Коновалов Н.А.

ООО Клиника спинальной нейрохирургии «Аксис»; НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Назаренко А.Г.

ООО Клиника спинальной нейрохирургии «Аксис»; НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Асютин Д.С.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва

Оноприенко Р.А.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва; Отделение нейрохирургии Нижегородского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии

Королишин В.А.

ООО Клиника спинальной нейрохирургии «Аксис»; НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Черкиев И.У.

ФГБНУ «НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко», Москва, Россия

Мартынова М.А.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва

Закиров Б.А.

ФГБНУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко", РАМН, Москва

Тимонин С.Ю.

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова, Москва

Косырькова А.В.

ФГБНУ «НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко», Москва, Россия

Применение интраоперационных средств нейровизуализации и системы навигации в хирургическом лечении первичных и метастатических опухолей позвоночника

Журнал: Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2016;80(2): 5-14

Просмотров : 192

Загрузок : 1

Как цитировать

Коновалов Н. А., Назаренко А. Г., Асютин Д. С., Оноприенко Р. А., Королишин В. А., Черкиев И. У., Мартынова М. А., Закиров Б. А., Тимонин С. Ю., Косырькова А. В. Применение интраоперационных средств нейровизуализации и системы навигации в хирургическом лечении первичных и метастатических опухолей позвоночника. Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2016;80(2):5-14.
Konovalov N A, Nazarenko A G, Asiutin D S, Onoprienko R A, Korolishin V A, Cherkiev I U, Martynova M A, Zakirov B A, Timonin S Iu, Kosyr’kova A V. The use of intraoperative neuroimaging tools and a navigation system in surgical treatment of primary and metastatic tumors of the spine. Zhurnal Voprosy Neirokhirurgii Imeni N.N. Burdenko. 2016;80(2):5-14.
https://doi.org/10.17116/neiro20168025-14

Авторы:

Коновалов Н.А.

ООО Клиника спинальной нейрохирургии «Аксис»; НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Все авторы (10)

Хирургическое лечение опухолей позвоночника сопряжено с высоким риском таких интраоперационных осложнений, как повреждение спинного мозга и его корешков, а также крупных сосудов как в процессе удаления опухоли, так и на этапе стабилизации при имплантации педикулярных или корпоральных винтов [1-4]. В литературе, посвященной хирургии позвоночника, причиной подобных осложнений считаются измененная топографическая анатомия и нарушение традиционных ориентиров в результате литического процесса в костной ткани и роста опухоли. В таких условиях проведение хирургических вмешательств без применения интраоперационной визуализации не всегда возможно, а зачастую и опасно [5, 6]. Наиболее распространенным методом интраоперационной визуализации является рентгенография с использованием мобильной хирургической рентгеновской системы типа С-дуга (синонимы - ЭОП - электронно-оптический преобразователь), C-arm X-ray machine). ЭОП позволяет получать двухмерные изображения, и в последнее десятилетие его применение стало рутинным. К основным задачам, решаемым с помощью C-arm, относятся: предоперационная разметка (определение «зоны интереса»), позиционирование инструментов во время пункционных методик и контроль правильности положения установленных имплантов. К недостаткам ЭОПа следует отнести невозможность получить изображение в горизонтальной плоскости, кроме того, он является источником лучевой нагрузки на пациента и медперсонал [6].

Развитие технологий визуализации позволяет сегодня проводить компьютерную томографию непосредственно в операционной. Специально для этого разработан интраоперационный компьютерный томограф (иКТ), который интегрируется с навигационными системами. Наиболее широкое распространение данная технология получила в процедуре установки транспедикулярных винтов [8-10].

В литературе не мало данных о применении роботизированных технологий, позволяющих проводить инструмент по сложной траектории без дополнительного рентгенологического контроля. Это дает возможность увеличить эффективность выполнения биопсии опухолей позвонков и установки винтов для различных видов фиксации ПДС. Одним из устройств, применяемых на территории РФ, является система роботассистенции Spine Assist Mazor, позволяющая интраоперационно контролировать траекторию проведения инструментов и имплантатов в тела позвонков [11-14]. Недостатком метода является необходимость выполнения дооперационного планирования с использованием МСКТ, а область позвоночника, доступная для использования данной технологии, ограничена (от ТhIII позвонка грудного отдела до крестца) [15]. Кроме того, функциональная значимость иКТ в сочетании с навигационной системой не ограничена только имплантацией винтов.

