Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Многоцелевое стереотаксическое наведение и стереотаксическая томография нейрохирургической клинике (литературный обзор) 18
1.1 Использование стереотаксических методик в нефункциональной нейрохирургии опухолей головного мозга 18
1.1.1 Стереотаксическая диагностика в нефункциональной нейрохирургии 18
1.1.2 Локальные лечебные стереотаксические воздействия в хирургии опухолей головного мозга 21
1.2 Стереотаксическое наведение и его геометрическая структура 30
1.3 Адаптация томографических методов к стереотаксическому наведению 37
1.3.1 Основные характеристики стереотаксической томографии 37
1.3.2 Способы регистрации информации при стереотаксической томографии 43
1.3.3 Методы «привязки» координатных систем томографа и стереотаксических аппаратов 45
1.3.3.1 «Сканер-зависимые» стереотаксические системы 45
1.3.3.2 «Сканер-независимые» стереотаксические системы 49
1.4 «Безрамные» (навигационные) стереотаксические системы 52
1.5 Безрамная стереотаксическая томография для «рамных» стереотаксических систем 56
1.6 Факторы, влияющие на точность наведения при использовании различных способов стереотаксической томографии 59
Резюме по главе 1 64
Глава 2. Материал и методика исследования 66
2.1 Клиническая характеристика пациентов 66
2.2 Использование методов нейровизуализации. 67
2.3 Характеристика новообразований у пациентов 68
2.4 Использование программного обеспечения 70
2.5 Методика стереотаксического наведения 70
2.5.1 Стереотаксическая система поаник 70
2.5.2 Универсальный стереотаксический локализатор 73
2.5.3 Система координат пространства томографа. 75
2.5.4 Система координат головного мозга пациента. 78
2.5.5 Выполнение стереотаксических расчетов 80
2.5.6 Планирование стереотаксических траекторий 83
2.6 Методика выполнения хирургического вмешательства 84
2.7 Использовавшиеся методики стереотаксического воздействия на целевые зоны мозга 86
2.7.1 Криохирургическое воздействие 86
2.7.2 Биопсия ткани мозга 87
Резюме по главе 2. 88
ГЛАВА 3. Стереотаксическая томография и ее результаты 90
3.1 Расчетная составляющая стереотаксической томографии 91
3.1.1 Использование универсального стереотаксического локализатора 91
3.1.2 Визуализация комиссур мозга пациента 94
3.2 Диагностическая составляющая стереотаксической томографии 96
3.2.1 Режимы получаемых изображений мозга 96
3.2.2 Толщина срезов 98
3.2.3 Ориентация срезов мозга 98
3.2.4 Стереотаксическое планирование
с использованием метода «локализационных маршрутов» 100
3.3 Протоколы проведения стереотаксической МРТ-разметки 104
3.4 Протокол проведения стереотаксической ПЭТ/КТ-разметки 107
Резюме по главе 3. 108
ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование точности используемой методики стереотаксического наведения . 110
4.1 Экспериментальное измерение погрешности локализации целевых точек при МРТ и МСКТ-сканировании 111
4.2 Экспериментальное измерение погрешности локализации целевых точек при совмещенном ПЭТ/КТ-сканировании 119
РЕЗЮМЕ ПО ГЛАВЕ 4. 123
ГЛАВА 5. Результаты предоперационного стереотаксического планирования при внутримозговых опухолях различной локализации 124
5.1 Применение методик стереотаксической томографии 124
5.2 Предоперационное планирование траекторий стереотаксического доступа
5.2.1 Основные факторы, учитываемые при выборе стереотаксических траекторий 124
5.2.2 Предоперационное стереотаксическое планирование
при опухолях лобной доли 126
5.2.3 Стереотаксическое планирование при опухолях островка 126
5.2.4 Стереотаксическое планирование при опухолях височной доли 127
5.2.5 Стереотаксическое планирование при опухолях теменной и затылочной долей 128
5.2.6 Стереотаксическое планирование при опухолях области центральных извилин 129
5.2.7 Стереотаксическое планирование при опухолях мозолистого тела 130
5.2.8 Стереотаксическое планирование при опухолях, локализующихся в области таламуса, внутренней капсулы и ножки мозга 131
РЕЗЮМЕ ПО ГЛАВЕ 5. 134
ГЛАВА 6. Варианты стереотаксических вмешательств у пациентов с новообразованиями головного мозга 135
6.1 Стереотаксическая биопсия 135
6.1.1 Стереотаксическая разметка при планировании биопсии 137
6.2 Стереотаксическая криодеструкция опухолевой ткани 138
6.2.1 Тотальная стереотаксическая криодеструкция новообразований мозга 140
6.2.1.1 Стереотаксическая разметка при тотальной стереотаксической
криодеструкции опухоли 142
6.2.2 Локальная селективная стереотаксическая криодеструкция опухолей мозга 146
6.2.2.1 Планирование локальной селективной стереотаксической криодеструкции опухоли 147
6.3 Стереотаксическая имплантация вентрикулоперитонеального шунта 152
6.4 Стереотаксическая краниотомия 154
6.5 Комбинированные операции стереотаксической криодеструкции и открытого удаления опухоли мозга 158
6.5.1 Предоперационная разметка при комбинированных стереотаксических криодеструкциях 160
Резюме по главе 6. 165
ГЛАВА 7. Ближайшие и отдаленные результаты стереотаксических вмешательств 166
7.1 Ближайшие послеоперационные результаты 166
7.1.1 Результаты гистологического исследования биопсийного материала 166
7.1.2 Оценка клинико-неврологического статуса пациентов в ближайшем послеоперационном периоде 166
7.1.3 Результаты контрольной послеоперационной томографии 170
7.2 Отдаленные послеоперационные результаты 174
7.2.1 Динамика морфологических изменений на томограммах в отдаленном послеоперационном периоде 174
7.2.2 Динамика состояния пациентов после лечебных многоцелевых стереотаксических вмешательств 179
Резюме по главе 7. 184
Заключение 186
Выводы 194
Практические рекомендации 196
Список литературы 200
- Локальные лечебные стереотаксические воздействия в хирургии опухолей головного мозга
- Методика стереотаксического наведения
- Режимы получаемых изображений мозга
- Предоперационное планирование траекторий стереотаксического доступа
Введение к работе
Актуальность проблемы. Последнее десятилетие характеризуется интенсивным развитием малоинвазивной хирургической техники и широким ее внедрением в клиническую практику нейрохирургических стационаров. И в нашей стране, и за рубежом за указанный период отмечается значительный рост активности использования стереотаксических методик. Это касается как функциональных стереотаксических вмешательств, так и операций, выполняемых у пациентов с очаговыми патологическими образованиями головного мозга.
