Стереотаксическая биопсия опухоли головного мозга - показания, методика
Стереотаксические методы используются для биопсии головного мозга минимально инвазивными методами. Для определения целевой точки в трехмерном пространстве головного мозга используются математические расчеты. Целевая точка рассчитывается в декартовой системе координат. Согласно математической концепции определяется точка в пространстве, ее связь с тремя плоскостями пересекающимися под прямым углом. Эта концепция служит основой для определения стереотаксической цели по трем координатам: латеральной (х), переднезадней (у) и вертикальной (г).
Из истории известно, что в конце 19 века профессор Зернов создал одну из первых моделей энцефалометра, аппарата для расчета анатомии поверхности головного мозга. В 1908 году Хорсли и Кларк опубликовали доклад о применении стереотаксического аппарата у животных. Используя математические расчеты и раму, которая крепилась к голове животного, определялась целевая точка.
Шпигель и его коллеги ввели стереотаксическую операцию в качестве клинического метода на людях в 1947 г.. В основной модификации они использовали интраоперационную рентгенографию для визуализации внутримозговых ориентиров, таких как третий желудочек, для определения целевой точки. В 1952 г. Шпигель представил атлас человеческого мозга для стереотаксической хирургии, в котором иллюстрировались соответствующие анатомические структуры. Основой для расчета целевой точки являлась задняя спайка. Позже постулировалась необходимость двух внутримозговых ориентиров, передней и задней спайки. Визуализация внутримозговых структур осуществлялась посредством пневмоэнцефалографии. На протяжении многих лет были разработаны различные стереотаксические системы.
С внедрением компьютерной томографии (КТ) в клинической практике возникла возможность напрямую визуализировать патологические структуры и целевые точки, расширив показания к стереотаксическим процедурам.
Развитие координатных систем привело к прорыву в КТ-стереотаксисе. Система состоит из трех наборов стержней, расположенных в N-образной конфигурации, содержащих всю информацию о трехмерной цели на каждой двухмерной плоскости КТ. Высоту среза, Z-координату, можно определить по положению диагонального центрального стержня по отношению к вертикальному. Этот принцип первые использовала система BRW.
Самые популярные варианты стереотаксической системы в Европе основаны на принципе «центра дуги», разработанного Ларсом Лекселлом. Полукруглая дуга с перемещаемым носителем прикрепляются к основанию кольца. Дуга может двигаться в переднезаднем направлении, в результате чего можно подойти к внутричерепной цели из любой точки на голове пациента.
А, Б Стереотаксический аппарат состоит из (А) основной рамы, Z-сообщений, пластин и дуги с (Б) зондом.
а) Методика рамной стереотаксической биопсии. В настоящее время имеются КТ-и МРТ-совместимые стереотаксические системы. В нашем отделении мы используем стереотаксические системы производства Zeppelin Surgical Instruments® (Пуллах, Германия). Данное оборудование несложно и состоит из рамы, Z-сообщений, пластин и дуги.
Система оснащена N-образными стержнями, как описано выше. Изображения ориентируются параллельно раме. Если рама крепится жестко, значения X (латеральное положение) и Y (переднезаднее положение) могут быть рассчитаны непосредственно по изображению. Z-значение (расстояние от рамы до целевой точки) рассчитывается путем измерения расстояния от диагонального стержня к вертикальному.
Стержни на аппарате расположены в виде треугольника с прямым углом. Таким образом, красная линия (С) равна зеленой линии (В), которая обозначает расстояние до основания рамы (А) (Z-значение). Если рама не фиксируется к КТ-столу, значения X, Y и Z рассчитываются по математической формуле. Кроме того, доступны различные типы программного обеспечения, которые позволяют вычислить траекторию с помощью современной трехмерной компьютерной графики.
Преимущества расчета на компьютере заключаются в возможности виртуального моделирования траектории, на основании которой могут быть определены участки мозга, связанные с проведением процедуры.
После вычисления целевой точки, значения координат передаются в стереотаксический аппарат. Мы выполняем 0,5 см кожный разрез и трепанацию черепа сверлом с перфорацией твердой мозговой оболочки. После чего зонд продвигается к целевой точке и выполняются 2-3 биопсии. Биопсия также берется по ходу траектории до и после целевой точки, в зависимости от размера патологического очага. В последующем мы получаем результаты гистологического исследования. В большинстве случаев для биопсии используется аспиратор с боковой режущей поверхностью, так называемая игла Седана.
Этот инструмент представляет собой цилиндр диаметром 1 см. При патологических изменениях ствола головного мозга используются 2-мм щипцы.
Планирование целевой точки и траектории осуществляется индивидуально для каждого пациента. Это зависит от формы и, конечно, от локализации поражения. У большинства пациентов для планирования достаточно данных КТ. При глиомах низкой степени злокачественности и других новообразованиях без или с контрастным усилением по периферии опухоли лучше использовать МРТ планирование и совмещение изображений с ПЭТ.
Биопсия может быть взята из патологических структур практически любой супра- или инфратенториальной области мозга. Как правило, используется кратчайшее расстояние от головы до целевой точки, не вовлекая функционально значимые области мозга и критические сосудистые структуры. Патологические образования в базальных ганглиях и стволе головного мозга можно достигнуть с помощью коронарного подхода.
б) Показания. Показанием для стереотаксической биопсии является гистопатологическая диагностика неизвестной опухоли головного мозга у пациентов, у которых открытая резекция опухоли не является «методом выбора». В эту группу входят пациенты с поражениями в значимых областях мозга, таких как базальные ганглии, ствол мозга и двигательная или речевая часть коры, а также патологические очаги с диффузным распространением, мультифокальные поражения при подозрении на метастазы или лимфому и патологические поражения мозга при СПИДе. Необходимость гистологического различия между рецидивом опухоли и лучевой некроз также являются показанием для стереотаксической биопсии.
С помощью стереотаксической биопсии может быть выполнено лечение даже при церебральном абсцессе. Во-первых, полученный инфекционный материал может быть отправлен для дальнейшего исследования, во-вторых, может быть установлен катетер для последующего лечения.
в) Осложнения. К осложнениям стереотаксической биопсии относятся кровотечение, ухудшение неврологического статуса, припадки и инфекция. Кровотечение может привести к субдуральной или эпидуральной гематоме, а также гематоме вдоль траектории и на месте биопсии. Неврологический дефицит может возникнуть при поражении или кровотечении в значимых областях мозга, таких как базальные ганглии, ствол мозга, двигательная или зрительная кора и речевые области. Кроме того, новый неврологический дефицит может возникать при прохождении траектории биопсии через соответствующие структуры.
Мы предпочитаем общую анестезию местной, потому что пациент не может двигаться и смещать раму. Мы не назначаем профилактические дозы противосудорожных препаратов. Риск поверхностной или глубокой инфекции при стереотаксической биопсии очень низок.
В целом риск осложнений, таких как кровотечение, преходящие или постоянные неврологические дефициты или даже смерть, низкий. Уровень смертности при биопсии супратенториальной патологии составляет менее 1% и примерно 4% при опухолях ствола мозга. Таким образом, стереотаксическая биопсия является безопасным и надежным диагностическим инструментом, с диагностическим потенциалом от 83 до 93% по данным литературы.
Система оснащена N-образными стержнями, как описано в тексте.
Расчет Х- и Y-значения непосредственно по изображению.
Z-значение (расстояние от рамы до целевой точки)
определяется расстоянием от диагонального стержня к вертикальному.
Виртуальное моделирование траектории с помощью программного обеспечения на основе МРТ.
а - Спиральное сверло.
б - Игла Седана.
в - Щипцы для биопсии.