Хирургия спинальных опухолей с использованием интраоперационного ультразвукового исследования

Применение навигации и методов интраоперационной визуализации в нейрохирургии стало общепринятым, особенно в хирургии образований основания черепа и головного мозга. В спинальной нейрохирургии предназначенное для этих целей оборудование базируется главным образом на рентгеноскопии, используется для визуализации костных структур, позиционирования винтов и не позволяет качественно визуализировать мягкотканные образования [1, 2]. В отсутствие прямой видимости образований в области хирургического вмешательства растет объем ревизии и тракции невральных структур, что приводит к увеличению интраоперационной травмы и вероятности нарастания неврологического дефицита [3]. Расширение объема резекции костной ткани и связок, мобилизации мышц повышает вероятность формирования деформации, нестабильности позвоночника и возникновения хронического болевого синдрома [4, 5]. В этой связи изучение возможностей метода интраоперационного ультразвукового исследования (ИО УЗИ) для интраоперационной визуализации спинного мозга, нервных корешков, опухолей и других мягкотканных структур в настоящее время является актуальным.

Цель исследования — усовершенствовать методику микрохирургии спинальных опухолей с использованием ИО УЗИ.

В исследование включены 68 пациентов, пролеченных с 2007 по 2018 г. в нейрохирургическом отделении ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского», у которых применена интраоперационная сонография. Проведено удаление 70 новообразований, из них 2 были неопухолевыми образованиями головного мозга (кавернома и гамартома), но также включены в исследование с учетом идентичных методик выполнения ИО УЗИ и операции.

Мужчин было 26 (38,2%), женщин — 42 (61,8%). Средний возраст пациентов составил 48,5±14,3 года (от 21 года до 80 лет).

У 54 (79,4%) больных новообразования располагались интрадурально, из них у 16 (23,5%) — интрамедуллярно и у 38 (55,9%) — экстрамедуллярно. У 2 пациентов диагностировано по 2 интрадуральные экстрамедуллярные опухоли. У 14 (20,6%) больных опухоли локализовывались экстрадурально.

В группе интрамедуллярных новообразований расстояние от поверхности спинного мозга до опухоли составило от 0 мм (в 7 случаях) до 1—2 мм (в 9 случаях).

У 66 (97%) больных операция выполнена первично, у 2 (3%) — повторно в связи с рецидивом после хирургического лечения в других клиниках. Средний размер (максимальный диаметр) опухолей составил 36±26,3 мм (от 7 до 117 мм).

Распределение пациентов в зависимости от гистологической структуры спинальных опухолей и их локализации в позвоночном канале представлено в табл. 1, 2.

Таблица 1. Распределение пациентов в зависимости от гистологической структуры объемных образований

Таблица 2. Распределение больных по уровню локализации образований с различной гистологической структурой в позвоночном канале

Выбор объема диагностических исследований зависел от патологии и проводился в соответствии с общепринятыми стандартами.

Клиническое состояние пациентов оценивали по шкале Карновского при поступлении в стационар и при выписке. Оценку неврологического статуса проводили при поступлении, в раннем послеоперационном периоде и при выписке.

Для первичной диагностики, исследования локализации опухоли и ее топографо-анатомических особенностей всем пациентам проводили магнитно-резонансную томографию (МРТ) спинного мозга и позвоночника в режимах T1, T2 и T1 с контрастным усилением в стандартных проекциях (на томографе Magnetom Avanto «Siemens Healthcare GmbH» (Германия) с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл).

Всем больным в течение 1—3 сут после операции выполняли МРТ оперированного отдела позвоночника и спинного мозга. В случае необходимости контроля радикальности удаления образования исследование проводили с контрастным усилением.

Для выполнения ИО УЗИ применяли аппараты Pro Focus, Flex Focus 400 и Flex Focus 800 («B-K Medical ApS», Дания) (рис. 1). На данном оборудовании установлено программное обеспечение для проведения исследований при нейрохирургических вмешательствах. Основываясь на нашем опыте и данных литературы, при выполнении большинства операций мы применяли датчик с частотой 5—10 МГц, так как он имеет малый размер и оптимальные частотные характеристики, что во всех наблюдениях позволило получить высокое качество изображения. Линейный датчик с частотой 6—18 МГц предоставлял изображения с наилучшей детализацией, но из-за большого размера его применение при малых доступах не представлялось возможным. Качество визуализации с помощью конвексного датчика с частотой 5—8 МГц, используемого для УЗИ через фрезевые отверстия, было хуже [6—10].

