I need a help until... 1 Jan 1970 03:00 Интраоперационные методы визуализации

Главное при хирургических вмешательствах при опухолях нервной системы – максимально безопасная резекция опухоли, особенно низко- и высокодифференцированных глиомах, аденомах гипофиза, метастазах в головной мозг. При подобных резекция выживаемость пациентов значительно выше. Для улучшения качества оценки необходимого объема резекции во время операции и сохранения жизненно важных функций (центров в головном мозге) разработаны многие вспомогательные устройства – системы хирургического навигационного контроля, интраоперационные инструментальные методы визуализации (МРТ, КТ, УЗИ и флюоресцирующие методы).
Система хирургического навигационного контроля
Трудности выполнения резекции опухолей обусловлены неполной визуализацией поля, пространстранственным расположением структур, вероятностью их повреждения. Правильное интраоперационное расположение очень важно для максимально безопасного удаления патологического очага, именно для этого применяют систему хирургического навигационного контроля. Эта система подразумевает точечную регистрацию анатомических структур пациента с использованием объемных изображений с высоким разрешением. Затем проводят интраоперационные МРТ и КТ области черепа, снимки с высокой точностью и разрешением загружаются на специальный компьютер, и создаются 3D карты черепа (Рис.1).  Фиксация черепа пациента в пространстве и регистрация его в программе обеспечивает нейрохирургу возможность расположить зонд внутри черепа и оценить на загруженном изображении в системе.  С помощью такой технологии специалист получает подобие рентгеновского изображения, что позволяет определить, насколько велика опухоль, какой объем удаляемого участка и на сколько близко расположены анатомические структуры.
Рис..1
Эффективность системы навигационного контроля повышает расширенная МРТ. Установить расположение жизненно важных путей белого вещества, в том числе двигательных проводящих путей (кортикоспинальные волокна), проводящих путей зрительного анализатора (волокна зрительного нерва), проводящих путей, отвечающих за речь (дугообразный пучок) и других подкорковых путей удается посредством Диффузионно-тензорной МРТ (ДТ МРТ).  Кроме того, используют функциональную МРТ при выполнении определенного задания (фМРТз) и функциональную МРТ покоя (фМРТп). При фМРТз путем оценки BOLD-сигнала выявляются активные корковые зоны в то время, как при фМРТп устанавливают функциональный нейронные сети во взаимодействующих корковых зонах.  Эти методы диагностики обеспечивают визуализацию взаимного расположения жизненно важных структур и опухоли, а в сочетании с системой навигационного контроля нейрохирург проводит максимально возможную резекцию при сохранении функции анатомических структур.

Интраоперационные методы визуализации
Несмотря на высокую точность и быстро получаемое изображение, есть риск смещения ткани при проведении манипуляции, резекции опухоли, дренировании спинномозговой жидкости. Интраоперационные изображения, полученные при МРТ, КТ или УЗИ можно провести повторно и повысить их качество.  
Интраоперационное УЗИ (иУЗИ) в нейрохирургии используется более 30 лет, что обусловлено его широкой доступностью и относительно невысокой ценой.  Исследование обеспечивает изображение в режиме реального времени, а значит и позволяет оценить границы повреждения и объем резекции. Отметим значимые преимущества метода: нейрохирург получает изображение в режиме реального времени, что позволяет оценить состояние ткани в определенный момент и смещение мозга при манипуляциях; аппарат легко расположить в операционной; его стоимость невелика; его можно использовать при наличии у пациента водителей ритма и других устройств, которые являются противопоказанием к проведению МРТ. Основные недостатки УЗИ – относительно низкая, по сравнению с КТ и МРТ, разрешающая способность, необходимость работы опытного специалиста.  Ценность УЗИ стала значительно больше после внедрения 3D технологий, систем навигационного контроля и допплерографии, позволяющей выявить кровоток, например во внутренней сонной артерии и ее ветвей.
Диагностическую КТ в нейрохирургии стали широко применять в течение последних 30 лет, что связано с ее невысокой стоимостью, многофункциональностью, скоростью получения изображения и пространственным разрешением (особенно в отношении костных структур). Интраоперационная КТ (иКТ) используется при резекции опухолей головного мозга, на самом деле это лучший метод диагностики взаиморасположения костных структур (костей черепа, костей основания черепа и позвоночного столба).
Интраоперационная КТ в сочетании с 3D флюороскопией, по сравнению с интраоперационной МРТ (иМРТ), требуют меньше времени на проведение исследования и меньше финансовых затрат. Тем не менее, существуют определенные ограничения к КТ: разрешающая способность при изображении мягких тканей значительно ниже, чем при проведении МРТ. В то же время при 3D флюороскопии нейрохирург получает изображения, подобные КТ, и этот метод используется при проведении хирургических операций на спинном мозге и некоторых операций на головном мозге
(Рис. 2)

