Gezielte Störung der Blut-Hirn-Schranke mit fokussiertem Ultraschall: Assoziation mit Kavitationstätigkeit

Die akustische Emission wurde während fokussierter Ultraschallbelastungen in Verbindung mit einem Ultraschall-Kontrastmittel (Optison) überwacht, um zu bestimmen, ob die Kavitationstätigkeit mit der Induktion der Störung der Blut-Hirn-Schranke (BBBD) assoziiert ist. Vierunddreißig Stellen wurden sonifiziert (Frequenz: 260 kHz) an Zielen 10 mm tief im Gehirn von Kaninchen (N = 9). Die Sonifikationen wurden bei Spitzenamplituden des Drucks von 0,11 bis 0,57 MPa angewendet (Burstlänge: 10 ms; Wiederholfrequenz von 1 Hz; Dauer: 20 s). Die akustische Emission wurde mit einem fokussierten passiven Kavitationdetektor aufgezeichnet. Diese Emission wurde an jedem Standort während der Sonifikationen mit und ohne Optison aufgezeichnet. Nachweisbare breitbandige akustische Emission wurde nur bei 0,40 und 0,57 MPa beobachtet. BBBD wurde nach der Sonifikation bei 0,29-0,57 MPa in der Kontrast-MRT beobachtet. Das Auftreten kleiner Bereiche von extravasierten Erythrozyten schien mit diesem breitbandigen Emissionssignal assoziiert zu sein. Die Ergebnisse deuten somit darauf hin, dass BBBD, die aus fokussierten Ultraschallpulsen in Gegenwart von Optison resultiert, ohne Indikatoren für dieinertiale Kavitation in vivo, breitbandige Emission und Extravasation auftreten kann. Wenn die inertiale Kavitation nicht für die BBBD verantwortlich ist, sind andere Wechselwirkungen zwischen Ultraschall/Mikroblasen wahrscheinlich die Quelle. Ein signifikanter Anstieg des Emissionssignals aufgrund von Optison bei den zweiten und dritten Harmonischen der treibenden Ultraschallfrequenz korrelierte mit der BBBD und könnte als Online-Methode nützlich sein, um anzuzeigen, wann die Störung auftritt.