Автореферат и диссертация по медицине (14.01.18) на тему:Планирование хирургического доступа при удалении внутримозговых опухолей больших полушарий с использованием функциональной МРТ, навигационных систем и электрофизиологического мониторинга.

На правах рукописи

Жуков Вадим Юрьевич

Планирование хирургического доступа при удалении внутримозговых опухолей больших полушарий с использованием функциональной МРТ, навигационных систем и электрофизиологического мониторинга.

14.01.18 - нейрохирургия 14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2010

004601517

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте им. акад. H.H. Бурденко РАМН

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор Лошаков Валерий Александрович Научный консультант:

Доктор медицинских наук, профессор Пронин Игорь Николаевич Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Черекаев Василий Алексеевич Кандидат медицинских наук, доцент Морозов Сергей Павлович

Ведущее учреждение:

Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

Защита состоится «18» мая 2010 в « » часов на заседании диссертационного совета Д.ОО 1.025.01 при НИИ нейрохирургии им. акад. H.H. Бурденко РАМН (125047 г.Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16. Телефоны: 251-35-42, 25165-26)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ нейрохирургии им. акад. H.H. Бурденко РАМН

Автореферат разослан «_»_20 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Доктор медицинских наук, професо

.А.

Лошаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Опухоли головного мозга составляют 1.8-2.3% от общего числа онкологических заболеваний, а частота заболеваемости первичными опухолями головного мозга достигает 14,1 на 100000 населения. Глиальные опухоли составляют 40-50% всех первичных опухолей головного мозга, причём у взрослых пациентов 90% опухолей локализуются в больших полушариях мозга и 55-60% из них являются злокачественными (Walker et.al., 1985, Enam et.al, 2000).

Отдалённые результаты лечения данных больных остаются не совсем удовлетворительными, средняя продолжительность жизни по данным разных авторов составляет до 14 месяцев для мультиформной глиобластомы и 25 месяцев для анапластической астроцитомы. Средняя смертность от опухолей головного мозга составляет 11,8 на 100 тысяч населения в год и занимает 6-7 место среди причин смерти от злокачественных опухолей (Никифоров Б.М. с соавт., 2003).

Успешное удаление опухолей головного мозга является сложной задачей при нейрохирургических операциях, даже в случаях макроскопически тотального удаления опухоли радикальность резекции по данным контрольных KT и МРТ головного мозга подтверждается менее чем у 40-50 % больных (Forsting М. et.al., 1994, Qnigley M.R. et.al., 1991). При этом сохраняется довольно высокий процент субтотального (25-65 %) и частичного до 25% наблюдений удаления опухолей (Главацкий А.Я. с соавт., 2002, Голанов A.B. с соавт., 2002).

Объем хирургического вмешательства имеет различное прогностическое значение, а выживаемость больных прямо связана с радикальностью операции (Anderson D. et.al., 1993, Rauhut F. et al., 1996). Принципиальной задачей лечения является качество и продолжительность жизни пациента.

Удаление новообразований, локализующихся в пределах функционально значимых зон больших полушарий головного мозга, представляет еще более сложную нейрохирургическую проблему. Большое число новообразований поражают функционально значимые зоны. Таковыми в больших полушариях головного мозга являются задне-лобно-теменная (двигательные и чувствительные зоны), а также теменно-височная область в доминантном полушарии (речевые центры). Так, 60% всех олигодендроглиом и 11% всех глиобластом локализуются фронтопариетально, в области роландовой борозды (Кауе and Laws, 1995), а, к примеру, 50% всех артериовенозных мальформаций (АВМ) располагаются вблизи сенсомоторных и речевых центров (Филатов Ю.М., 1975). При поражении больших полушарий в области функционально значимых зон вероятность нарастания неврологического дефицита после нейрохирургических вмешательств велика и по данным разных авторов достигает 30% (King et al., 1987; Born et al., 1995).

Большинство нейрохирургов продолжают и в настоящее время оперировать в меру своих знаний классической топографии и пространственного воображения. При этом современные данные функциональной анатомии коры головного мозга показали, что распределение первичных двигательных и чувствительных, а также речевых центров гораздо шире и более вариабельно, чем по классическому учению (King et al., 1987; Silbergeld 1993; Ojemann G. et al., 1989). Поэтому до сих пор существует риск ошибки в точности доступа и радикальности удаления опухоли, особенно при небольших ее размерах, нечетких границах между здоровой и патологической тканью, а также при расположении опухоли в функционально значимых зонах.

Компромиссом, сочетающим стремление соединить истинно стереотаксическую точность с комфортными условиями операций у больных с разнообразной нейрохирургической патологией, особенно при

локализации новообразования в области функционально значимых зон, стали различные навигационные системы и картирование мозга.

Цель работы

Усовершенствование планирования хирургического доступа у больных с супратенториальными опухолями, расположенными в функционально значимых зонах, с помощью безрамочной нейронавигации и с учетом проведения пред- и интраоперационного картирования мозга.

Задачи работы

1. Определить роль пред- и интраоперационного картирования мозга, а также использования нейронавигации в планировании хирургического доступа

2. Оптимизировать методику безрамочной навигации.

3. Сопоставить данные фМРТ-исследования с данными интраоперационной электростимуляции коры головного мозга.

4. Определить возможность комплексного применения безрамочной навигации и картирования мозга для снижения риска нарастания неврологического дефицита при стремлении к максимальной _ резекции опухолей.

5. Разработать оптимальный алгоритм комплексного применения методов безрамочной навигации и картирования мозга.

Научная новизна

На основании результатов хирургического лечения выполнен анализ эффективности комплексного использования пред- и интраоперационного картирования мозга и безрамочной навигации для усовершенствования планирования оперативного доступа к опухолям, располагающимся в функционально значимых зонах коры головного мозга.

Практическая значимость

Оптимизирована методика безрамочной навигации с разработкой показаний и недостатков метода с целью улучшения результатов хирургического лечения больных с опухолевыми образованиями в областях, прилежащих к

функционально значимым зонам коры, в частности к двигательным и речевым центрам.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Современные инструментальные методы, такие как фМРТ, МР-венография и электрофизиологический мониторинг являются высоко информативными и эффективными методами пред- и интраоперационного планирования оперативных вмешательств в области функционально значимых зон коры головного мозга.

2. Пред- и интраоперационное картирование совместно с безрамочной навигацией оптимизируют планирование хирургического доступа к опухолям, расположенным вблизи функционально значимых зон коры головного мозга.

3. Метод фМРТ с высокой точностью (до 95%) выявляет расположение моторно-сенсорной коры, а также позволяет определять основные речевые зоны (Брока и Вернике) и их взаимоотношение с опухолевыми образованиями головного мозга.

4. Функциональная МРТ совместно с безрамочной навигацией позволяют оперировать больных с опухолями, расположенными вблизи речевых зон, без "пробуждения", не увеличивая при этом риск послеоперационного неврологического ухудшения.

5. Безрамочная навигация в комплексном применении с картированием мозга позволяет снизить послеоперационный неврологический дефицит при стремлении максимальной резекции опухоли.

Внедрение в практику

Результаты диссертационного исследования внедрены в клиническую практику НИИ нейрохирургии им. H.H. Бурденко РАМН. Полученные данные в дальнейшем могут найти применение в практике специалистов других клиник.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждались на V съезде нейрохирургов России (2009 г.), 1-ом Съезде нейрохирургов Республики Казахстан с международным участием (2009), XIV Международном Нейрохирургическом Конгрессе (XIV World Congress of Neurological Surgery) (Boston, 2009), а также на 21-ом Международном Онкологическом Конгрессе (21st International Congress on Anti-Cancer Treatment) (France, 2010).

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе одна из них в рецензированном журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Апробация диссертационной работы проведена на заседании проблемной комиссии «Биология и комплексное лечение внутримозговых опухолей» НИИ нейрохирургии им. акад. H.H. Бурденко (30 сентября 2009 г.)

Объем и структура работы

Работа изложена на 161 странице, состоит из введения, 4-х глав, выводов, приложения. В работе имеется 17 таблиц, 53 рисунка и фотографии. Список литературы содержит 311 источников, из них 78 отечественных и 233 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования.

Исследуемая группа включает 74 мужчин и женщин преимущественно с внутримозговыми опухолями (глиомами различной степени злокачественности), расположенными в функционально значимых областях полушарий головного мозга. В том числе в исследование включено 5 пациентов с каверномами (табл.1). Все больные оперированы в НИИ нейрохирургии им. H.H. Бурденко с 05.08.07 по 20.03.09. Средний возраст пациентов в момент оперативного лечения составил 34,9 +_ 2 года (2,9 - 71 года), из них - 39 мужчин и 35 женщин. Все больные были разделены на 2 группы. Первую группу составили 56 больных, у которых опухоль располагалась вблизи мото-сенсорной коры. Эта группа была разделена на две подгруппы: подгруппа 1А (30 пациентов) - оперирована с

использованием только безрамочной навигации (без картирования мозга) и подгруппа 1Б (26 пациентов) - оперирована с применением безрамочной

Таблица 1.