Рис. 1. Ультразвуковые аппараты и датчики для проведения интраоперационного ультразвукового исследования.

а — Pro Focus с конвексными датчиками с частотой 5—10 МГц (размер апертуры 25×10 мм) и 5—8 МГц; б — Flex Focus 400 с конвексным датчиком с частотой 5—10 МГц (размер апертуры 29×10 мм) и линейным датчиком с частотой 6—18 МГц (размер апертуры 38,4×3,5 мм); в — Flex Focus 800 с конвексным датчиком с частотой 3,8—10 МГц (размер апертуры 29×10 мм) и линейным датчиком с частотой 6—18 МГц (размер апертуры 38,4×3,5 мм).

Во всех случаях мы применяли В-метод ультразвукового сканирования — двухмерное сканирование в режиме оттенков серой шкалы. При необходимости визуализации патологической сосудистой сети при удалении гемангиобластом исследование дополняли цветовым режимом сканирования. Для проведения исследования датчик и его провода погружали в стерильный латексный или полиэтиленовый чехол, заполненный гелем. Использовать УЗИ начинали с момента экспозиции участка твердой мозговой оболочки (ТМО) или через рубцовую ткань при повторных операциях, если костные структуры ранее резецированы. Полость раны заполняли физиологическим раствором для создания акустического окна. Операции проводили в положении пациентов на животе, что предотвращало истечение физиологического раствора из зоны операционного доступа. Во всех наблюдениях ультразвуковое сканирование выполняли в стандартных плоскостях (сагиттальной и аксиальной). В случаях необходимости визуализировать области под краем костных структур применяли косые проекции сканирования.

Нами выделены основные этапы выполнения ИО УЗИ: I — до вскрытия ТМО; II — после вскрытия ТМО; III — после ушивания ТМО.

Чувствительность метода рассчитана по формуле:

Чувствительность = ИП / (ИП + ЛО) ×100%,

где ИП — истинно положительные ответы; ЛО — ложноотрицательные ответы.

Удаление интрамедуллярных опухолей по степени радикальности оценивали как тотальное (более 95%), субтотальное (80—95%), частичное (менее 80%), биопсия опухоли [11]. Для оценки объема удаления менингиом использовали шкалу Симпсона [12].

Пациентам с экстрадуральными опухолями в грудном отделе позвоночника, распространявшимися в центральный канал и паравертебрально (в плевральную полость), проводили двухэтапное лечение: 1-й этап — удаление фрагмента опухоли, расположенного в позвоночном и фораминальном каналах; 2-й этап — удаление части опухоли, расположенной на вентролатеральной поверхности позвоночника и в плевральной полости, которое проводили торакальные хирурги отсроченно.

С применением ИО УЗИ выполнены операции 68 пациентам (70 новообразований). Определение локализации образований и оценка ультразвуковых данных проведены 62 пациентам (64 опухоли). У 6 больных с экстрадуральными образованиями оценку ультразвуковой картины опухолей не проводили, в их случаях с помощью ИО УЗИ определяли степень декомпрессии структур позвоночного канала и исключали интрадуральный рост опухоли.

У 59 (95,2%) пациентов локализация образований успешно выполнена с помощью ИО УЗИ. У 2 больных с диффузными астроцитомами патологическая ткань практически не дифференцировалась от спинного мозга. У 1 пациента с двумя менингиомами, расположенными рядом, одна из опухолей не визуализирована при ИО УЗИ. Данная ситуация обусловлена малым размером образования (диаметр менее 10 мм) и тем, что рядом расположенная более крупная менингиома, занимающая около 90% просвета позвоночного канала, вызывала грубую компрессию и деформацию спинного мозга, прижимая его к опухоли меньшего размера. На фоне компримированного спинного мозга менингиома меньшего размера выглядела изоэхогенной и не дифференцировалась с помощью сонографии.

На основании полученных данных чувствительность метода ИО УЗИ в отношении точности определения локализации и качества визуализации опухолей составила 95,3%, т.е. из 64 образований у 62 пациентов с помощью сонографии хорошо локализовано 61.

По данным сонографии, границы опухолей были четкими в 51 (79,7%) из 64 случаев, умеренно четкими — в 4 (6,3%), нечеткими — в 6 (9,4%), не дифференцировались — в 3 (4,7%).