Интраоперационные МРТ в нейрохирургических операционных успешно используется на протяжении более 20 лет. Основное преимущества метода – высокое разрешение при изображении мягких тканей. Во многих центрах применяют иМРТ с магнитным полем разной напряженности.  Например, в одной из клиник Вашингтона (Barnes Jewish Hospital) используют передвижной на потолочных рельсах 6-тонный аппарат МРТ с магнитной индукцией в 1,5 Тесла. Поскольку устройство расположено между соседними операционными, аппарат поочередно используют в 2 операциях. Когда проведена удалена максимально возможная часть опухоли, приступают к проведению МРТ. Сначала вокруг головы пациента располагают специально разработанные подушки, затем остальные участки тела накрывают стерильным материалом и, наконец, перед перемещением установки к операционному полю проверяют, все ли подготовлено в аппарате в соответствии с правилами техники безопасности (Рис. 3). Впоследствии полученные изображения вносят в систему навигационного контроля и затем удаляют патологический очаг с максимальной эффективностью и безопасностью для пациента.
Рис. 3
В последнее время используют МР-термографию. Которая облегчает проведение лазерной интерстициальной термотерапии (ЛИТТ) – минимально инвазивный метод лазерной абляции, при котором лазер направляют в область повреждения при одновременном использовании системы навигационного контроля.   
На основании ряда исследований по оценке исходов оперативного вмешательства, установлено: иМРТ повышает вероятность безопасного удаления опухоли и в целом выживаемость пациентов с низко- и высокодифференцированными глиомами, аденомами гипофиза и разными опухолями головного мозга у взрослых людей и детей.  Например, в детской больнице имени Св. Луиса (St. Louis Children’s Hospital) успешно применяют данную технологию при оперативных вмешательствах при опухолях головного мозга у детей.
Отметим, что в Северной Америке разработана особая база данных для оценки исходов пациентов с опухолью головного мозга, которым проводили иМРТ. 
Флюоресцирующие методы диагностики опухоли
В США для визуализации опухоли в нейрохирургии используют флюоресцирующие вещества, такие как флюоресуин и 5-аминолевулиновую кислоту (5-АЛК), которые позволяют определить, где заканчивается опухоль и начинается здоровая ткань мозга. Основное преимущество – результат исследования нейрохирург получает быстро, а саму технологию можно применять в течение длительного времени.
Флюоресцин используют в медицине и в других отраслях в течение многих десятилетий. В офтальмологии и некоторых других отраслях медицины вещество применяли внутривенно или местно для улучшения визуализации, в нейрохирургии он улучает визуализацию кровеносных сосудов при проведении манипуляции на них (например, при клипировании аневризм сосудов головного мозга или резекции артериовенозных мальформаций).  Возможность использования флюоресцина обусловлена повышением проницаемости гематоэнцефалического барьера при многих опухолях, в частности при злокачественных глиомах. Вещество вводят внутривенно на ранних этапах операции. Затем нейрохирург для улучшения визуализации использует микроскоп с особыми флюоресцентными фильтрами
(Рис. 4).
Преимущества метода – широкая доступность флюоресцина, низкая стоимость, доказанная эффективность и простота использования. Основной недостаток – невысокая специфичность, в результате которой есть риск сохранения участка опухоли или же повреждения жизненно важных анатомических структур.
Визуализацию некоторых опухолей головного мозга также повышает 5-АЛК. Некоторые опухолевые клетки превращают вещество в протопорфирин IX, который при воздействии синего света начинает светиться розовым цветом, и поэтому его присутствие можно подтвердить при использовании особого синего фильтра (здоровые клетки будут синими, нездоровые – розовыми).
5-АЛК более специфичен, чем флюоресцин, потому что метаболизируются преимущественно клетками опухоли. Несмотря на то, что в течение 24–48 часов после введения вещества пациенты могут испытывать фоточувствительность, специалисты во всем мире подчеркивают хорошую переносимость процедуры.  В настоящее время интерес к применению 5-АЛК проявляют специалисты во всем мире, поскольку его применение обеспечивает обширную резекцию опухоли, а также препятствует дальнейшему прогрессированию злокачественных глиом.
Выводы
Основная цель хирургического вмешательства при опухоли головного мозга – проведение максимально возможного безопасного удаления патологического очага. Наиболее эффективными методами, улучшающими визуализацию и пространственную ориентацию, являются системы хирургического навигационного контроля, методы интраоперационной визуализации и флюоресценции. При проведении операции специалисты могут использовать одну технологию, несколько технологий или в сочетании с традиционными подходами для мониторирования состояния (стимуляция кортикальных\субкортикальных моторных зон, краниотомия в сознании) для того, чтобы выявить и сохранить зоны, отвечающие за речь, соматосенсорные и двигательные вызванные потенциалы, а также, чтобы проводить в динамике электромиографию черепных нервов.   
Усовершенствованные методы МР-диагностики, такие как ДТ МРТ, фМРТз, фМРТп, улучшают визуализацию жизненно важных кортикальных\субкортиальных зон и способствуют проведению безопасной для пациента резекции опухоли.  Интраоперационная МРТ позволяет оценить структуру и функцию области, кроме того, перемещение аппаратуры уменьшает риск смещения тканей.  Сочетанное использование интраоперационных методов диагностики, систем навигационного контроля и методов выявления и сохранения функциональных зон способствует более точной, максимально возможной и безопасной резекции опухоли.