Распределение больных в зависимости от гистологической структуры.

Морфологический диагноз Число наблюдений

абс. число %

Фибриллярная астроцитома 11 14,9

Анапластическая астроцитома 14 18,9

Глиобластома 26 35,1

Олигодендроглиома 2 2,7

Анапластическая олигодендроглиома 5 6,8

Метастаз рака 11 14,9

Кавернома 5 6,8

Итого 74 100

навигации, фМРТ и электрофизиологической стимуляции. Во вторую группу вошли остальные 18 больных, у которых опухоль граничила с речевыми зонами (Брока или Вернике). Вторая группа также была разделена на две подгруппы: подгруппа 2А (9 пациентов) - оперирована с помощью фМРТ и безрамочной навигации и подгруппа 2Б (9 пациентов) - оперирована под локо-региональной анестезией "с пробуждением" (awake craniotomy).

Диагностика проводилась в соответствии с принятыми стандартами верификации опухолей головного мозга. Для оценки состояния нейроонкологических больных использовалась шкала Карновского, которая оценивалась при поступлении пациента в стационар и при выписке пациента (Haberland N., 2000).

Оценивался неврологический статус пациентов при поступлении, в раннем послеоперационном периоде и при выписке, использовалась шкала NCI-CTC (Toxicity Scale Version 2.0, 1999). Помимо оценки состояния по шкале Карновского, проводилась оценка уровня сознания с использованием классической классификации нарушений сознания, а также оценка выраженности общемозговых и очаговых неврологических симптомов.

Перед операцией всем больным (74 пациента) проводили МРТ головного мозга с контрастным усилением, по данным которой определяли локализацию и структуру опухоли, ее отношение к окружающим крупным сосудам, оболочкам мозга и др.. Также выполняли функциональную МРТ, с помощью которой выявляли двигательные зоны руки и ноги, а также речевые центры (Брока и Вернике) и их топографо-анатомические взаимоотношения с опухолью (всем больным из подгруппы 1Б /26 пациентов/ и всем больным из второй группы /18 пациентов/). При расположении объемного образования вблизи или в проекции крупных кортикальных вен проводилась так называемая 3D реконструкция конвекситальных вен (13 пациентов).

С целью уточнения речевого статуса и квалификации речевого дефекта всем больным 2-ой группы (18 пациентов) до операции проводилось стандартное нейропсихологическое обследование с развернутым изучением речевых функций. Особое внимание уделялось степени доминантности полушария по речи, которое определялось с помощью дихотического прослушивания (Kimura D.).

В своем исследовании для проведения оперативного вмешательства мы использовали систему безрамочной нейронавигации Vector Vision (BrainLab, Германия). Суть методики заключалась в следующем. За 1-2 дня перед операцией проводилась МРТ головного мозга с внутривенным контрастированием. Количество получаемых срезов - 67-70 на одного пациента. Затем данные МРТ переносились в нейронавигационную систему с последующим автоматическим созданием трехмерной модели головы

пациента. После регистрации данных в нейронавигационой системе проводили первый этап навигации - предоперационное планирование, которое заключалось в установке виртуальных точек планируемого доступа для предоперационного построения оптимальной траектории к патологическому очагу, а при необходимости делали трехмерное построение этого очага. Траектория доступа рассчитывалась таким образом, чтобы не повредить функционально значимые зоны, в т.ч. выявленные при фМРТ.

После введения больного в наркоз и жесткой фиксации головы пациента в скобе Мейфилда, что является обязательным условием для навигации и общепринятым стандартом в нейрохирургии, производился второй этап - интраоперационный.

Регистрация головы пациента в нейронавигационной установке. К скобе Мейфилда прикреплялся своего рода "антенна"- активный следящий инфракрасный датчик. Смещение датчика относительно головы после регистрации может привести к искажению интраоперационных данных, потому важным условием являлась жесткая связь скобы и датчика. Затем проводили регистрацию с помощью активного инфракрасного устройства обратной связи (пойнтер), используя естественные анатомические ориентиры (надбровные дуги, нижний край глазницы, переносицу и др.). После регистрации навигационная система выдает точность соответствия головы пациента и виртуальной модели на дисплее. Средняя погрешность составила 2,2± 1.2мм. (допустимое максимальное отклонение, установленное производителем - 5мм).

Под контролем данных дисплея навигационной установки в режиме реального времени с помощью инфракрасного зонда планировался экономный кожный разрез и краниотомия, определяли оптимальное место энцефалотомии, траекторию до опухоли и границы опухоли (рис. 1,2). Также определяли расположение функционально важных зон, выявленных до операции при фМРТ.

Следующим этапом производили электрофизиологическое картирование функционально значимых зон (их корковых отделов). При этом оценивалась степень совпадения локализации этих областей по данным предоперационной фМРТ и интраоперациониого электрофизиологического контроля. Во время операции удаления опухоли осуществляли электрофизиологическую стимуляцию и субкортикальных проводящих путей с целью максимального их сохранения при инфильтрации опухолевым процессом. Интраоперационное картирование речевых зон проводилось при краниотомии с пробуждением больного до полного контакта с ним lawake craniotomy/ (рисЗ).

Рис. 1 Клинический пример №1. Планирование хирургического доступа к опухоли (экономный кожный разрез, небольших размеров трепанационное окно).

Рис. 2 Клинический пример № 1. Выбор траектории доступа до опухоли (через прецентральную борозду).

Рис. 3 Клинический пример №2. Совпадение данных пред- и интраоперационного картирования. А - фМРТ: зона Брока, обозначенная оранжевым цветом; стрелка указывает на опухоль. Б - интраоперационная идентификация зоны Брока.

Результаты исследований и их обсуждение.

Структура и динамика неврологических нарушений.

Анализ структуры уровня сознания в дооперационном периоде показал, что большее число пациентов (98,6%) было в ясном сознании и только у одного больного (1,4%) из 1А подгруппы с глубинно расположенной опухолью левой теменно-височной области отмечалось умеренное оглушение. Этому больному не проводилось картирование мозга, он, как и все пациенты из 1А подгруппы, был оперироваи только с использованием безрамочной нейронавигации. Такой высокий процент больных в ясном сознании, вошедших в исследование, объясняется необходимостью проведения в предоперационном периоде как картирования мозга (фМРТ), так и подготовкой к операции с пробуждением (awake craniotomy), что, в свою очередь, возможно только при ясном сознании и адекватном поведении. После операции количество больных в ясном сознании составило 97,3%, и у двоих пациентов из первой группы (2,7%) отмечалось глубокое оглушение из-за возникшего отека мозга.

При оценке двигательных нарушений в первой группе при поступлении и в раннем послеоперационном периоде выявлено, что доля пациентов с отсутствием двигательных нарушений и с легким

гемипарезом как в 1А подгруппе, так и 1Б подгруппе после операции уменьшилась (для 1А подгруппы на 6,6% и 3,3% соответственно, для 2Б подгуппы на 3,8% и 7,7% соответственно), но в тоже время увеличилась доля больных с рефлекторным и глубоким гемипарезом опять таки же как в 1А, так и 1Б подгруппах (для 1А подгруппы на 6,7% и 6,6% соответственно и для 1Б подгруппы на 7,7% и 3,8% соответственно). Однако доля пациентов с умеренным гемипарезом после операции в 1А подгруппе уменьшилась на 3,4%, в то время как в 2А подгруппе не изменилась (таб. 2).

Несмотря на определенную схожесть динамики неврологических нарушений в 1А и 1Б подгруппах, вполне объяснимую применением одной и той же методики безрамочной нейронавигации в обеих подгруппах, мы не ставили своей первоочередной задачей проводить статистически достоверное сравнение этих подгрупп, исходя из которого можно было бы сделать вывод о ценности использования той или иной методики. Это объясняется тем, что отбор больных для обеих подгрупп был неравнозначный, т.е. в 1Б подгруппу,

Таблица № 2

Двигательные нарушения до операции и в раннем послеоперационном периоде в первой группе

Двигательные Подгруппа 1А(п=30) Подгруппа 1Б (п=26)

нарушения До операции После До операции После

N (%) операции N (%) N (%) операции N (%)

Рефлекторный гемипарез 9(30) 11(36,7) 11(42,3) 13(50)

Легкий гемипарез 6(20) 5(16,7) 8(30,8) 6(23,1)

Умеренный 2(6.7) 1(3,3) 2(7,7) 2(7,7)

Глубокий гемипарез или 0(0) 2(6,6) 0(0) 1(3,8)

гемиплегия

Нет нарушений 13(43,3) 10(36,7) 5(19,2) 4(15,4)

Всего 30(100) 30(100) 26(100) 26(100)

в которой в отличие от 1А подгруппы помимо безрамочной навигации проводилось картирование мозга, относили пациентов с более «близким» расположением опухоли к функционально важным зонам.