Гиперэхогенными были 54 (84,4%) из 64 опухолей, изоэхогенными — 8 (12,5%), гипоэхогенными — 2 (3,1%) (табл. 3). Наиболее низкая визуальная дифференцировка и диффузный характер роста выявлены у изоэхогенных опухолей, 5 из которых являлись астроцитомами. Кисты и зоны некроза в структуре опухолей выглядели анэхогенными или гипоэхогенными. У одного пациента менингиома в своей структуре содержала крупные кальцинаты, выглядевшие гиперэхогенными, за которыми прослеживалась анэхогенная тень.

Таблица 3. Эхогенность опухолей с различной гистологической структурой

В 24 (46,2%) случаях после выполнения доступа экстрамедуллярные опухоли были частично или полностью скрыты спинным мозгом, нервными корешками или дуральным мешком. В таких ситуациях с помощью ИО УЗИ удалось определить точную локализацию и визуализировать образования, не прибегая к избыточной тракции невральных структур (рис. 2).

Рис. 2. Интраоперационное ультразвуковое исследование в сагиттальной плоскости сканирования.

а — до вскрытия твердой мозговой оболочки; б — после удаления опухоли и ушивания твердой мозговой оболочки. Изображения соответствуют этапам удаления интрадуральной менингиомы (О), расположенной в вентральных отделах позвоночного канала на уровне межпозвонкового диска Th_IX—Th_Х (обозначен стрелкой). Спинной мозг (СМ) «распластан» на опухоли и закрывает ее от прямой видимости через микроскоп. При ультразвуковом контроле после ушивания твердой мозговой оболочки отмечаются декомпрессия спинного мозга и отсутствие остаточных фрагментов менингиомы.

У 14 (25,9%) из 54 пациентов с интрадуральными опухолями при проведении сонографического контроля соответствия границ доступа и положения новообразования перед вскрытием ТМО выявлена необходимость увеличения размера доступа для оптимальной экспозиции образования, но в объеме, не превышающем односторонней аркотомии или флавэктомии. Верификация границ доступа до вскрытия ТМО позволила избежать ряда неблагоприятных факторов: риска травмы невральных структур при дополнительной резекции костной ткани и мобилизации мягких тканей, затекания крови в субдуральное пространство, пролабирования невральных структур в дефект ТМО. При этом нам не пришлось первично выполнять доступ большего размера с целью предотвращения необходимости его увеличения после вскрытия ТМО (рис. 3).

Рис. 3. Сопоставление результатов магнитно-резонансной томографии, интраоперационного ультразвукового исследования и интраоперационных фотографий пациентки с интрадуральной менингиомой на уровне L_II позвонка.

а — магнитно-резонансные томограммы пояснично-крестцового отдела позвоночника в Т1 режиме с контрастированием в сагиттальной и аксиальной плоскостях. Стрелкой указана менинготелиоматозная менингиома; б — интраоперационная фотография после выполнения правосторонней флавэктомии на уровне L_I—L_II и аркотомии L_II; в — интраоперационное ультразвуковое изображение через односторонний интраламинарный доступ на уровне L_I—L_II позвонков. Стрелкой указана гиперэхогенная менингиома, прилежащая к твердой мозговой оболочке; г — удалена менингиома вместе с матриксом (фотография); д — вшита искусственная мембрана в дефект твердой мозговой оболочки (фотография); е — макропрепарат удаленной опухоли (фотография).

Рядом авторов описаны случаи миграции неврином, выявленной при выполнении предоперационной МРТ либо после вскрытия ТМО [13—17]. Нами описан случай смещения невриномы размером 24×15×15 мм на 14 мм в краниальном направлении, которое выявлено при сравнении предоперационных изображений МРТ до и после контрастирования. С помощью ИО УЗИ положение опухоли определено после флавэктомии (до костной резекции), что позволило выполнить доступ оптимального размера (рис. 4).

Рис. 4. Сопоставление результатов магнитно-резонансной томографии и интраоперационного ультразвукового исследования пациента с интрадуральной невриномой.

На томограммах пояснично-крестцового отдела позвоночника в режимах Т1 до контрастирования (а) и Т2 (б) визуализируется невринома (указана красной стрелкой), центральная часть которой располагается на уровне диска L_I—L_II; в — после контрастирования отмечается краниальное смещение опухоли: центральная часть невриномы стала располагаться на уровне тела L_I позвонка; г — по данным интраоперационного ультразвукового исследования, в сагиттальной плоскости отмечается смещение невриномы (1) на уровень межпозвонкового диска L_I—L_II (указан стрелкой).

Не визуализировались на поверхности спинного мозга 9 (56,3%) из 16 интрамедуллярных опухолей. Уровень и протяженность миелотомии определяли по данным ИО УЗИ. В 7 (77,8%) наблюдениях с помощью сонографии правильно выбраны участок и протяженность миелотомии.