Стереотаксическая биопсия считается общепризнанным и неотъемлемым звеном в комплексе современных методов диагностики опухолей головного мозга (Иванов П.И. с соавт., 2007; Шуляков О.С. с соавт., 2007; Smith J.S. et al., 2005; Jain D. et al., 2006; Elder J.B. et al., 2009). В то же время, лечебным стереотаксическим воздействиям при внутримозговых опухолях в мировой литературе уделяется существенно меньшее внимание. При этом распространенность глиом головного мозга и результаты их лечения представляют собой проблему, не имеющую в настоящее время удовлетворительного решения (Олюшин В.Е. с соавт., 2007; Залуцкий И.В. с соавт., 2008; Glantz M. et al., 2009; Tonn J.-C. et al., 2010). Особенно это касается опухолей, локализующихся в глубинных и функционально значимых отделах мозга, при которых хирургическое удаление традиционным способом может быть противопоказанным из-за высокого риска нарастания неврологического дефицита в послеоперационном периоде (Кравец Л.Я. с соавт., 2009; Kumabe T. et al., 2007; Duffau H., 2008; Moshel Y.A. et al., 2008).
Применение лучевой или химиотерапии вместо хирургического вмешательства в таких случаях не приводит к существенному увеличению продолжительности жизни пациентов (Stupp R. et al., 2002; Nieder C. et al., 2005). Радиохирургические стереотаксические методики (Голанов А.В. с соавт., 2009; Yen C.P. et al., 2007; Niranjan A. et al., 2009) имеют достаточно ограниченную применимость для этой группы больных, характеризуются высокой стоимостью и малодоступны в нашей стране. В этих условиях, проведение лечебных деструкций опухолевой ткани с использованием многоцелевого стереотаксического наведения могло бы улучшить результаты лечения таких пациентов.
В литературе встречаются лишь единичные сообщения о применении локальной стереотаксической деструкции при внутримозговых новообразованиях (Кандель Э.И., 1981; Тахакаши Х. с соавт., 2009; Slavin K.V. et al., 1998). Одним из факторов, препятствующих широкому распространению лечебной стереотаксической деструкции опухолей, является отсутствие методики расчетной предоперационной подготовки многоцелевых стереотаксических вмешательств, которая в максимальной степени использовала бы современные возможности нейровизуализации.
Известно, что на точности стереотаксического наведения, и, соответственно, на результатах стереотаксических вмешательств могут негативно отражаться погрешности измерений, выполняемых на предоперационных изображениях мозга пациента (Ferroli P. et al., 2004; Breit S. et al., 2006; Kondziolka D. et al., 2009). При этом в современной литературе практически отсутствуют сведения о погрешностях при стереотаксическом наведении с использованием совмещенной ПЭТ/КТ, а имеющиеся данные о величинах погрешностей наведения при стереотаксической МРТ противоречат друг другу (Yu C. et al., 2001; Breit S. et al., 2006; Schulder M. et al., 2009).
Порядок проведения стереотаксической разметки с использованием томографии методически должен соответствовать общей организации расчетной предоперационной подготовки пациента. Большинство применяемых на сегодняшний день «классических» методик наведения на глубинные структуры мозга основаны на «жесткой» организации стереотаксической процедуры (Аничков А.Д. с соавт., 2006; Bucholz R., 2009). Такая организация предполагает строго определенную последовательность проведения всех ее этапов, причем ни один из них не может быть отложен или перенесен на другой день. Длительность всей процедуры (до 5-6 часов и более, особенно когда требуется речь идет о многоцелевом стереотаксическом наведении) неизбежно утомляет и снижает внимание членов хирургической бригады, а также «изматывает» пациента, что, в свою очередь, не может не сказываться на результатах стереотаксического лечения (Салова Е.М. с соавт., 2009).