Речевые нарушения при поступлении и в раннем послеоперационном периоде имелись у 3 больных (10%) из 1А подгруппы и 5 пациентов (19,2%) из 1Б подгруппы. Среди них в 6 случаях отмечалась моторная афазия, которая чаще носила афферентный характер, и в одном случае -амнестическая афазия. Степень речевых нарушений во всех случаях расценивалась как легкая (согласно ниже приведенной классификации -затруднена способность к общению(табл.4)). Следует обязательно отметить, что выше перечисленные больные с речевыми нарушениями были включены именно в первую (1), а не во вторую (2) группу потому, что у них в клинической картине превалировали симптомы поражения двигательных и чувствительных центров руки и(или) ноги, а не речевых зон. В то же время при рентгенологическом исследовании (МРТ, фМРТ) опухоль так же располагалась «ближе» к зонам руки и ноги, нежели чем к речевым областям.

При анализе двигательных нарушений во второй группе выявлено, что до операции у 5 больных отмечался рефлекторный гемипарез, у 2 пациентов - легкий гемипарез и в 12 случаях двигательные нарушения отсутствовали. В раннем послеоперационном периоде рефлекторный гемипарез имелся у 6 больных, легкий гемипарез - у 1 пациента и в 11 случаях двигательные нарушения отсутствовали. Более грубых нарушений в двигательной сфере у пациентов данной группы не было.

Ретроспективно сравнивая и оценивая структуру речевых нарушений у пациентов подгруппы А и подгруппы Б второй группы до операции и в раннем послеоперационном периоде обнаружено, что основным видом речевых нарушений явилась моторная афазия (в 3 и 2 случаях соответственно) (таб. 3). При анализе динамики речевых нарушений, количество больных с отсутствием речевых нарушений после операции в подгруппе 2А уменьшилось на одного больного, а в подгруппе 2Б увеличилось на одного больного, с затруднением

способности к общению - увеличилось на одного пациента и уменьшилось на 2 пациента, с нарушением способности к общению -

Таблица № 3

Основные виды речевых нарушений во второй группе

Вид афазии Подгруппа 2А Подгруппа 2Б

(п=9) (п=9)

Моторная афазия 3 2

Сенсорная афазия 2 1

Амнестическая афазия 0 0

Смешанная афазия 0 1

Всего 9 9

Таблица № 4

Структура речевых нарушений до операции и в раннем послеоперационном периоде во второй группе_

Речевые Подгруппа2А(п=9) Подгруппа2Б (п=9)

нарушения До операции п После операции п До операции п После операции п

Нет нарушений 4 3 5 6

Затруднена способность к общению 4 5 4 2

Нарушена способность к общению 1 1 0 1

Неспособность к общению 0 0 0 0

Всего 9 9 9 9

не изменилось и увеличилось на одного больного соответственно.

(таб.4). Таким образом в подгруппе 2А, которая была оперирована с использованием навигации и данных фМРТ, по сравнению с подгруппой 2Б, которая оперирована с пробуждением, отмечаются незначительно худшие результаты. Однако эти данные из-за малого количества больных являются статистически малодостоверными.

При оценке неврологического статуса в послеоперационном периоде и при выписке все пациенты были разделены на 3 условные группы: 1)

имеющие стойкие неврологические нарушения; 2) преходящие неврологические нарушения, 3) не имеющие нарастания неврологических нарушений в послеоперационном периоде.

Степень двигательных нарушений в первой группе распределилась следующим образом: стойкие нарушения в подгруппе 1А составили 43,3% (13 пациентов), в подгруппе 1Б - 61,5% (16 пациентов), преходящие нарушения - 10% (3 пациентов) и 11,6% (3 пациентов), без нарушений — 46,7% (14 пациента) и 26,9% (7 пациентов) соответственно (рис. 4).

н стойкие ■ преходящие □ без нарушений

Рис. 4 Степень двигательных нарушений у пациентов первой группы при выписке.

При этом анализ динамики двигательных нарушений в предоперационном периоде и на момент выписки из стационара в первой группе показал, что с улучшением в подгруппе 1А выписано 26,1%, в подгруппе 1Б 38,5%; с ухудшением 10% и 7,7%; без существенной динамики 63,3% и 53,8% пациентов соответственно (рис. 5).

—♦—подгруппа 1А —подгруппа 1Б

Рис. 5 Динамика двигательных нарушений в первой группе при выписке по сравнению с предоперационным неврологическим статусом

Степень речевых нарушений во второй группе распределилась следующим образом: стойкие нарушения в подгруппе 2А составили 3 пациентов, в подгруппе 2Б - 2 пациентов, преходящие нарушения - 2 пациентов и 1 пациент, без нарушений — 4 пациента и 6 пациентов соответственно.

Анализ динамики речевых нарушений в предоперационном периоде и на момент выписки из стационара во второй группе показал, что с улучшением в подгруппе 2А выписано 2 больных, в подгруппе 1Б также 2 больных; с ухудшением 2 больных и 1 больной; без существенной динамики 5 и 6 пациентов соответственно.

Оценка радикальности хирургических вмешательств.

В зависимости от размера опухоли, ее локализации, анатомо-топографического взаимоотношения с функционально важными

структурами головного мозга выбирался оптимальный оперативный доступ.

В ходе операций исходили из принципа, что внутримозговые опухоли подлежат максимальному удалению в пределах функционально обоснованных границ. При этом операция должна предусматривать минимизацию хирургической травмы, максимальное сохранение мозговых структур, анатомическую и функциональную целостность артериальных сосудов и венозных коллекторов, обеспечение качества жизни больных в послеоперационном периоде.

Для анализа результатов хирургического вмешательства все операции по степени радикальности разделены на:

A. Тотальное удаление опухоли:

- опухоль, инфильтрирующая окружающее мозговое вещество, удалена до внешне неизмененного мозгового вещества; в зоне оперативного вмешательства нет остатков опухоли (по данным хирурга);

- послеоперационное контрольное радиологическое исследование (КТ и/или МРТ) с контрастным усилением (К/У) не выявляет опухолевую ткань.

Б. Субтотальное удаление опухоли: -удалена значительная часть опухоли, но остаются небольших размеров ее фрагменты;

-контрольное рентгенологическое исследование (КТ и/или МРТ с К/У) выявляет остатки опухоли. Объем оставленных фрагментов не превышает 25% первоначального объема опухоли.

B. Частичное удаление опухоли;

- частичным удалением считается такое хирургическое вмешательство, при котором объем оставленных фрагментов (по данным КТ и/или МРТ с К/У) больше, чем 25% первоначального объема опухоли.

Степень радикальности прямого оперативного вмешательства объективно оценивалась послеоперационным рентгенологическим исследованием.

Структура радикальности хирургических вмешательств в первой группе по данным протоколов оперативных вмешательств и результатам рентгенологических исследований распределена следующим образом (таблица № 5).

Таблица №5.

Радикальность удаления опухолей головного мозга в первой группе

Объем операции Подгруппа 1А Подгруппа 1Б

N (%) N (%)

Тотальная 20(66,7) 16(61,5)

Субтотальная 8(26.7) 8(30,8)

Частичная 2(6,7) 2(7,7)

Всего 30(100) 26(100)

Анализ радикальности оперативных вмешательств в обеих подгруппах первой группы показал, что доля тотально удаленных опухолей в подгруппе 1А выше, чем в подгруппе 1Б (66,7% и 61,5% соответственно). Тогда как доля субтотально удаленных опухолей выше в подгруппе 1Б (26,7% и 30,8%), а частично удаленных - различается незначительно (6,7% и 7,7% соответственно). В подгруппах 2А и 2Б второй группы применялись различные методики, при этом значительных различий в радикальности хирургических вмешательств не отмечается. Однако это сравнение статистически малодостоверно (таблица № 6).

Таблица №6.

Радикальность удаления опухолей головного мозга во второй группе

Объем операции Подгруппа 2 А Подгруппа 2Б

N N

Тотальная 5 6

Субтотальная 3 2

Частичная 1 1

Всего 9 9

Интраоперационное картирование. Сопоставление пред- и интраоперационных данных.

На предоперационном этапе фМРТ проведена всем больным из 1Б подгруппы (26 случаев), у которых опухоль располагалась вблизи сенсомоторной коры. Из них по показаниям интраоперационное картирование выполнено в 24 случаях. У 3 пациентов (12,5%) прямая электростимуляция или не выявляла моторно-сенсорную кору, или прекращалась вследствии появления признаков эпиактивности. У остальных 21 больных (87,5%) были получены достоверные признаки моторного раздражения. Сравнивалось расстояние до двигательной коры от указанной на предоперационном МР изображении «опорной точки» (граница опухоли и мозгового вещества, реже-точка ветвления конвекситальных вен). Расхождением считалась ошибка в расстоянии более чем на один сантиметр. Из 21 случая успешного получения моторного ответа, расхождение с данными предоперационного планирования о взаиморасположении мотосенсорной коры и предложенных ориентиров составило менее 5% верифицированных наблюдений (одно наблюдение). Описанные результаты представлены в таблице 7.