В отличие от пассивных роботизированных систем контроля позиции инструмента в ране, использование интраоперационных средств нейровизуализации и системы навигации при хирургическом лечении онкологических заболеваний позвоночника позволяет идентифицировать локализацию и распространенность опухолевого поражения непосредственно во время проведения операции, что обеспечивает контроль зоны резекции и возможность стабилизации позвоночника в условиях нарушенной анатомии, когда плотность костной ткани изменена остеолитическим процессом или системными изменениями. Снижается также риск повреждения крупных сосудов [2, 3, 6].

Внедрение в современную хирургическую практику высокотехнологичного интраоперационного оборудования, накопление большого хирургического опыта в лечении первичных и метастатических опухолей позвоночника, разработка новых хирургических доступов позволяют минимизировать риск осложнений и улучшить качество лечения.

Цель исследования - оценить применение интраоперационного компьютерного томографа и навигационной системы в диагностике и лечении первичных и метастатических опухолей позвоночника.

Материал и методы

В НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко в период с 2002 по 2014 г. было проведено хирургическое лечение 156 пациентов с первичными и метастатическими опухолями позвоночника. С августа 2013 г. в отделении спинальной нейрохирургии применяются иКТ и современная система навигации. За этот период 12 пациентам было выполнено диагностическое вмешательство (транскутанная биопсия) и 35 пациентам - хирургическое вмешательство с использованием иКТ и системы навигации. В исследуемую группу вошли 45 пациентов (18 мужчин и 27 женщин, средний возраст составил 49,6 года (от 15 до 80 лет). Распределение пациентов по видам вмешательств представлено в таблице.

Распределение пациентов по видам диагностических и хирургических вмешательств

Показанием к диагностической операции с использованием иКТ и навигационной системы служило наличие опухоли позвоночника при отсутствии онкологического анамнеза и известного первичного очага возможного метастазирования. К проведению декомпрессивных и стабилизирующих операций показаниями служили МРТ- и СКТ-признаки компрессии нервных образований и нарушение статики позвоночника.

Во всех случаях использованы интраоперационный компьютерный томограф O-arm и навигационная система Medtronic (Stealth Station S7 Navigation System) (рис. 1). Эта система нейровизуализации и навигации состоит из пяти компонентов: рабочей станции с монитором, платформы интраоперационной визуализации с подвижным сканирующим модулем (гентри), навигационной станции с камерой и монитора для отображения навигации. Технически система нейронавигации, независимо от производителя, представляет собой двустороннюю антенну с управляющим компьютером и системой маркерных устройств.

Рис. 1. а - интраоперационный конусно-лучевой КТ O-arm; б - система навигации.

Во время операции, непосредственно перед разрезом кожи, проводится интраоперационная КТ в режимах 2D- и/или 3D-сканирования для точного определения области хирургического вмешательства. Затем на теле пациента прочно фиксируется референсная рамка (на остистый отросток или в гребень подвздошной кости) рядом с операционным полем и выполняется КТ в режиме 3D-сканирования. Далее производится передача данных КТ на навигационную станцию, и с помощью светодиодов или отражающих сфер производится регистрация инструментов и проверяется точность получаемых изображений с помощью зонда. Для этого навигационный зонд помещают на отскелетированный участок позвонка, который хорошо визуализируется. При несоответствии данных о положении зонда, полученных на мониторе навигации, и картины в операционной ране под контролем глаза необходимо повторно провести процесс регистрации пациента. Затем начинается основной этап навигации. С помощью специальных инструментов в режиме реального времени хирург получает информацию о локализации и распространении опухоли, положении инструментов и имплантатов. Кроме стандартного набора инструментов, при необходимости хирург может использовать любой необходимый инструмент, предварительно его откалибровав.

Рассмотрим клинический пример применения иКТ O-arm и системы навигации при удалении опухоли позвоночника.

Пациентка К., 40 лет, с диагнозом «Миеломная болезнь. Множественное поражение позвоночника. Патологический перелом тел ThII, ThVI позвонков, компрессия спинного мозга на уровне ТhVI. Миелопатия. Нижний спастический парапарез. Нарушение функции тазовых органов» (рис. 2). Неврологический статус при поступлении: нижняя параплегия, гипестезия по проводниковому типу с уровня ThVI с обеих сторон, нарушение функции тазовых органов по типу задержки.