Решить эту проблему позволило бы использование «безрамных» стереотаксических систем, для которых характерна «гибкая» организация стереотаксического наведения, когда возможно проведение предоперационной разметки (стереотаксической томографии) накануне или даже за несколько дней до операции. При использовании «безрамной» методики стереотаксическая процедура проходит в более комфортных условиях для пациента, по сравнению с «рамными» системами. Однако точность наведения на целевые точки мозга для «безрамных» систем на сегодняшний день уступает точности, обеспечиваемой «рамным» стереотаксисом (Sharan A.D. et al., 2003; Bucholz R., 2009; Elder J.B. et al., 2009). В результате они пока еще не могут заменить классические «рамные» стереотаксические системы при вмешательствах в области глубоких подкорковых структур.
Таким образом, актуальность настоящей работы определяется:
-
наличием пациентов с глубинно расположенными глиальными опухолями головного мозга, традиционные методы лечения которых не обеспечивают удовлетворительных результатов;
-
возможностью улучшения результатов лечения данной группы пациентов при использовании хирургических вмешательств с применением многоцелевого стереотаксического наведения;
-
имеющимися недостатками общепринятых «рамных» и «безрамных» методик стереотаксического наведения, затрудняющих их применение при подготовке и проведении многоцелевых стереотаксических операций;
-
появлением новых современных методик томографии, применение которых в стереотаксической нейрохирургии позволило бы в значительной степени усовершенствовать процедуру планирования и проведения операций многоцелевого стереотаксического наведения.
Исходя из вышесказанного, целью работы является улучшение результатов лечения пациентов с глиомами головного мозга путем разработки универсальной концепции многоцелевого стереотаксического наведения с использованием современных методов нейровизуализации и обработки медицинских изображений, позволяющей обеспечить гибкую организацию процесса предоперационной расчетной подготовки.
Задачи исследования:
-
Изучение условий, при которых возможно проведение стереотаксической томографии в «безрамном» режиме (то есть в отсутствие стереотаксической рамы на голове пациента) без снижения точности стереотаксического наведения.
-
Оценка величин погрешностей измерений, проводимых в процессе стереотаксического наведения, на томографических срезах, формируемых современными диагностическими МРТ- и ПЭТ/КТ-сканерами.
-
Поиск основных режимов и условий проведения стереотаксической томографии (МРТ и ПЭТ/КТ), позволяющих оптимально визуализировать целевые зоны патологических образований головного мозга и осуществлять планирование стереотаксических доступов к ним.
-
Разработка способа предоперационного планирования наиболее безопасных траекторий многоцелевого стереотаксического доступа к внутримозговым новообразованиям при различных вариантах супратенториальной локализации опухолей, не требующего применения специального программного обеспечения.
-
Апробация разработанных методов расчетной предоперационной подготовки многоцелевых стереотаксических вмешательств у пациентов с внутримозговыми опухолями глубинной локализации.
-
Клинико-рентгенологическая оценка результатов стереотаксических операций многоцелевого наведения, выполненных с использованием разработанной методики.
Научная новизна. Впервые в практике «рамной» стереотаксической нейрохирургии использована методика расчетной подготовки операций, основанная на принципах «безрамной» стереотаксической компьютерной, магнитно-резонансной и позитронно-эмиссионной томографии.
Предложен и обоснован способ предоперационного выявления пролиферативно-активных зон внутримозговых новообразований с использованием позитронно-эмиссионной томографии с 11C-метионином и МРТ с контрастированием.
Сформулирован принцип стереотаксической локализации целевых точек внутримозговых новообразований и планирования траекторий доступа к ним с использованием метода «локализационных маршрутов». При этом разработаны «локализационные маршруты» для различных вариантов локализации внутримозговых новообразований с использованием стереотаксических МРТ и ПЭТ/КТ. Определен уровень погрешности стереотаксической локализации целевых точек при использовании ПЭТ/КТ.
Описана динамика морфологических изменений головного мозга пациентов (по данным послеоперационной томографии) после стереотаксической криодеструкции внутримозговых опухолей.
Практическая значимость. На основании проведенного исследования создана и внедрена универсальная методика предоперационного планирования и проведения многоцелевых стереотаксических вмешательств с использованием современных диагностических компьютерных, магнитно-резонансных и позитронно-эмиссионных томографов, позволяющая решать большое количество разнообразных клинических задач в нефункциональной стереотаксической нейрохирургии. Использование предложенной методики позволяет добиться существенного улучшения результатов лечения больных с внутримозговыми опухолями глубинной локализации, по сравнению с общепринятыми методами.
Разработанная методика предоперационного планирования является универсальной и сканер-независимой, пригодной для реализации на различных моделях диагностических томографов, не требует специального переоборудования томографической аппаратуры и использует стандартное программное обеспечение томографов или распространенные программы для просмотра медицинских изображений. Она обеспечивает гибкую организацию стереотаксической процедуры с возможностью проведения стереотаксической томографии за один или несколько дней до хирургического вмешательства.