Таблица № 7

Сопоставление пред- и интраоперационных данных о локализации первичной моторной коры в 1Б подгруппе__

Предоперационное планирование с использованием фМРТ 26 пациентов

Попыток электростимуляции первичной моторной коры 24 пациента

Количество успешных интраоперационных стимуляций первичной моторной коры 21 пациент (100%)

Расхождение с предоперационными данными 1 пациент (4,8%)

С интраоперационным картированием речевых зон (методика awake craniotomy) прооперированы все больные из 2Б подгруппы (9случаев), у которых внутримозговое образование располагалось в околосильвиевой области рече-доминантного полушария. Перед операцией также всем

пациентам проведена функциональная МРТ с целью определения основных речевых зон - зон Брока и Вернике. У 5 больных новообразование располагалось вблизи зоны Брока, а у 4 пациентов - вблизи с зоной Вернике. При интраоперационной идентификации речевых областей акцент ставился на поиске именно тех зон, которые были выявлены при фМРТ, а не на всех зонах, ответственных за речь у данного пациента. При прямой электростимуляции коры и соответствующих ей субкортикальных путей те или иные нарушения речи (в зависимости от локализации патологического процесса) выявлены у всех больных 2Б подгруппы. По аналогии с интраоперационным картированием моторно-сенсорной коры сравнивалось расстояние до речевой зоны (Брока или Вернике) от выбранной на предоперационной фМРТ «опорной точки», в качестве которой чаще выбиралась граница опухоли и мозгового вещества. Расхождением считалась ошибка в расстоянии более чем на один сантиметр. В результате анализа получено, что расхождений между данными пред- и интраоперационного картирования о локализации основных речевых зон в 2Б подгруппе не было.

Учитывая эти результаты и несмотря на их невысокую статистическую достоверность из-за малого количества наблюдений в ряде случаев больным с новообразованиями, располагающимися вблизи речевых зон, вместо операции "с пробуждением" проводилось хирургическое вмешательство с использованием безрамочной навигации и данных предоперационной функциональной МРТ. К таким случаям были отнесены пациенты с внутримозговыми опухолями небольших или средних размеров, не инфильтрирующих или частично инфильтрирующих речевую зону, с невыраженным перифокальным отеком и с предполагаемым незначительным смещением мозговых структур во время операции. Перспективным в этом отношении является также удаление каверном. С использованием безрамочной навигации и данных функциональной МРТ были прооперированы все больные из 2А подгруппы.

Заключение.

На сегодняшний день навигационные технологии получили широкое распространение в практической нейрохирургии. Безрамочная навигация, основанная на предоперационных КТ и МРТ (в т.ч. и фМРТ), позволяет спланировать хирургический доступ, свести к минимуму кожный разрез, уменьшить размер трепанации, однако она не учитывает изменение анатомии головного мозга в ходе оперативного вмешательства. Причинами изменения анатомии являются, прежде всего, удаление объема опухоли, отек мозга, а также потеря цереброспинальной жидкости, которые и приводят к смещению мозга. Для решения этой проблемы в настоящее время используются различные методики интраоперационной визуализации (КТ, МРТ, ультрасонография). Однако эти методики не позволяют в достаточной мере снизить риск повреждения функционально значимых зон при расположении патологического образования вблизи этих зон. Данные предоперационной фМРТ, внесенные в нейронавигационную систему и отражающие расположение новообразования и функционально важной области, из-за смещения мозга в ходе операции становятся менее достоверными. В этой ситуации используется интраоперационное электростимуляционное картирование, позволяющие скорректировать данные навигационной модели и значительно снизить вероятность повреждения функционально значимых зон.

Важную роль в планировании хирургического доступа на дооперационном этапе наряду с навигационной системой имеет функциональная МРТ (с 3D реконструкцией кортикальных вен). По нашим данным, а также данным других авторов с помощью функциональной МРТ с высокой точностью можно выявить расположение двигательных и чувствительных зон коры, а также основные речевые центры (Брока и Вернике), их топографическое взаимоотношение с опухолью. Трехмерная (3D) реконструкция кортикальных вен играет важную роль в визуализации крупных вен, находящихся в проекции объемного образования. Эти методы

при их комплексном использовании дают возможность планировать хирургический доступ таким образом, чтобы снизить вероятность повреждения функционально значимых зон, церебральных сосудов, уменьшить травматизацию здоровой мозговой ткани при стремлении к максимальной резекции опухоли.

ВЫВОДЫ

1. Современные инструментальные методы, такие как фМРТ, МР-венография и электрофизиологический мониторинг являются высоко информативными и эффективными методами пред- и интраоперационного планирования оперативных вмешательств в области функционально значимых зон коры головного мозга.

2. Пред- и интраоперационное картирование совместно с безрамочной навигацией оптимизируют планирование хирургического доступа к опухолям, расположенным вблизи функционально значимых зон коры головного мозга.

3. Метод фМРТ с высокой точностью (до 95%) выявляет расположение моторно-сенсорной коры, а также позволяет определять основные речевые зоны (Брока и Вернике) и их взаимоотношение с опухолевыми образованиями головного мозга.

4. Функциональная МРТ совместно с безрамочной навигацией позволяют оперировать больных с опухолями, расположенными вблизи речевых зон, без "пробуждения", не увеличивая при этом риск послеоперационного неврологического ухудшения.

5. Безрамочная навигация в комплексном применении с картированием мозга позволяет снизить послеоперационный неврологический дефицит при стремлении максимальной резекции опухоли.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Если по данным МРТ головного мозга опухоль расположена вблизи мото-сенсорной коры, то на дооперационном этапе целесообразно выполнение функциональной МРТ, а удаление опухоли проводить с использованием безрамочной навигации и электрофизиологического картирования.

2. При локализации опухоли вдали от мото-сенсорной коры нет необходимости для пред- и интраоперационного картирования, а удаление опухоли можно проводить с использованием только безрамочной навигации, которая расширяет возможности хирурга.

3. При расположении опухоли по данным МРТ головного мозга вблизи речевых зон до операции следует провести функциональную МРТ. Если при этом опухоль имеет небольшие или средние размеры, не инфильтрирует или частично инфильтрирует речевую зону, а перифокальный отек не выражен, то вместо операции "с пробуждением" для удаления опухоли возможно использование безрамочной навигации.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Планирование хирургического доступа при удалении внутримозговых опухолей больших полушарий с использованием фМРТ, картирования мозга, навигационных систем и электрофизиологического мониторинга / Лошаков В., Жуков В., Пронин И., Лубнин А., Кобяков Г., Буклина С., Хить М. // 5 Съезд нейрохирургов России: Тезисы докладов. -Уфа, 2009.-С.281-282.

2. Планирование хирургического доступа при удалении внутримозговых опухолей больших полушарий с использованием фМРТ, картирования мозга, навигационных систем и электрофизиологического мониторинга / Лошаков В., Жуков В., Пронин И., Лубнин А., Кобяков Г.,

Буклина С., Хить М. // Журнал нейрохирургия и неврология Казахстана. -2009. -№ 2,3. - С.36.

3. Планирование хирургического доступа при удалении внутримозговых опухолей больших полушарий с использованием фМРТ, навигационных систем и электрофизиологического мониторинга / В.А. Лошаков, В.Ю. Жуков, И.Н. Пронин, А.Ю. Лубнин, Г.А. Щекутьев, С.Б. Буклина, М.А. Хить // Журнал вопросы нейрохирургии им. академика Н.Н. Бурденко. -2010. - № 2. - С. 9-13.

4. Planning of surgical approach to the tumors proximal to eloquent brain areas using neuronavigation, cortical mapping and fMRI / Loshakov V.A., Jukov V.Yu., Pronin I.N., Kobiakov G.L., Khit M.A., Buklina S.B. // 14 World Congress of Neurological Surgeons. - Boston, USA, 30 August - 4 September

2009.

5. Planning of surgical approach to the tumors proximal to eloquent brain areas using neuronavigation, cortical mapping and fMRI / Loshakov V.A., Jukov V.Yu., Pronin I.N., Kobiakov G.L., Khit M.A., Buklina S.B. // 21st International Congress on Anti-Cancer Treatment. - Paris, France, 1 - 5 February

2010.

СПИСОК СОКРАЩЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ КТ - компьютерная томография МРТ - магнитно-резонансная томография фМРТ - функциональная магнитно-резонансная томография MP - венография - магнитно-резонансная венография УС - ультрасонография УЗИ - ультразвуковое исследование НН - нейронавигация ПЦИ - передняя центральная извилина ЗЦИ - задняя центральная извилина

Заказ № 63-а/04/10 Подписано в печать 08.04.2010 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru; е-таИ:info@cfr.ru

Актуальность темы.

Опухоли головного мозга составляют 1.8-2.3% от общего числа онкологических заболеваний, а частота заболеваемости первичными опухолями головного мозга достигает 14,1 на 100000 населения. Глиальные опухоли составляют 40-50% всех первичных опухолей головного мозга, причём у взрослых пациентов 90% опухолей локализуются в больших полушариях мозга и 55-60% из них являются злокачественными (Walker et.al., 1985, Enam et.al, 2000).