Детализация изображений, полученных с помощью ИО УЗИ, в большинстве исследований сопоставима, а в ряде случаев превосходит МРТ (табл. 4, рис. 5).

Таблица 4. Сравнение качества изображений интрадуральных опухолей при ультразвуковом исследовании и магнитно-резонансной томографии

Примечание. ИО УЗИ — интраоперационное ультразвуковое исследование.

Рис. 5. Сравнение качества изображений невриномы (указана желтой стрелкой) по данным магнитно-резонансной томографии в режиме Т2 (а) и Т1 с контрастом (б) и интраоперационного ультразвукового исследования (в).

Детализация изображения при интраоперационном ультразвуковом исследовании значительно превосходит данные магнитно-резонансной томографии. При интраоперационном ультразвуковом исследовании невринома визуализируется как однородная гиперэхогенная структура с четкими, ровными контурами, она окружена анэхогенным ликвором и находится на уровне межпозвонкового диска Th_XII—L_I (указан красной стрелкой).

По данным сонографии, астроцитомы по сравнению с опухолями других гистологических типов имели наиболее низкое качество дифференцировки, что явилось следствием выраженных перифокальных изменений ткани спинного мозга, изоэхогенности новообразований и диффузного характера их роста, но 5 из 6 опухолей сочетались с хорошо выявляемыми при УЗИ включениями (кисты, сирингомиелия), которые служили дополнительными ориентирами (рис. 6).

Рис. 6. Сопоставление результатов магнитно-резонансной томографии и интраоперационного ультразвукового исследования.

Магнитно-резонансные томограммы грудного отдела спинного мозга в режимах Т2 (а) и Т1 с контрастом (б). а, б — визуализируется пилоцитарная астроцитома (красная стрелка). Образование занимает практически весь поперечник спинного мозга, содержит 2 кисты, разделенные перегородкой. Накопление контрастного вещества происходит по периферии образования и в перегородке; в — интраоперационное ультразвуковое исследование в сагиттальной плоскости. Качество визуализации изоэхогенной астроцитомы низкое, но хорошо видны кисты с гиперэхогенным содержимым (указаны желтыми стрелками).

Получить достоверные данные контроля радикальности удаления интрамедуллярных эпендимом и астроцитом в нашей серии наблюдений не представлялось возможным.

Наиболее качественная дифференцировка тканей получена при сонографии интрадуральных экстрамедуллярных опухолей, так как они хотя бы частично были окружены контрастным анэхогенным ликвором и не характеризовались диффузным ростом. По данными ИО УЗИ, 37 (92,5%) из 40 опухолей у 38 пациентов визуализировались как гиперэхогенные и имели четкие контуры.

У пациентов с экстрадуральными новообразованиями при выполнении ИО УЗИ удалось выявить фрагменты опухоли, расположенные вентрально относительно дурального мешка, оценить состояние субдуральных структур: исключить прорастание опухоли через ТМО, провести контроль декомпрессии спинного мозга и нервных корешков (рис. 7).

Рис. 7. Сопоставление результатов магнитно-резонансной томографии и интраоперационного ультразвукового исследования.

а — магнитно-резонансные томограммы в Т2 режиме в сагиттальной и аксиальной проекциях. Визуализируется агрессивная гемангиома Тh_VIII позвонка, распространяющаяся в вентральные отделы позвоночного канала (красная стрелка) и паравертебрально. Отмечается компрессионная миелопатия на уровне Тh_VIII позвонка; б — интраоперационное ультразвуковое исследование в аксиальной проекции после выполнения ламинэктомии и вертебропластики цементом. В вентральном отделе позвоночного канала визуализируются фрагменты гемангиомы, компримирующие спинной мозг; в — интраоперационное ультразвуковое исследование после удаления внутриканальной части опухоли. Отмечается достаточная декомпрессия спинного мозга, нáчало прослеживаться свободное субдуральное ликворное пространство (синяя стрелка).

В нашем исследовании тотальное удаление опухоли проведено у 51 (75,0%) пациента, субтотальное — у 5 (7,4%), частичное — у 11 (16,2%) (из них в 2 случаях на втором этапе выполнено удаление оставшейся паравертебральной порции экстрадуральной опухоли торакальными хирургами; еще в 2 случаях одномоментно проведена вертебропластика после частичного удаления гемангиом), биопсия — у 1 (1,5%) пациента.