Доказана возможность использования для стереотаксического наведения томографических срезов мозга толщиной 3-5 мм, обеспечивающих качественную визуализацию целевых зон и структур, без снижения точности стереотаксической локализации целевых точек. Созданы протоколы МРТ- и ПЭТ/КТ-сканирования головного мозга, позволяющие осуществить визуализацию участков глубинных новообразований головного мозга, подлежащих избирательной лечебной стереотаксической деструкции.
Разработана и внедрена методика предоперационного стереотаксического планирования комбинированных операций стереотаксической криодеструкции и открытого удаления опухоли головного мозга.
Разработана методика планирования стереотаксических операций, позволяющая использовать большое количество (до восьми) стереотаксических траекторий без увеличения риска осложнений и побочных эффектов вмешательства.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Разработанная методика расчетной предоперационной подготовки операций многоцелевого стереотаксического наведения основана на применении современных методов «безрамной» стереотаксической томографии, максимально приближена к стандартному исследованию головы пациента и может быть реализована при помощи программного обеспечения диагностических томографов.
-
Стереотаксические операции многоцелевого наведения на основе безрамных стереотаксических МРТ и ПЭТ/КТ могут быть выполнены у больных с глиальными новообразованиями головного мозга, недоступными открытому удалению, что приводит к улучшению результатов лечения пациентов этой группы.
-
Основными задачами предоперационной стереотаксической томографии у пациентов с глиальными новообразованиями являются определение границ опухоли, визуализация структур мозга, граничащих с новообразованием, а также выявление пролиферативно-активных зон, являющихся мишенями для многоцелевых стереотаксических операций. Указанные задачи могут быть решены при использовании современных методик стереотаксических МРТ и ПЭТ/КТ.
-
При предоперационном планировании стереотаксических вмешательств целесообразно использовать метод «локализационных маршрутов», который дает возможность планировать оптимальные траектории стереотаксического доступа и учитывать индивидуальные особенности анатомии мозга пациента.
Личный вклад автора. Предоперационная подготовка и стереотаксическое планирование всех оперативных вмешательств, осуществленных в рамках настоящего исследования, выполнена лично диссертантом или при его непосредственном участии. Диссертант принимал участие в разработке способа стереотаксического наведения на целевые точки мозга, примененного в исследовании, и конструировании универсального стереотаксического локализатора, использовавшегося при реализации данного способа. Экспериментальные измерения, касающиеся точности стереотаксической локализации целевых точек на томограммах, и анализ полученных результатов также проведены лично автором.
Диссертантом разработаны протоколы предоперационного сканирования головного мозга пациентов при проведении стереотаксической томографии, а также «локализационные маршруты» при различных вариантах стереотаксических вмешательств. Автор участвовал в проведении стереотаксических операций у всех пациентов, включенных в исследование.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: конференции «Опыт и перспективы применения отечественного нейрохирургического манипулятора «Ореол» (СПб., 2001); III, IV и V Съездах нейрохирургов России (СПб., 2002, М., 2006, Уфа, 2009); III и IV Съездах нейрохирургов Украины (Алушта, 2004, Днепропетровск, 2008); VII Международном симпозиуме «Новые технологии в нейрохирургии» (СПб., 2004); Всероссийских научно-практических конференциях «Поленовские чтения» (СПб., 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011); II, IV, VI и IX Международных конференциях «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (СПб., 2006, 2007, 2008, 2010); II Международном молодежном медицинском конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения» (СПб., 2007); 586 заседании Санкт-Петербургской ассоциации нейрохирургов им. проф. И.С.Бабчина (СПб., 2007); V Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (М., 2008); Российско-японском нейрохирургическом симпозиуме (СПб., 2008); Совместной конференции Белорусской ассоциации нейрохирургов и Санкт-Петербургской ассоциации нейрохирургов (СПб., 2009); 15-м Всемирном конгрессе международного общества криохирургов (СПб., 2009); II и III Международных научно-практических конференциях «Измерения в современном мире» (СПб., 2009, 2011); IV Всероссийском Национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов (М., 2010); Научной конференции с международным участием, посвященной 200-летию со дня рождения Н.И.Пирогова «Наследие Пирогова: прошлое, настоящее, будущее» (СПб., 2010); Невском радиологическом форуме (СПб., 2011); Симпозиуме «Современные возможности нейровизуализации (к 20-летию первого ПЭТ исследования в России)» (СПб., 2011).
Внедрение результатов исследования. Результаты работы внедрены и используются в клинике Института мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН, в клинике нейрохирургии и на кафедре рентгенологии и радиологии (с курсом ультразвуковой диагностики) Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. Стереотаксические операции многоцелевого наведения с подготовкой по разработанной методике также проводятся в городской больнице № 26 г. Санкт-Петербурга.
Результаты работы используются в учебном процессе кафедры неврологии и нейрохирургии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова.
Публикация материалов. По теме диссертации автором опубликовано 60 печатных работ, в том числе, 10 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации результатов диссертационных исследований, опубликованы главы в двух монографиях.
Получены патенты на изобретения RU 2250087 C1 (от 20 апреля 2005 г) и RU 2388415 C2 (от 10 мая 2010 г).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 219 страницах текста, состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Список литературы включает 156 источников, из которых 110 зарубежных и 46 отечественных. Диссертация иллюстрирована 19 таблицами и 65 рисунками.