Отдалённые результаты лечения данных больных остаются неудовлетворительными, средняя продолжительность жизни по данным разных авторов составляет от 40 недель (Dazzi С. et.al., 2000, Lassen U. et.al., 1999, Prados M. et.al., 1998, Valtonen S. et.al., 1997) до 14 месяцев для мультиформной глиобластомы (Brandes A. et.al., 1998, Rajkumar S.V. et.al., 1999) и 25 месяцев для анапластической астроцитомы (Олюшин В.Е. с соавт., 1998, Gundersen S. et.al., 1998). Средняя смертность от опухолей головного мозга составляет 11,8 на 100 тысяч населения в год и занимает 6-7 место среди причин смерти от злокачественных опухолей (Никифоров Б.М. с соавт., 2003).

Успешное удаление опухолей головного мозга является сложной задачей при нейрохирургических операциях, даже в случаях макроскопически тотального удаления опухоли радикальность резекции по данным контрольных КТ и МРТ головного мозга подтверждается менее чем у 40-50 % больных (Forsting М. et.al., 1994, Qnigley M.R. et.al., 1991). При этом сохраняется довольно высокий процент субтотального (25-65 %) и частичного до 25% наблюдений удаления опухолей (Главацкий А.Я. с соавт., 2002, Голанов А.В. с соавт., 2002). Послеоперационная летальность при этом остаётся достаточно высокой и достигает 7.4 % (Pavlicevic G. et.al., 2003), 6.5 % (Алексеев А.Г. с соавт., 2002), 2.7 % (Олюшин В.Е. с соавт., 2002), 3-7 % (Тиглиев Г.С. с соавт., 2001).

В настоящее время хирургическое лечение глиом не может быть радикальным, это связано прежде всего с биологическими особенностями этих опухолей (Ostertag C.V. et.al., 1999).

Объем хирургического вмешательства имеет различное прогностическое значение, а выживаемость больных прямо связана с радикальностью операции (Anderson D. et.al., 1993, Rauhut F. et al., 1996). Принципиальной задачей лечения является качество и продолжительность жизни пациента.

В настоящее время оптимальной, неэкспериментальной стратегией в хирургии опухолей головного мозга является комбинация нейрохирургического вмешательства с тотальным или субтотальным удалением опухолевой ткани, послеоперационной лучевой и химиотерапией (Anderson А.Р. et.al., 1993, Loeffler J.S. et.al., 1992). Целью хирургического лечения является максимальное удаление опухолевой ткани, с соблюдением физиологической дозволенности, получение гистологического диагноза, который дает возможность выбора адыовантной терапии и точный взгляд на прогноз.

Удаление новообразований, локализующихся в пределах функционально значимых зон больших полушарий головного мозга, представляет еще более сложную нейрохирургическую проблему. Большое число новообразований поражают функционально значимые зоны. Таковыми в больших полушариях головного мозга являются задне-лобно-теменная (двигательные и чувствительные зоны), а также теменно-височная область в доминантном полушарии (речевые центры). Так, 60% всех олигодендроглиом и 11% всех глиобластом локализуются фронтопариетально, в области роландовой борозды (Кауе and Laws, 1995), а, к примеру, 50% всех артериовенозных мальформаций (АВМ) располагаются вблизи сенсомоторных и речевых центров (Филатов Ю.М.,

1975). При поражении больших полушарий в области функционально значимых зон вероятность нарастания неврологического дефицита после нейрохирургических вмешательств велика и по данным разных авторов достигает 30% (King et al., 1987; Born et al., 1995).

Большинство нейрохирургов продолжают и в настоящее время оперировать в меру своих знаний классической топографии и пространственного воображения (Коновалов А.Н. с соавт., 2000). При этом современные данные функциональной анатомии коры головного мозга показали, что распределение первичных двигательных и чувствительных, а также речевых центров гораздо шире и более вариабельно, чем по классическому учению (King et al., 1987; Silbergeld 1993; Ojemann G. et al., 1989). Поэтому до сих пор существует риск ошибки в точности доступа и радикальности удаления опухоли, особенно при небольших ее размерах, нечетких границах между здоровой и патологической тканью, а также при расположении опухоли в функционально значимых зонах.

Компромиссом, сочетающим стремление соединить истинно стереотаксическую точность с комфортными условиями операций у больных с разнообразной нейрохирургической патологией, особенно при локализации новообразования в области функционально значимых зон, стали различные навигационные системы (Коновалов А. Н. с соавт., 2001, Кривошапкин АЛ. с соавт., 2002, Аксикс И.А. с соавт., 2003, Zamorano L. et.al., 1994, Wirtz С. et.al., 1998, Roberts D.W. et.al., 1999, Bucholz S. et.al., 1999, Wagner W. et.al., 1999, Braun V. et.al, 2000) и интраоперационное картирование мозга (Тоидзе И.В. с соавт, 1998, Сафаралиев М.М. с соавт., 1998, Burchiel et al., 1989, Born et. al., 1995; Ojemann G. et al., 1989, Berger M. et al., 1994, Modayur B. Et al., 1997).

Высокая летальность и инвалидизация больных, значительный социальный и экономический ущерб, наносимый обществу, вызывает интерес исследователей к больным данной категории. Тотальное удаление опухолей головного мозга является трудной задачей, достижимой у 40-50 % больных, а хирургическая травма мозга, нанесенная в ходе оперативного вмешательства, нередко приводит к инвалидизации или гибели пациентов.

Немаловажное значение в снижении травматизации мозга при оперативных вмешательствах приобретает планирование хирургического доступа к опухоли, которое предполагает не только применение безрамочной навигации и электрофизиологической стимуляции, но и предоперационное картирование функционально важных центров (Fried I. et al, 1995, Okumura A. et al., 1999, Krings T. et al., 2001, Vlieger E.J. et al., 2004). Функциональная MPT, трехмерная реконструкция предполагаемого операционного поля с визуализацией анатомических структур, кортикальных магистральных сосудов и взаимоотношения этих структур с опухолью позволяет на стадии предоперационного обследования оптимально планировать хирургический доступ.

Таким образом, безрамочная нейронавигация наряду с картированием мозга дает возможность более оптимально планировать хирургический доступ и, как следствие, снижать риск нарастания послеоперационного неврологического дефицита при стремлении максимальной резекции опухоли.

Цель работы

Усовершенствование планирования хирургического доступа у больных с супратенториальными опухолями, расположенными в функционально значимых зонах, с помощью безрамочной нейронавигации и с учетом проведения пред- и интраоперационного картирования мозга.

Задачи работы

1. Определить роль пред- и интраоперационного картирования мозга, а также использования нейронавигации в планировании хирургического доступа

2. Оптимизировать методику безрамочной навигации.

3. Сопоставить данные фМРТ-исследования с данными интраоперационной элеюростимуляции коры головного мозга.

4. Определить возможность комплексного применения безрамочной навигации и картирования мозга для снижения риска нарастания неврологического дефицита при стремлении к максимальной резекции опухолей.

5. Разработать оптимальный алгоритм комплексного применения методов безрамочной навигации и картирования мозга.

Научная новизна

На основании результатов хирургического лечения выполнен анализ эффективности комплексного использования пред- и интраоперационного картирования мозга и безрамочной навигации для усовершенствования планирования оперативного доступа к опухолям, располагающимся в функционально значимых зонах коры головного мозга.

Практическая значимость

Оптимизирована методика безрамочной навигации с разработкой показаний и недостатков метода с целью улучшения результатов хирургического лечения больных с опухолевыми образованиями в областях, прилежащих к функционально значимым зонам коры головного мозга, в частности к двигательным и речевым центрам.

ВЫВОДЫ

1. Современные инструментальные методы, такие как фМРТ, МР-венография и электрофизиологический мониторинг являются высоко информативными и эффективными методами пред- и интраоперационного планирования оперативных вмешательств в области функционально значимых зон коры головного мозга.

2. Пред- и интраоперационное картирование совместно с безрамочной навигацией оптимизируют планирование хирургического доступа к опухолям, расположенным вблизи функционально значимых зон коры головного мозга.

3. Метод фМРТ с высокой точностью (до 95%) выявляет расположение моторно-сенсорной коры, а также позволяет определять основные речевые зоны (Брока и Вернике) и их взаимоотношение с опухолевыми образованиями головного мозга.

4. Функциональная МРТ совместно с безрамочной навигацией позволяют оперировать больных с опухолями, расположенными вблизи речевых зон, без "пробуждения", не увеличивая при этом риск послеоперационного неврологического ухудшения.

5. Безрамочная навигация в комплексном применении с картированием мозга позволяет снизить послеоперационный неврологический дефицит при стремлении максимальной резекции опухоли.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внедрение в широкую клиническую практику таких диагностических методов исследования, как компьютерная и магнитно-резонансная томография, функциональная МРТ, МР-венография, церебральная ангиография, ПЭТ и ОФЭКТ, позволяют провести раннюю диагностику опухолевого процесса и, следовательно, определить правильную тактику последующих лечебных мероприятий. Стремление улучшить результаты хирургического лечения привело к внедрению в широкую клиническую практику микрохирургической техники, инструментария, операционных микроскопов и эндоскопов, различных навигационных систем.

