-year follow up. Front. Neurol. 2021;12:601153. doi: 10.3389/fneur.2021.601153

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Age distribution of operated CD patients.

Download (106KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Axial and coronal MR images in 30 days after right PTT MRgFUS destruction.

Download (824KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. TWSTRS scores pre (I) and immediately post (II) MRgFUS intervention.

Download (114KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Galimova R.M., Illarioshkin S.N., Buzaev I.V., Sidorova Y.A., Krekotin D.K., Safin S.M., Nabiullina D.I., Akhmadeeva G.N., Teregulova D.R.

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».