Локальные лечебные стереотаксические воздействия в хирургии опухолей головного мозга
Впервые в практике «рамной» стереотаксической нейрохирургии использована методика расчетной подготовки операций, основанная на принципах «безрамной» стереотаксической компьютерной, магнитно-резонансной и пози-тронно-эмиссионной томографии.
Предложен и обоснован способ предоперационного выявления пролифе-ративно-активных зон внутримозговых новообразований с использованием по-зитронно-эмиссионной томографии с 11C-метионином и МРТ с контрастированием.
Сформулирован принцип стереотаксической локализации целевых точек внутримозговых новообразований и планирования траекторий доступа к ним с использованием метода «локализационных маршрутов». При этом разработаны «локализационные маршруты» для различных вариантов локализации внутри-мозговых новообразований, с использованием стереотаксических МРТ и ПЭТ/КТ. Определен уровень погрешности стереотаксической локализации целевых точек при использовании совмещенной ПЭТ/КТ.
Описана динамика морфологических изменений головного мозга пациентов (по данным послеоперационной томографии) после стереотаксической криодеструкции внутримозговых опухолей. Практическая значимость
На основании проведенного исследования создана и внедрена универсальная методика предоперационного планирования и проведения многоцелевых стереотаксических вмешательств с использованием современных диагностических компьютерных, магнитно-резонансных и позитронно-эмиссионных томографов, позволяющая решать большое количество разнообразных клини 13 ческих задач в нефункциональной стереотаксической нейрохирургии. Использование предложенной методики предоперационной подготовки при хирургическом лечении больных с внутримозговыми опухолями глубинной локализации позволяет добиться существенного улучшения клинических результатов лечения таких пациентов, по сравнению с общепринятыми методиками.
Разработанная методика предоперационного планирования является универсальной и сканер-независимой, пригодной для реализации на различных моделях диагностических томографов, не требует специального переоборудования томографической аппаратуры и использует стандартное программное обеспечение томографов или распространенные программы для просмотра медицинских изображений. Она обеспечивает гибкую организацию стереотаксиче-ской процедуры с возможностью проведения стереотаксической томографии за один или несколько дней до хирургического вмешательства.
Доказана возможность использования для стереотаксического наведения томографических срезов мозга толщиной 3-5 мм, обеспечивающих качественную визуализацию целевых зон и структур, без снижения точности стереотак-сической локализации целевых точек.
Созданы протоколы МРТ- и ПЭТ/КТ-сканирования головного мозга, позволяющие осуществить визуализацию участков глубинных новообразований головного мозга, подлежащих избирательной лечебной стереотаксической деструкции.
Разработана и внедрена методика предоперационного стереотаксического планирования комбинированных операций стереотаксической криодеструкции и открытого удаления опухоли головного мозга.
Разработана методика планирования стереотаксических операций, позволяющая использовать большое количество (до восьми) стереотаксических траекторий без увеличения риска осложнений и побочных эффектов вмешательства. Основные положения, выносимые на защиту:
1. Разработанная методика расчетной предоперационной подготовки операций многоцелевого стереотаксического наведения основана на применении современных методов «безрамной» стереотаксической томографии, максимально приближена к стандартному исследованию головы пациента и может быть реализована при помощи программного обеспечения диагностических томографов.
2. Стереотаксические операции многоцелевого наведения на основе безрамных стереотаксических МРТ и ПЭТ/КТ могут быть выполнены у больных с глиальными новообразованиями головного мозга, недоступными открытому удалению, что приводит к улучшению результатов лечения пациентов этой группы.
3. Основными задачами предоперационной стереотаксической томографии у пациентов с глиальными новообразованиями являются определение границ опухоли, визуализация структур мозга, граничащих с новообразованием, а также выявление пролиферативно-активных зон, являющихся мишенями для многоцелевых стереотаксических операций. Указанные задачи могут быть решены при использовании современных методик стереотаксических МРТ и ПЭТ/КТ.
4. При предоперационном планировании стереотаксических вмешательств целесообразно использовать метод «локализационных маршрутов», который дает возможность планировать оптимальные траектории стереотаксиче-ского доступа и учитывать индивидуальные особенности анатомии мозга пациента.
Методика стереотаксического наведения
Следует еще обратить внимание на тот факт, что процесс стереотаксиче-ской томографии имеет определенную длительность по времени (от нескольких минут до получаса, в зависимости от типа томографа и количества используемых серий срезов). За это время возможно смещение головы пациента вследствие непроизвольных движений, что также может вносить ошибку в процесс «привязки» координатных систем. Это не касается систем, предусматривающих жесткое крепление стереотаксической рамы (и вместе с тем головы пациента) к подголовнику томографа. Кроме того, этот фактор является несущественным для систем, использующих диагональные локализаторы (даже для «сканер-независимых» систем, обходящихся без крепления стереотаксической рамы), поскольку для них целевой срез содержит всю информацию, необходимую для наведения на целевую точку, независимо от смещений головы пациента до или после получения среза (Полонский Ю.З., 2005). Однако для систем, использующих регистрацию трехмерной СК томографа (это касается всех «безрамных» систем), этот фактор может иметь критическое значение, поскольку информацию, необходимую для расчетов, получают на разных срезах, в промежутке времени между выполнением которых пациент может сместиться (в результате чего данные с разных срезов перестают соответствовать друг другу). Средняя величина погрешности, возникающая при этом, может достигать от 1 до 4 мм (Ledoux R.J., 1998). Вместе с тем, большинство авторов считают, что влияние этого фактора можно свести к минимуму, если обеспечить полное взаимопонимание между врачом и пациентом в отношении цели и методики проведения данной процедуры.