В настоящее время в хирургическом лечении опухолей головного мозга используются принципы минимально-инвазивной хирургии. Однако успехи в хирургии опухолей головного мозга еще не столь совершенны, чтобы свидетельствовать о решении проблемы лечения новообразований головного мозга.

Эффективность применения безрамочной интраоперационной навигации в малоинвазивной хирургии опухолей головного мозга отмечена во многих работах (Коновалов А.Н. с соавт., 2000, Аксикс И.А. с соавт., 2003, Кривошапкин А.Л. с соавт., 2003, Henderson J. М. et. al., 1997, Schroeder et. al., 1999, Germano I. M. et. al., 1999, Reinges M. H. et. al., 2000, Zhao J. et. al., 2001).

Однако при этом остаются высокими доли субтотально и частично удаленных опухолей, а также количество интраоперационных и послеоперационных осложнений, ухудшающих качество жизни пациентов. Анатомические особенности области хирургического вмешательства, а также биологические свойства опухолей зачастую не позволяют тотально и, что особенно важно, селективно удалить опухоль. В связи с этим предложены различные методы предоперационной визуализации и множество способов интраоперационной поддержки хирургических манипуляций, среди которых важную роль играют картирование мозга и безрамочные навигационные системы.

По данным разных авторов, при удалении глиом больших полушарии головного мозга нарастание неврологического дефицита отмечено в 8% случаях. А при поражении больших полушарий в области функционально значимых зон вероятность нарастания неврологического дефицита после нейрохирургических вмешательств - еще больше и достигает 30%. Важным условием профилактики таких осложнений является непрерывное наблюдение за состоянием больного с помощью физиологических методов, таких как нейромониторинг. Развитие мониторинга в нейрохирургии в первую очередь обусловлено потребностью клиницистов в получении экспресс-информации о состоянии различных структур головного мозга при невозможности оценить неврологический статус больного во время операции.

В последнее время значение мониторинга в оценке состояния мозга возросло также в связи с расширением показаний и увеличением объема хирургических вмешательств. Под нейромониторингом следует понимать непрерывный физиологический контроль состояния структур нервной системы с целью уменьшения травматизации мозга.

Удаление новообразований, локализующихся в пределах функционально значимых зон больших полушарий головного мозга является сложной и важной нейрохирургической проблемой с учетом того, что новообразования данной локализации составляют до 25-35% опухолей головного мозга по данным разных авторов.

Среди новообразований, поражающих большие полушария головного мозга, наиболее часто встречаются глиальные опухоли различной степени злокачественности, менингиомы, первичные лимфомы, метастазы, сосудистые пороки развития. Для успешного лечения большинства больных с этими поражениями необходимо обеспечить максимальный объем резекции хирургическим путем.

Значение хирургии в лечении внутримозговых опухолей неоднозначно. С одной стороны, удаление опухоли приводит к уменьшению объема и разрешает проблемы, связанные с масс-эффектом, снимает симптомы внутричерепной гипертензии. С другой стороны, роль радикальности удаления опухоли в улучшении прогноза больных со злокачественными глиомами до сих пор остается неясной.

Современные исследования продемонстрировали, что объем оперативного вмешательства при злокачественных глиомах четко коррелирует с продолжительностью жизни больного. Однако эти данные являются достоверными только в том случае, если для верификации объема оставшейся части опухоли были использованы не субъективная интраоперационная оценка степени радикальности, а результаты послеоперационного КТ и МРТ исследований с контрастным усилением.

Согласно мнению Salcman, максимальная радикальность при удалении злокачественных глиом имеет ряд преимуществ по сравнению с менее радикальным удалением. Она заключаются в одномоментной элиминации большого количества жизнеспособных опухолевых клеток, в том числе и терапевтически резистентных клеточных пулов. Кроме того, радикальное удаление опухоли уменьшает внутричерепную гипертензию и может способствовать улучшению неврологических функций. Одномоментное удаление большой массы опухолевых клеток активирует у оставшихся клеточных пулов пролиферативные процессы, что делает их более чувствительными к терапевтическому воздействию, эффект которого максимально выражен для клеток, находящихся в митотическом цикле. Кроме того, радикальное оперативное вмешательство сопровождается выраженным нарушением целостности гематоэнцефалического барьера в перифокальной зоне опухоли, что в значительной мере облегчает проникновение химиотерапевтических агентов к месту их непосредственного воздействия.

До 70-х годов при удалении новообразований функционально значимых зон ориентирами для нейрохирургов служили расположение борозд и извилин. При этом исходили из классических трудов нейроанатомов и физиологов о расположении двигательных зон в пределах 10 мм кпереди от роландовой борозды.

Однако современные данные функциональной анатомии коры головного мозга, которые основываются на возможностях хронической субдуральной стимуляции, показали, что распределение первичных двигательных и чувствительных центров гораздо шире и более вариабельно, чем по классическому учению. Двигательные ответы по меньшей мере у 1/3 пациентов были получены за 20 мм и больше (до 40 мм) кпереди от РБ. Что касается сенсорных ответов, то около 60% ответов были получены спереди от РБ вопреки классическому учению.

При удалении опухолей, расположенных вблизи околосильвиевой области речедоминантного полушария, также существует значительный риск осложнений из-за вариабельности в локализации речевых центров в коре (King et al., 1987; Silbergeld 1993; Ojemann G. et al., 1989).

Значительное преимущество интраоперационной электрофизиологической идентификации (картирование) по сравнению с визуальной идентификацией функционально значимых зон объясняется тем, что топография двигательных, чувствительных и речевых представительств в коре головного мозга имеет большую степень индивидуальной вариабельности. С другой стороны, объемные новообразования, особенно сопровождающиеся отеком белого вещества головного мозга, вызывают изменения гирофиссурального рисунка, что существенно затрудняет нейрохирургу анатомическую ориентацию.

Интраоперационная электрофизиологическая стимуляция, применяемая нами в качестве ассистирующего метода при удалении опухолей, расположенных вблизи функционально значимых зон, наряду с безрамочной навигацией позволяла снизить количество послеоперационных неврологических выпадений и в то же время увеличить объем максимально возможной резекции опухоли.

Развитие методов нейровизуализации позволяет уже на дооперационном этапе определять особенности локализации патологического образования, его соотношение с важными анатомическими структурами. С помощью функционально МРТ с высокой точностью можно выявить расположение двигательных и чувствительных зон коры, а также основные речевые центры (Брока и Вернике), их топографическое взаимоотношение с опухолью. МР-венография с 3D реконструкцией кортикальных вен играет важную роль в визуализации крупных вен, находящихся в проекции объемного образования. Эти методы дают возможность планировать хирургический доступ таким образом, чтобы снизить вероятность повреждения функцинально значимых зон, церебральных сосудов, уменьшить травматизацию здоровой мозговой ткани.

Определение роли, места, а также конкретных достоинств использования фМРТ, МР-венографии, безрамочной навигации, а также электрофизиологического мониторинга, и явилось поводом для проведения данного исследования, результаты которого представлены в этой работе.

Работа основана на анализе данных комплексного обследования и хирургического лечения 74 мужчин и женщин, находившихся на стационарном лечении в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко по поводу опухолей головного мозга, расположенных в функционально значимых областях полушарий головного мозга, в период с 05.08.07 по 20.03.09.

Первую группу составили 56 больных, у которых опухоль располагалась вблизи мото-сенсорной коры. Эта группа была разделена на две подгруппы: подгруппа 1А (30 пациентов) - оперирована с использованием только безрамочной навигации (без картирования мозга) и подгруппа 1Б (26 пациентов) — оперирована с применением безрамочной навигации, фМРТ и электрофизиологической стимуляции. Во вторую группу вошли остальные 18 больных, у которых опухоль граничила с речевыми зонами (Брока или Вернике). Вторая группа таюке была разделена на две подгруппы: подгруппа 2А (9 пациентов) — оперирована с помощью фМРТ и безрамочной навигации и подгруппа 2Б (9 пациентов) -оперирована под локо-региональной анестезией с пробуждением ("awake craniotomy").

При анализе гистологической структуры опухолей головного мозга установлено, что значительное количество составляют наиболее злокачественные опухоли: глиобластомы - 35,1% (п=26) и анапластические астроцитомы - 18,9% (п=14), вторичные поражения -метастазы в головной мозг -14,9% (n=l 1).

В дооперационном периоде помимо неврологического осмотра, обследования офтальмолога и отоневролога, больным с опухолями, расположенными вблизи речевых зон, проводился осмотр нейропсихолога с целью определения профиля функциональной асимметрии и доминантности полушарий по речи. Пациентам, которым планировалось интраоперационное электростимуляционное картирование, в нейрофизиологической лаборатории перед операцией проводилась запись ЭЭГ.