Рис. 2. МРТ шейного, грудного и пояснично-крестцового отделов позвоночника в Т2-режиме в сагиттальной и аксиальной проекциях до операции. а, б - признаки множественного поражения позвоночника: патологический перелом тела ТhII без признаков компрессии спинного мозга; в, г - опухоль тела ThVI с признаками патологического перелома и выраженной компрессии спинного мозга на данном уровне; д, е - опухоль боковой массы крестца.

Хирургическое пособие заключалось в декомпрессии на уровне ThV-ThVII позвонков, удалении опухоли тела ThVI позвонка и транспедикулярной стабилизации на уровне ThIV-ThV-ThVII-ThVIII позвонков с применением иКТ и навигационной системы (рис. 3, 4, 5).

Рис. 3. Интраоперационный этапный контроль траектории инструментов (а) и установки транспедикулярных винтов (б) на уровне ThIV-ThV-ThVII-ThVIII позвонков с применением системы навигации.
Рис. 4. Интраоперационное КТ-исследование в режиме 3D-сканирования. а - контроль зоны декомпрессии и объема удаляемой опухоли; б - контроль положения транспедикулярных винтов.
Рис. 5. Послеоперационные спондилограммы грудного отдела позвоночника в боковой (а) и прямой (б) проекциях.

Положение педикулярных винтов в теле позвонка контролируется в режиме онлайн, что позволяет избежать мальпозиции имплантатов.

После операции у пациентки отмечено нарастание мышечной силы в ногах проксимально до 3 баллов, дистально - до 4 баллов, а также восстановление функций тазовых органов.

Гистологический диагноз: плазмоцитома. В послеоперационном периоде проведено шесть курсов химиотерапии. При контрольных МРТ и СКТ грудного отдела позвоночника признаков компрессии спинного мозга нет, положение системы стабилизации удовлетворительное (рис. 6).

Рис. 6. Послеоперационная МРТ грудного отдела позвоночника в сагиттальной проекции (а); СКТ грудного отдела позвоночника в аксиальной проекции (б).

Хирургическое лечение первичных костных опухолей часто сопряжено с риском рецидива опухоли в связи с отсутствием видимых ориентиров и сложностью интерпретации остатков опухоли интраоперационно.

Рассмотрим клинический пример применения интраоперационной КТ и навигационной системы у пациента О., 39 лет, с диагнозом: остеоид-остеома тела LV позвонка. Показанием к операции послужил выраженный локальный болевой синдром в поясничном отделе позвоночника. В неврологическом статусе - локальная боль при отсутствии двигательных или чувствительных расстройств. При СКТ пояснично-крестцового отдела позвоночника выявлена остеоид-остеома тела LV позвонка (рис. 7).

Рис. 7. СКТ пояснично-крестцового отдела позвоночника перед операцией: сагиттальная (а) и аксиальная (б) проекции.

Произведено микрохирургическое удаление остеоид-остеомы тела LV позвонка слева интраламинарным доступом под контролем иКТ и системы навигации (рис. 8).

Рис. 8. Этапы операции. а - интраоперационное КТ-исследование в режиме 3D-сканирования до удаления опухоли тела LV позвонка; б - установка референсной навигационной рамки для определения разметки хирургического доступа; в - микрохирургическое удаление остеоид-остеомы тела LV позвонка слева с помощью высокооборотной дрели под контролем системы навигации; г - интраоперационный контроль объема удаляемой опухоли с помощью навигационной системы.

Послеоперационный период протекал без осложнений, нарастания неврологической симптоматики не отмечено. По данным интраоперационной КТ пояснично-крестцового отдела позвоночника, признаков остатков опухоли нет.

Результаты

Проведен анализ использования иКТ с системой навигации в диагностике и лечении первичных и метастатических опухолей позвоночника.

При проведении перкутанных вмешательств (биопсия, вертебропластика) для определения локализации опухоли и ее распространения в костной ткани, интраоперационного контроля точности положения инструментов применялись иКТ и система навигации. Показано, что при использовании этой методики снижается вероятность отсутствия опухолевых клеток в биоптате. Существенным преимуществом методики при проведении вертебропластики является контроль заполнения костным цементом позвонка не только по стандартным двухмерным снимкам, но и по данным КТ в режиме 3D-сканирования.

При удалении опухолей позвоночника использование технологий интраоперационной компьютерной навигации позволяет в режиме реального времени контролировать радикальность удаления опухоли, а также обеспечивает безопасность резекции опухоли за счет качественной визуализации ее границ и прилежащих сосудов и жизненно важных органов, в особенности при проведении резекции en bloc.