Для систем с гибкой организацией стереотаксического наведения, использующих вспомогательную СК, существует проблема возможного смещения ее реперных точек по отношению к целевым точкам головного мозга после выполнения «привязки», причем величина и направление этого смещения, как правило, непредсказуемы. Как уже указывалось, это смещение минимально (в пределах 0,5 мм) для систем, использующих фиксацию съемного локализатора на ушных и носовых упорах, а также на зубном оттиске (и практически отсутствует при фиксации маркеров к костям черепа). В то же время, этот фактор необходимо учитывать при использовании съемных масок (величина смещения до 4 мм (Jin J.Y. et al., 2006)) и при использовании СК, связанных с поверхностью кожи (для систем «безрамного» стереотаксиса). В последнем случае смещение кожных покровов приводит к средней погрешности, составляющей, по разным источникам, 1,5–2,5 мм для систем с накожными метками, и 2,4–5,0 мм для систем, использующих регистрацию формы поверхности кожи пациента (Mascott C.R. et al., 2006; Schicho K. et al., 2007; Woerdeman P.A. et al., 2007; Pfisterer W.K. et al., 2008; Thompson E.M. et al., 2011).
При «привязке» координатных систем в операционной для «безрамного» стереотаксиса появляется дополнительная погрешность величиной 0,8–4,2 мм, связанная со случайными флуктуациями при регистрации реперных меток дид-житайзером. Правда, эта цифра постоянно снижается вследствие совершенствования конструкции навигационных систем (Mascott C.R., 2006; Bucholz R., 2009). Погрешность величиной до 2,8 мм может возникать в результате деформации стереотаксической рамы или диагонального локализатора под действием веса головы пациента (Rohlfing T. et al., 2003). Подобный эффект отсутствует для «безрамных» систем, использующих метки, имплантируемые в кости черепа (Maciunas R.J. et al., 1993; Mascott C.R. et al., 2006; Quinones-Hinojosa A. et al., 2006).
Наконец, при работе стереотаксических манипуляторов возникает инструментальная погрешность, вызванная различными механическим факторами (особенностями конструкции, износом деталей и т.д.). Аналогично, определенная инструментальная погрешность характерна для механической «привязки» координатных систем при работе на фантоме. В то же время, для всех современных серийно выпускаемых стереотаксических систем характерна крайне низкая инструментальная погрешность (порядка 0,2–0,5 мм) (Аничков А.Д. с соавт., 2006; Lunsford L.D. et al., 2009; Krauss J.K. et al., 2009). В заключении следует упомянуть о таком источнике погрешности, как явление «brain shift», то есть смещение мозга по отношению к черепной коробке до операции и, особенно, во время выполнения стереотаксического доступа. Для того, чтобы свести это явление при стереотаксической операции к минимуму, одни авторы рекомендуют проводить оперативное вмешательство в той же позиции, что и расчетную интраскопию (то есть лежа на спине) (Nazzaro J.M. et al., 2009). Другие, напротив, предпочитают проводить операцию в положении сидя, так как, по их мнению, это препятствует существенному истечению спинномозговой жидкости через фрезевое отверстие и способствует сохранению «ликворной подушки» для мозга, поддерживающей относительно неизменное положение мозга (Miyagi Y. et al., 2007). Данные о величине этого явления являются противоречивыми, однако очевидно, что в случае выполнения доступа через фрезевое отверстие, смещение мозга никогда не достигает таких значений, как при большой трепанации черепа, особенно при расположении мишени в глубине мозга (Maurer C.R. et al., 1998; Winkler D. et al., 2005; Elias W.J. et al., 2007; D Haese P.F. et al., 2010).
Таким образом, имеющиеся данные, с одной стороны, говорят о принципиальной возможности добиться требуемой точности наведения при стереотак-сической томографии. С другой стороны, существует достаточно большое количество факторов, потенциально способных значительно снизить точность, которые следует максимально учитывать при выполнении предоперационного планирования стереотаксических вмешательств.
Режимы получаемых изображений мозга
С целью обоснования допустимости использования рассматриваемой методики стереотаксического наведения при проведении операций на головном мозге пациентов, были проведены фантомные измерения погрешностей, возникающих при стереотаксической локализации целевых точек на томограммах. При этом сравнивали координаты точек, полученные в результате измерений механическим прибором, с координатами тех же точек, рассчитанными по результатам стереотаксической томографии.
Результаты измерений показали, что при проведении стереотаксической МРТ по применяемой методике пространственное положение целевых точек может быть определено со средней погрешностью в пределах 1 мм. Средняя величина погрешности при совмещенной стереотаксической ПЭТ/КТ составила 1,6 мм. Полученные значения погрешностей удовлетворяют требованиям, предъявляемым к навигационному обеспечению при проведении нефункциональных стереотаксических операций у пациентов, в том числе при новообразованиях, располагающихся вблизи функционально значимых зон мозга.