С целью установления диагноза и более точной верификации распространенности процесса проводили обследование больных с помощью магнитно-резонансной томографии. МРТ без и с контрастным усилением была произведена всем больным. 44 (59,5%) больным было выполнено функциональное МРТ-исследование для определения функциональных зон руки и(или) ноги, а также речевых центров.

Компьютерная томография с к/у или без к/у проведена 46 (62,2%) пациентам. Больным с подозрением на АВМ или для выяснения особенностей кровоснабжения опухоли кроме КТ и/или МРТ выполнялась каротидная ангиография на стороне патологического очага (5,4%). ПЭТ с С-метионином проведена 8 (10,8%) больным.

В раннем послеоперационном периоде для оценки эффективности оперативного вмешательства проводилась КТ с к/у или МРТ с к/у (в 1-е сутки). В более поздние сроки, после стабилизации состояния больного, при необходимости таюке проводилась МРТ с к/у.

Все операции (кроме "awake craniotomy") выполнялись под общей анестезией и ИВЛ. Если планировалась интраоперационное электростимуляционное картирование сенсомоторной коры, то в качестве препаратов для вводной анестезии и ее поддержания использовались комбинация внутривенного гипнотика дипривана (пропофол) и наркотического анальгетика фентанила. В премедикации также использовали бензодиазепины (реланиум в дозе 0,15 мг/кг МТ). Для облегчения интубации трахеи после индукции анестезии использовали миорелаксант средней продолжительности действия - тракриум в дозе 0,7 мг/кг МТ. Максимальная продолжительность действия тракриума в указанной дозе не превышает 20 мин., поэтому к этапу картирования у больных полностью восстанавливался мышечный тонус. Для интраоперационной идентификации речевых зон (методика "awake craniotomy") применялась комбинированная локо-региональная анестезия.

Основными критериями отбора для операций с использованием безрамочной навигации являлись: незначительные размеры опухолей, глубина залегания, субкортикальная протяженность и расположение в функционально важных зонах. Ограничением к применению этой методики являются опухоли больших размеров и глиальные опухоли с выраженным кистозным компонентом. Основная проблема, которая при этом возникает, - это смещение мозга в ходе операции и, как следствие, потеря нейронавигационных ориентиров.

Показанием для проведения интраоперационного картирования сенсомоторных зон является расположение объемного образования в области ПЦИ, ЗЦИ, а также в задних отделах верхней, средней и нижней лобных извилин. Расширение зоны исследования связано с тем, что расположение корковых зон, ответственных за двигательные функции ноги, руки и лицевой мускулатуры, вариабельно, они могут располагаться на расстоянии от классически принятого двигательного центра (10 мм кпереди от ЦБ). Современные методы исследования, такие как КТ и МРТ, позволяют четко определить отношение объемного образования к бороздам и извилинам головного мозга. Кроме того, проведение функционального МРТ-исследования позволяет с большой степенью вероятности определять двигательные зоны и их топографическое отношение с патологическим очагом. Ограничение применения данной методики заключается в том, что наличие грубого гемипареза не позволяет установить моторные корковые представительства.

Более строгий характер носят показания к проведению интраоперационной идентификации речевых зон (методика "awake craniotomy") при удалении опухолей рече-доминантного полушария. К ним, помимо расположения внутримозгового образования в околосильвиевой области рече-доминантного полушария, относятся: негрубая неврологическая симптоматика (как общемозговая, так и очаговая); степень речевых нарушений не более 25%; адекватность поведения и ясный уровень сознания.

При хирургическом удалении опухолей головного мозга на этапе выполнения доступа использовали безрамочную навигацию, в результате чего выполняли экономный кожный разрез, определяли локализацию и размеры трепанационного окна, местоположение опухоли и функционально значимой зоны (исходя их данных фМРТ), а также планировали оптимальное место энцефалотомии и траекторию до опухоли. При комплексном использовании безрамочной навигации следующим этапом выполнялось электрофизиологическое картирование, с помощью которого уточнялось расположение функционально важной зоны коры головного мозга. На этапах удаления опухоли электрофизиологической стимуляции подвергались не только корковые отделы, ответственные за специализированные функции, но и соответствующие им субкортикальные проводящие пути. При выявлении функциональной зоны и расположении опухоли вне этой зоны опухоль удаляли в пределах границ с неизмененным мозговым веществом.

По мнению ряда авторов (Wirtz С. et. al, 2000), применение интраоперационной навигации повышает радикальность хирургического лечения. При проведении сравнительного анализа результатов хирургического лечения опухолей головного мозга, с применением нейронавигации и без использования навигационных систем, в случае резекции инфильтративных опухолей с использованием нейронавигации — общая радикальность составляет 31%, без ее использования - 19%. В нашем исследовании по данным контрольных МРТ/КТ в первой группе (опухоль располагалась вблизи сенсомоторной коры) доля тотально удаленных опухолей составила в подгруппе 1А - 66,7% и подгруппе 1Б - 61,5%, субтотально удаленных опухолей - 26,7% и 30,8%, а частично удаленных - 6,7% и 7,7% соответственно. Несмотря на использование одной и той же методики безрамочной навигации в обеих подгруппах первой группы, меньшая радикальность в подгруппе 1Б может быть обусловлена более близким расположением опухоли к функционально значимым областям и применением интраоперационного картирования. Наши результаты сопоставимы с данными зарубежных авторов. Так, Ganslandt et al. (1999) при удалении опухолей, расположенных в области сенсомоторной коры, использовали безрамочную навигацию, в которую были внесены данные предоперационного картирования, и электрофизиологическую стимуляцию. Им удалось достичь тотального удаления в 68%, субтотального - в 22%, частичного - 10% случаев.

Во второй группе количество больных с тотально удаленными опухолями составило: в подгруппе 2А (всего 9 больных) - 5 пациентов и подгруппе 2Б (всего 9 больных) - 6 пациентов, с субтотальным удалением - 3 пациентов и 2 пациента соответственно, с частичным удалением — по 1 пациенту в каждой подгруппе. Больные, входящие в подгруппу 2Б, были оперированы под локо-региональной анестезией с пробуждением, а больные из подгруппы 2А с использованием безрамочной навигации и фМРТ. Существенной разницы в радикальности в обеих подгруппах не отмечено. Однако эти данные статистически малодостоверны из-за небольшого количества наблюдений.

Нами проведен анализ структуры и динамики неврологических нарушений в предоперационном и послеоперационном периодах. Анализ структуры уровня сознания в дооперационном периоде показал, что большее число пациентов (98,6%) было в ясном сознании и только у одного больного (1,4%) из подгруппы 1А отмечалось умеренное оглушение. Этому больному не проводилось картирование мозга, он, как и все пациенты из 1А подгруппы, был оперирован только с использованием безрамочной нейронавигации. Такой высокий процент больных в ясном сознании, вошедших в исследование, объясняется необходимостью проведения в предоперационном периоде как картирования мозга (фМРТ), так и подготовкой к операции с "пробуждением" (awake craniotomy), что, в свою очередь, возможно только при ясном сознании и адекватном поведении. После операции количество больных в ясном сознании составило 97,3%, и у двоих пациентов из первой группы (2,7%) отмечалось глубокое оглушение из-за возникшего отека мозга.

При оценке двигательных нарушений в первой группе при поступлении и в раннем послеоперационном периоде выявлено, что доля пациентов с отсутствием двигательных нарушений и с легким гемипарезом как в 1А подгруппе, так и 1Б подгруппе после операции уменьшилась (для 1А погруппы на 6,6% и 3,3% соответственно, для 2Б подгуппы на 3,8% и 7,7% соответственно), но в тоже время увеличилась доля больных с рефлекторным и глубоким гемипарезом опять-таки же как в 1А, так и 1Б подгруппах (для 1А подгруппы на 6,7% и 6,7% соответственно и для 1Б подгруппы на 7,7% и 3,8% соответственно). Однако доля пациентов с умеренным гемипарезом после операции в 1А подгруппе уменьшилась на 3,4%, в то время как в 2А подгруппе не изменилась. При этом анализ динамики двигательных нарушений в предоперационном периоде и на момент выписки из стационара в первой группе показал, что с улучшением в подгруппе 1А выписано 26,7%, в подгруппе 1Б 38,5%; с ухудшением 10% и 7,7%; без существенной динамики 63,3% и 53,8% пациентов соответственно. Одна из главных задач данного исследования - не допустить ухудшения неврологических функций после произведенной операции. По данным Peter W. A. Et al. (2006) использование безрамочной навигации при удалении контраст-накапливающих опухолей сопровождалось нарастанием неврологического дефицита в раннем послеоперационном периоде в 18,2% случаев, который к выписке регрессировал у 25% больных. Ganslandt et al. (1999) при комплексном использовании безрамочной навигации и картирования мозга отметили углубление имевшегося гемипареза лишь в 4%, у 30% больных парез уменьшился и в 66% случаев неврологическая симптоматика осталась без изменений.