Во всех операциях после зашивания ТМО (или через интактную ТМО, если ее вскрытие не выполняли) проводили сонографию для оценки декомпрессии невральных структур, исключения формирования субдуральной гематомы.

1. В хирургии спинальных опухолей при выполнении интраоперационной сонографии в режиме реального времени можно локализовать скрытое от прямой видимости новообразование с чувствительностью 95,3%, определить его границы, характер роста, форму, размеры, а также внутреннюю структуру, выполнить контроль точности доступа, определить оптимальную зону вскрытия твердой мозговой оболочки и миелотомии, объективно оценить адекватность декомпрессии структур позвоночного канала.

2. Полученные при интраоперационном ультразвуковом исследовании изображения сопоставимы по качеству и детализации с дооперационными данными магнитно-резонансной томографии, а в ряде случаев превосходят последние по разрешающей способности. Применение сонографии позволяет получить динамичное изображение спинного мозга, нервных корешков и патологических образований, движущихся под воздействием пульсации ликвора.

3. Применение интраоперационного ультразвукового исследования в хирургии спинальных опухолей повышает точность планирования и контроля хирургических манипуляций, позволяет уменьшить операционную травму и улучшить функциональные исходы.

В нашей работе интраоперационное ультразвуковое исследование зарекомендовало себя как метод, дополняющий дооперационные исследования (компьютерную рентгеновскую томографию, магнитно-резонансную томографию), который в режиме реального времени позволяет хирургу получить дополнительные данные для формирования целостной картины оперируемой области и повысить точность манипуляций.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Васильев С.А., Левин Р.С.

Сбор и обработка материала — Васильев С.А., Левин Р.С., Аслануков М.Н., Зуев А.А., Ощепков С.К.

Статистический анализ данных — Левин Р.С.

Написание текста — Левин Р.С.

Редактирование — Васильев С.А., Левин Р.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Настоящая работа посвящена возможностям интраоперационного применения ультразвукового (УЗ) исследования при удалении интрадуральных спинальных новообразований. Применение УЗ технологий в нейрохирургии давно и успешно зарекомендовало себя — как в хирургии интракраниальных опухолей, так и при удалении опухолей периферических нервов. Во всех случаях использование интраоперационной УЗ навигации позволяет значительно уменьшить область поисковой резекции костных или мягкотканных структур, так же как и зону травматического повреждения нервной ткани по ходу хирургического доступа. В случае спинальных опухолей авторы выделяют существенные преимущества интраоперационной УЗ навигации перед КТ навигацией в связи со сложностями компиляции костных структур при дооперационном исследовании и интраоперационном расположении позвонков в силу их подвижности. Проблема смещения структур головного мозга (brain shift) при интракраниальной навигации также всегда присутствует, и при УЗ исследовании можно отслеживать смещение границ патологического образования в режиме реального времени. Особого внимания заслуживает оценка авторами эхогенности границ опухолей. Выделяются различные по плотности при УЗ исследовании образования в зависимости от характера их расположения (экстра-, интрамедуллярные) и гистологического типа. Безусловно, границы костной резекции при подходе к опухоли могут быть существенно скорректированы проведением УЗ исследования через образованный ламинэктомический дефект в сторону как уменьшения, так и увеличения. Достаточно вспомнить, что, по мнению McCormick, именно попытки удаления полюсов интрамедуллярной опухоли через неадекватно малую ламинэктомию приводят к нарастанию неврологического послеоперационного дефицита более чем в 40% случаев. Весьма интересен опыт применения авторами интраоперационного УЗ исследования при многоузловых новообразованиях (нейрофиброматозе) или смещении опухоли относительно зоны доступа, так как это значительно уменьшает область резекции. В подобных случаях в нашей клинике существует практика применения гибкой эндоскопии (текалоскопии) с диаметром гибкой части эндоскопа 1,2 мм и расположением передающего видеоустройства на головке эндоскопа. Применение данной технологии позволяет не только визуализировать небольшие опухолевые узлы, но и низвести их в зону ограниченной ламинэктомии без расширения зоны резекции. Важным фактом применения интраоперационного УЗ исследования является возможность использования его в отсутствие видимой плоскости диссекции при ряде интрамедуллярных опухолей. Применение интраоперационного нейрофизиологического мониторинга (особенно D-wave для определения верхней границы интрамедуллярной опухоли), так же как и УЗ интраоперационного исследования, может служить существенным подспорьем для сохранения функционального статуса пациента и уменьшения послеоперационных осложнений.

А.О. Гуща (Москва).