Проведенные измерения позволили также установить, что мягкая фиксация пациента к подголовнику томографа во время сканирования предотвращает непроизвольные движения головы, которые могли бы отрицательно сказаться на точности стереотаксической локализации. В то же время, для предупреждения ошибок наведения на целевые точки при выполнении стереотаксической ПЭТ/КТ, является целесообразным осуществлять контрольные измерения координат структур мозга, видимых на томограммах в КТ- и в ПЭТ-режимах.
У большинства пациентов – 104 человек (83,9%) предоперационное планирование стереотаксических вмешательств проводилось при помощи стерео-таксической МРТ с внутривенным контрастированием (20 мл омнискана, дота-рема, гадовиста или магневиста). У 79 пациентов (75,9%) на томограммах были выявлены участки накопления парамагнитного контрастного вещества в опухолевой ткани, тогда как у 33 больных (32,7%) его не отмечено. 14 пациентам (13,4%) для уточнения взаимоотношения новообразования с функционально значимыми зонами мозга в процессе предоперационной МРТ выполнена функциональная МРТ; 23 больным (22,1%) – МР-трактография для определения взаимоотношений планируемых стереотаксических траекторий с проводящими путями мозга.
Пациентам, у которых не отмечалось контрастного усиления опухоли, для уточнения степени метаболической активности в различных зонах новообразования перед проведением стереотаксической МРТ выполняли ПЭТ с внутривенным введением 11C-метионина. 20 пациентам (16,1%) подготовку к стереотаксическому вмешательству осуществляли при помощи стереотаксической совмещенной ПЭТ/КТ с 11C-метионином. Локализацию целевых точек и траекторий доступа к ним производили на корональных MPR-изображениях.
При планировании траекторий стереотаксического доступа у пациентов с глиальными опухолями стремились избегать прохождения стереотаксического инструмента через следующие зоны мозга:
- функционально значимые участки (оперкулярная зона, зоны Брока и Вернике доминантного полушария, центральные извилины и пирамидные пу ти);
- борозды коры мозга (с целью предотвращения повреждения концентрирующихся внутри них корковых кровеносных сосудов);
- сосуды вещества мозга, видимые на томограммах (МРТ в режимах Т2-ВИ и постконтрастных T1-ВИ) и способные вызвать формирование паренхиматозных гематом при их повреждении;
- желудочковую систему (во избежание возможных интравентрикулярных кровоизлияний, а также явления «brain shift», когда вытекание спинномозговой жидкости может привести к смещению мозга и несоответствию их нового положения выполненным стереотаксическим расчетам, что влияет на точность наведения на последующие целевые точки).
Точку погружения стереотаксического инструмента в мозг, в соответствии с общепринятыми рекомендациями (Elias W.J. et al., 2009), всегда планировали на гребне извилины.
Планирование стереотаксической траектории и последующая ее реализация во время оперативного вмешательства производили путем определения координат точки погружения стереотаксического инструмента в ткань мозга дополнительно к координатам целевой точки, с последующим проведением сте-реотаксических расчетов и моделирования на операционном стереотаксическом фантоме. При этом запланированная траектория предопределяла положение фрезевого отверстия на своде черепа, накладываемого для осуществления сте-реотаксического доступа.
Положение целевых точек внутри изображения опухоли и координаты точек погружения стереотаксического инструмента определяли на одном и том же локализационном срезе, полученном с использованием метода «локализаци-онных маршрутов». Это позволяло визуализировать на всем протяжении траекторию продвижения инструмента к целевой точке и убедиться в том, что она соответствует вышеупомянутым требованиям.
Предоперационное планирование траекторий стереотаксического доступа
Из 86 больных, которым были выполнены различные варианты криодест рукции опухоли, 65 пациентов (75,6%) хорошо перенесли вмешательство, не отметив ухудшения ни во время, ни после операции. Эпилептический припадок во время вмешательства возник у двоих пациентов (2,3%). При этом у обоих из них опухоль локализовалась в медиобазальных отделах височной доли, а в анамнезе заболевания присутствовал эпилептический синдром. Возникновение припадка во время операции происходило в момент введения криохирургической канюли в целевую точку опухоли, по-видимому, находящуюся вблизи триггерной зоны. В дальнейшем увеличения частоты эпилептических припадков по сравнению с дооперационным периодом у этих пациентов не отмечено.
У 2 (2,3%) пациентов, перенесших стереотаксическую криодеструкцию, отмечено появление тошноты и рвоты в конце операции и в раннем послеоперационном периоде. У обоих больных опухоли располагались в височной доле, а при контрольной томографии в желудочковой системе отмечено наличие воздуха, что, очевидно, и вызывало появление указанных проявлений. Данная общемозговая симптоматика была купирована симптоматическими средствами.
Нарастание очаговой симптоматики в раннем послеоперационном периоде криодеструкции выявлено у 10 (11,6%) пациентов, что было связано с расположением новообразования вблизи функционально значимых структур. При этом нарастание гемипареза отмечено у 7 (8,1%) пациентов, у 1 из них гемипа 168 рез сопровождался развитием моторной афазии. Из указанных пациентов у 5 (в том числе пациента с афазией) криодеструкцию производили в области островка (13,5% среди больных с криодеструкцией данной локализации), у 2 – в области центральных извилин (33,3% среди криодеструкций в этой зоне).