При проведении стабилизирующего этапа операции, требующего установки имплантатов, иКТ и система навигации применялись для интраоперационного контроля точности установки имплантатов и контроля зоны декомпрессии. После завершения операции выполнялись 3D-сканирование и 3D-реконструкция.

На наш взгляд, применение иКТ с системой навигации особенно актуально в тех случаях, когда хирургическое лечение проводится в условиях нарушенной анатомии, когда плотность костной ткани изменена онкологическим процессом или системными изменениями, и использование двухмерных снимков не обеспечивает визуализации зоны операции.

Для оценки точности установки педикулярных винтов с применением иКТ и навигационной системы нами была разработана оригинальная шкала, в которой по наличию перфорации кортикального слоя корня дуги позвонка было выделено 3 группы: 1-я группа (оптимальное расположение винта) - нет перфорации; 2-я группа (удовлетворительное расположение винта) - винт вне корня дуги позвонка менее чем на 2 мм; 3-я группа (неудовлетворительное расположение винта) - винт более чем на 2 мм за пределами кортикального слоя корня дуги позвонка.

В ходе исследования нами установлено 80 транспедикулярных винтов, из них 78 (97,5%) имеют оптимальное расположение (1-я группа), 2 (2,5%) имеют удовлетворительное расположение (2-я группа). Неудовлетворительного расположения винтов зафиксировано не было, так как после установки имплантатов непосредственно в операционной выполнялось контрольное КТ-исследование.

Точность установки протезов тел позвонков для межтеловой стабилизации с применением иКТ и навигационной системы мы оценивали по соотношению со смежными телами позвонков и наличию физиологической оси позвоночника. Было установлено 5 протезов тел позвонков. Ни в одном случае не было зафиксировано некорректного расположения имплантатов и нестабильности в послеоперационном периоде.

Мы провели анализ длительности операций. В течение 1-го месяца продолжительность хирургических вмешательств, по причине начального освоения иКТ-метода, была значительной. В последующем в процессе обучения и приобретения навыков отмечена тенденция к уменьшению длительности операции.

Обсуждение

В современной спинальной хирургии применение навигации заняло прочное место среди методов лечения дегенеративных заболеваний позвоночника. Прежде всего метод используется при имплантации стабилизирующих конструкций. Применение иКТ позволяет уменьшить рентгенологическую нагрузку как на пациента, так и на хирургическую бригаду в сравнении с применением С-arm, а также имеет ряд преимуществ, упрощающих установку транспедикулярных винтов и кейджей [1].

Применение нейровизуализации и системы навигации для лечения онкологических пациентов является достаточно новым направлением, поэтому нами было найдено всего несколько публикаций зарубежных авторов, посвященных данной тематике.

Van Royen и соавт. [16] сообщают о лечении 17-летней девушки с выраженным сколиозом и болевым синдромом с диагнозом «остеоид-остеома на уровне ThIX позвонка». Проблема удаления опухоли была сопряжена с необходимостью сохранить опорную функцию позвоночника после тотального удаления опухоли. Методом удаления опухоли данного типа является кюретаж. Для выполнения поставленной задачи использовался высокооборотный бор, на который была установлена референсная рамка. Применение методики позволило в режиме реального времени отслеживать глубину погружения бора с контролем прилежащих структур. R. Moore [6] применял навигационную систему для контроля тотальности удаления резецируемой остеоид-остеомы на уровне СVII позвонка, используя в качестве доступа гемиламинэктомию. М. Sheila, Smitherman и соавт. [17] опубликовали сообщение об удалении гигантоклеточной опухоли с вовлечением ребер на уровне ThIV-ThVII позвонков методом резекции en bloc. Опухоль удалена тотально, а навигация использовалась для контроля и установки транспедикулярной системы.

Главной задачей хирургического лечения онкологических заболеваний позвоночника является улучшение или сохранение качества жизни пациента.

Система интраоперационной нейровизуализации и навигации позволяет улучшить качество лечения, минимизировав риск интраоперационных осложнений, и повысить безопасность проведения хирургических вмешательств.

Качество и точность иКТ-изображения, позволяющие корректировать положение винтов при стабилизирующих операциях в режиме реального времени, в итоге сводят к минимуму возможные интраоперационные осложнения и сокращают лучевую нагрузку на медицинский персонал и пациента.

Выводы

Использование иКТ и навигационной системы обеспечивает высокое качество лечения и в значительной степени уменьшает лучевую нагрузку на медицинский персонал и пациента. Возможность интраоперационно идентифицировать положение и распространение опухоли в костной ткани позволяет провести адекватную резекцию, контролируя положение инструментов относительно окружающих сосудов и нервных образований в режиме реального времени.