Ретроспективно сравнивая и оценивая структуру речевых нарушений у пациентов подгруппы 2А и подгруппы 2Б второй группы до операции и в раннем послеоперационном периоде обнаружено, что основным видом речевых нарушений явилась моторная афазия (в 3 и 2 случаях соответственно). При анализе динамики речевых нарушений, количество больных с отсутствием речевых нарушений после операции в подгруппе 2А уменьшилось на одного больного, а в подгруппе 2Б увеличилось на одного больного, с затруднением способности к общению -увеличилось на одного пациента и уменьшилось на 2 пациента, с нарушением способности к общению — не изменилось и увеличилось на одного больного соответственно. Анализ динамики речевых нарушений в предоперационном периоде и на момент выписки из стационара во второй группе показал, что с улучшением в подгруппе 2А выписано 2 больных, в подгруппе 1Б также 2 больных; с ухудшением 2 больных и 1 больной; без существенной динамики 5 и 6 пациентов соответственно. Таким образом в подгруппе 2А, которая была оперирована с использованием навигации и данных фМРТ, по сравнению с подгруппой 2Б, которая оперирована с пробуждением, отмечаются незначительно худшие результаты.

На предоперационном этапе фМРТ проведена всем больным из 1Б подгруппы (26 случаев), у которых опухоль располагалась вблизи сенсомоторной коры. Из них по показаниям интраоперационное картирование выполнено в 24 случаях. У 3 пациентов (12,5%) прямая электростимуляция или не выявляла моторно-сенсорную кору, или прекращалась вследствии появления признаков эпиактивности. У остальных 21 больных (87,5%) были получены достоверные признаки моторного раздражения. Сравнивалось расстояние до двигательной коры от указанной на предоперационном MP изображении «опорной точки» (граница опухоли и мозгового вещества, реже-точка ветвления конвекситальных вен). Расхождением считалась ошибка в расстоянии более чем на один сантиметр. Из 21 случая успешного получения моторного ответа, расхождение с данными предоперационного планирования о взаиморасположении мото-сенсорной коры и предложенных ориентиров составило менее 5% верифицированных наблюдений (одно наблюдение).

С интраоперационным картированием речевых зон (методика awake craniotomy) прооперированы все больные из 2Б подгруппы (9случаев), у которых внутримозговое образование располагалось в околосильвиевой области рече-доминантного полушария. Перед операцией также всем пациентам проведена функциональная МРТ с целью определения основных речевых зон — зон Брока и Вернике. У 5 больных новообразование располагалось вблизи зоны Брока, а у 4 пациетов — вблизи с зоной Вернике. При прямой электростимуляции коры и соответствующих ей субкортикальных путей те или иные нарушения речи (в зависимости от локализации патологического процесса) выявлены у всех больных 2Б подгруппы. По аналогии с интраоперационным картированием мото-сенсорной коры сравнивалось расстояние до речевой зоны (Брока или Вернике) от выбранной на предоперационной фМРТ «опорной точки», в качестве которой чаще выбиралась граница опухоли и мозгового вещества. Расхождением считалась ошибка в расстоянии более чем на один сантиметр. В результате анализа получено, что расхождений между данными пред- и интраоперационного картирования о локализации основных речевых зон в 2Б подгруппе не было.

Учитывая совпадение данных пред- и интраоперационного картирования в подгруппе 2Б и несмотря на их невысокую статистическую достоверность из-за малого количества наблюдений в ряде случаев больным с новообразованиями, располагающимися вблизи речевых зон, вместо операции с пробуждением проводилось хирургическое вмешательство с использованием безрамочной навигации и данных предоперационной функциональной МРТ. К таким случаям были отнесены пациенты с внутримозговыми опухолями небольших или средних размеров, не инфильтрирующих или частично инфильтрирующих речевую зону, с невыраженным перифокальным отеком и с предполагаемым незначительным смещением мозговых структур во время операции. С использованием безрамочной навигации и данных функциональной МРТ были прооперированы все больные из 2А подгруппы. Значительной разницы в объеме резекции и в динамике неврологического статуса в пред-и послеоперационном периоде в подгруппе 2А по сравнению с подгруппой 2Б не получено (см. главу 3.2.1 и 3.2.2).

Анализ частоты судорожного синдрома в первой и во второй группах при поступлении и в раннем послеоперационном периоде показал увеличение доли пациентов без судорог после операции, как в первой так и во второй группе с 55,4% до 96,4 % и с 40,9% до 88,9% соответственно, при этом нужно упомянуть, что эти показатели были достигнуты в том числе назначением противосудорожной терапии.

Все операционные осложнения мы разделили на две группы: 1. Осложнения, непосредственно связанные с проведение интраоперационного картирования в виде возникновения эпилептического приступа на операционном столе во время электростимуляции коры. Такое осложнение развилось у 3 больных (11,5%) из 1Б подгруппы и у 2 пациентов из 2Б подгруппы на этапе пробной стимуляции и подбора величины электроразряда, что по-видимому, было обусловлено судорожной готовностью и ошибкой в определении порога.

2. Послеоперационные осложнения: у одной больной с глиобластомой правой задне-лобной области из 1А подгруппы в первые сутки после операции сформировалась гематома в ложе удаленной опухоли, что клинически проявилось нарастанием слабости и фокальными судорогами в левой руке и было подтверждено при КТГ головного мозга. В результате произведена ревизия послеоперационной раны и удаление гематомы. К моменту выписки неврологический дефицит у этой пациентки практически полностью регрессировал. Также у двух пациентов (из 1Б и 2Б подгруппы соответственно) возник отек головного мозга, потребовавший хирургического лечения - удаление костного лоскута с расширяющей пластикой ТМО — только в одном случае. Один больной из 2Б подгруппы с анапластической олигодендроглиомой левой височной доли был повторно оперирован в ИНХ по поводу остеомиелита костного лоскута.

Послеоперационные соматические осложнения возникли у 2 больных из первой группы (госпитальная пневмония, средней тяжести течения) и у одного пациента из второй группы (нефлотирующий тромбоз глубоких вен нижних конечностей).

Случаев послеоперационной летальности в нашем исследовании не было.

В проведенной работе комплексное применение безрамочной навигации и картирования мозга помогло в планировании и проведении минимально-инвазивных радикальных операций. При этом применение безрамочной навигации, с внесенными в нее данными фМРТ, при удалении опухолей головного мозга позволяет оптимально выполнять хирургический доступ (с возможностью точно локализовать трепанационное окно, выбрать оптимальное место вскрытия ТМО в зависимости от границ опухоли и определить траекторию хирургического воздействия). Интраоперационное электрофизиологическое картирование позволяет уточнить месторасположение функционально значимой зоны и определить степень ее вовлеченности в патологический процесс. Одним из ограничений к более широкому использованию безрамочной навигации, особенно при удалении больших инфильтративных опухолей, а также опухолей с выраженным кистозным компонентом - является смещение мозга (Коновалов А.Н. с соавт., 2000, Кривошапкин A.JI. с соавт., 2003, Hill D.L. et.al, 1998; Shroeder Н. et.al., 2001, Dorward N. et.al., 2002). В этой ситуации при расположении опухоли в функционально важной зоне на наш взгляд наиболее оправдано использование метода интраоперационной электрофизиологической стимуляции, который позволяет скорректировать данные навигационной модели и свести к минимуму степень повреждения функционально значимых центров полушарий головного мозга.

В результате выполненного исследования нами разработан алгоритм комплексного применения безрамочной навигации и картирования мозга при удалении опухолей головного мозга.

Алгоритм комплексного применения безрамочной навигации и картирования мозга при хирургическом лечении опухолей головного мозга.

МРТ головного мозга

Опухоль расположена вблизи функционально значимой зоны?

ДАф

Функциональная МРТ головного мозга НЕТ Предоперационное и интраоперационное картирование не показано I

Возможно использование безрамочной навигации (например, при глубинном расположении опухоли)

Уточнение взаиморасположения опухоли и функционально значимой зоны

На пути к опухоли располагаются магистральные сосуды?

НЕТ да|

МР-венография с 3D реконструкцией кортикальных вен

Безрамочная интерактивная навигация

Моделирование оптимального доступа к опухоли (выбор места и размеров трспанациониого дефекта, траектории хирургического воздействия, зоны кортикотомии) I

Выполнение исходного электростимуляционного картирования (после вскрытия ТМО определение локализации функционально значимой зоны) I

Выбор оптимального подхода к опухоли

Внепроекциомшй подход к опухоли применяется если ни пуш к опухоли располагаются функционально значимые зоны или магистральные артерии и вены

Проекционный подход к опухоли наиболее короткий, с учетом выполненных измерений при помощи безрамочной интерактивной навигации

Удаление опухали

Требуется выполнение этапной электрофизиологической стимуляции с целью определения степени вовлеченности функционально значимой зоны в патологический процесс . У

Максимальное удаление опухоли в пределах фуикиианально-абаснаванных границ

Выполнение контрольной электрофизиологической стимуляции (проводится при необходимости, для контроля сохранности функционально значимой зоны)