Из 3 больных, отмечавших нарастание афазии (без гемипареза), у 1 пациента выполнена криодеструкция опухоли лобной доли (12,5% криодеструкций в области лобной доли), у 1 – височной (что составило 6,6% криодеструкций опухолей височной доли), у 1 – в теменной доле (20% среди криодеструкции этой группы локализаций). Нарастание зрительных нарушений выявлено у 1 пациента с опухолью задних отделов мозолистого тела (14,3% из больных, перенесших криодеструкцию опухолей мозолистого тела), недержание мочи – у пациента с новообразованием, распространяющимся в передних отделах мозолистого тела (14,3% среди криодеструкций мозолистого тела).
Частота нарастаний очаговой неврологической симптоматики в зависи мости от локализации очагов криодеструкции отражена в диаграмме на рис. 58. Рис. 58. Зависимость частоты нарастания очаговой неврологической симптоматики в ближайшем послеоперационном периоде от локализации очагов криодеструкции.
При этом следует отметить, что наблюдаемая частота осложнений при лечебных стереотаксических вмешательствах у пациентов с опухолями, рас 169 пространяющимися в глубинных и функционально значимых отделах, является существенно более низкой по сравнению с литературными данными по риску открытых операций при новообразованиях данных локализаций. В частности, прямые вмешательства на опухолях островка и оперкулярных отделах лобной доли приводят к неврологическим осложнениям в ближайшем послеоперационном периоде в 58% и 81,8% случаев, соответственно (Kumabe T. et al., 2007; Duffau H., 2008). Сравнительно небольшое количество пациентов, прооперированных на указанных отделах, не позволяет сделать статистически обоснованных выводов, однако можно отметить заметную тенденцию к меньшему риску осложнений при стереотаксических вмешательствах. К тому же, в нашем исследовании, в большинстве случаев (у 8 из 10 пациентов) нарастание очаговой неврологической симптоматики носило временный характер и регрессировало к дооперационному уровню в течение трех месяцев после операции.
У 3 пациентов в зоне стереотаксической криодеструкции сформировалась внутримозговая гематома, у 2 отмечено нарастание перифокального отека мозга. У этих больных в послеоперационном периоде развился дислокационный синдром. 2 пациентам с нарастанием отека и 1 – с внутримозговой гематомой выполнены операции трепанации черепа по жизненным показаниям. 1 пациент с внутримозговой гематомой умер в раннем послеоперационном периоде вследствие развернутого дислокационного синдрома.
Таким образом, послеоперационная летальность у пациентов со стерео-таксической криодеструкцией опухолевой ткани составила 1,2%. Также обращал на себя внимание тот факт, что 2 из 3 пациентов с внутримозговой гематомой в анамнезе подвергались лучевой терапии по поводу основного заболевания.
В группах больных, перенесших операции стереотаксической имплантации вентрикулоперитонеального шунта (с биопсией) и стереотаксической краниотомии, ухудшения неврологического статуса в раннем послеоперационном периоде не наблюдалось.
Результаты контрольной послеоперационной томографии Оценку морфологических изменений в зоне хирургического вмешательства в ближайшем послеоперационном периоде производили по результатам контрольной КТ или МРТ, выполнявшейся в день оперативного вмешательства или в течение 24–72 часов после операции. При выполнении послеоперационной МРТ протокол исследования включал в себя сканирование срезами толщиной 5 мм в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, в режимах Т1- и Т2-ВИ, кроме того, выполняли контрастное усиление с последующим сканированием в режиме Т1-ВИ. При этом отдельно оценивали морфологические изменения в области воздействия, и отдельно – изменения в зоне выполненного сте-реотаксического доступа.
У большинства пациентов после стереотаксической биопсии как самостоятельной диагностической операции в точке забора биоптата отмечали минимальные изменения в виде локального изменения интенсивности МР-сигнала от ткани опухоли диаметром 1–2 мм. У 9 (28,1%) пациентов в зоне биопсии отмечалось наличие участка кровоизлияния диаметром 2-10 мм, не вызывающего «масс-эффекта». У двоих (6,3%) больных обнаружено локальное скопление воздуха в точке забора. У одного (3,1%) пациента в зоне воздействия отмечено формирование внутримозговой гематомы, оказывающей объемное воздействие на мозг и сопровождающейся нарастанием неврологической симптоматики.
После стереотаксической криодеструкции в зонах воздействия, по данным послеоперационной КТ, выявляли гиподенсные очаги плотностью 13–20 HU (рис. 59, б). По данным послеоперационной МРТ, очаги криодеструкции давали неоднородное усиление сигнала на T2-ВИ и гипоинтенсивный сигнал на T1-ВИ. Размеры и форма очагов варьировали, в зависимости от типа криоканю-ли, а также от количества фокусов криодеструкции в опухолевой ткани. Участки криовоздействия были четко отграничены от окружающей ткани и окружены зоной умеренно выраженного отека (рис. 59, б, в).