Данный метод незаменим в случаях, когда необходимо радикальное удаление опухоли позвонка, и во всех случаях хирургической стабилизации позвоночника в условиях измененной анатомии и плотности костной ткани.

Применение КТ-навигационных технологий расширяет возможности хирургов, увеличивая качество и безопасность хирургического лечения онкологических пациентов.

Конфликт интересов отсутствует.

Комментарий

Использование интраоперационных средств навигации для имплантации педикулярных винтов в практике онковертебрологов имеет уже большую историю. Однако до настоящего времени не было каких-либо публикаций относительно эффективности проведения стабилизирующих операций с использованием навигационной системы с возможностью интраоперационного контроля положения винтов. Использование иКТ и навигационной системы во время выделения и удаления костных опухолей является современным и актуальным методом, разработка которого, безусловно, повысит эффективность операций при одновременном снижении травматизации пациентов и, возможно, увеличит безрецидивный период у пациентов с условно злокачественными и локально агрессивными опухолями.

Хирургическое лечение пациентов с диссеминированным поражением в онкологической практике проводится редко. Стандартной тактикой ведения таких пациентов является лекарственное лечение и/или лучевая терапия, в наибольшей степени влияющие на качество жизни.

Снижение хирургической агрессии при лечении пациентов с множественным поражением позвоночника аргументируется травматичностью операций при относительно низком эффекте в отношении неврологического дефицита и отсутствием эффекта в отношении общей выживаемости. При этом своевременно оказанное хирургическое пособие тем пациентам, хороший прогноз выживаемости которых обусловлен положительным ответом на химиотерапию, в значительной мере влияет на качество жизни и, нередко, выживаемость пациентов.

Проблема мальпозиции педикулярных винтов весьма распространена в практике вертебрологов, хотя относительно редко упоминается в публикациях. Следствием этого является, как правило, невропатия, обусловленная сдавлением корешка или спинного мозга, что, безусловно, ухудшает и без того тяжелое состояние пациента.

Удаление костных опухолей с использованием метода иКТ навигации на сегодняшний день является предпочтительной практикой, так как позволяет в режиме онлайн контролировать края опухоли и выполнить адекватное удаление опухоли без риска повреждения ее капсулы. Данная публикация без сомнения является актуальной, так как демонстрирует возможность снизить травматичность операции, избежать ряда осложнений, сопряженных с установкой педикулярных винтов в условиях измененной анатомии.

Р.К. Валиев (Москва)

Комментарий

Технологии контролируемой навигацией имплантации систем для стабилизации позвоночника широко применяются в современной практике нейрохирургов, врачей-ортопедов и онковертебрологов по всему миру. Однако данный метод является новым в практике российских хирургов. Имплантация педикулярных винтов используется для восстановления опорной функции позвоночника в условиях травмы, при дегенеративно-дистрофических заболеваниях и опухолевом поражении позвоночника. Исследование применения иКТ навигационной системы в хирургии опухолей позвоночника ново для российской публицистики. До настоящего времени не было работ, демонстрирующих эффективность проведения стабилизирующих операций с использованием навигационной системы с возможностью интраоперационного контроля положения винтов. Использование иКТ навигационной системы во время выделения и удаления костных опухолей является современным и актуальным методом, разработка которого, безусловно, повысит эффективность операций при одновременном снижении риска хирургической травмы.

В данной работе также освещается проблема мальпозиции педикулярных винтов, которая весьма распространена в практике вертебрологов, хотя относительно редко упоминается в публикациях. Следствием такого осложнения является хронический болевой синдром, парез в конечностях, нарушение функции тазовых органов. К сожалению, в работе не приведена сравнительная группа пациентов с мальпозицией винтов и не указаны основные причины, приведшие к неудаче, хотя авторы показали эффективность использования метода иКТ и навигационной системы.

Удаление костных опухолей с использованием метода иКТ навигации на сегодняшний день является предпочтительным, так как позволяет выполнить адекватное удаление опухоли без риска повреждения капсулы опухоли и тем самым снижает риск рецидива.

Данная публикация, без сомнения, является полезной для врачей, сталкивающихся с опухолевыми заболеваниями позвоночника. Возможность избежать ряда больших осложнений и повысить эффективность операции требует ввести данный метод в практику хирургов вертебрологов.

О.Н. Древаль (Москва)

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail