НЕЙРОНАВИГАЦИЯ КАК НОВЕЙШИЙ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ МЕТОД В НЕЙРОХИРУРГИИ

В современной медицине нейрохирургия занимает одно из ведущих мест в лечении заболеваний головного и спинного мозга, а также периферических нервов. Основные мероприятия направлены на хирургическое лечение злокачественных новообразований, различных доброкачественных опухолей (например, менингеома, геманглиобластома, краниофарингеома, аденома гипофиза и др.), нейроваскулярных повреждений нервной системы (аневризма сосудов головного и спинного мозга, кровоизлияния в центральной нервной системе, стеноз сосудистых стенок, тромбоз просвета сосудов и др.), травм головного и спинного мозга. Особое значение придаётся функциональной и стереотаксической нейрохирургии. Главная цель данных вмешательств заключается в восстановление нормальной активности ЦНС, путем пресечения распространения патологических импульсов или же активацией структур, которые тормозят эти импульсы. Наиболее значимые показания к проведению этих видов нейрохирургических манипуляций являются: идиопатический синдром паркинсонизма, тяжелые формы эпилепсии, невралгия тройничного и языкоглоточного нервов, дистония, синдром Туретта, односторонний спазм лицевых мышц и хронический болевой синдром. Стереотаксический метод наименее инвазивный в нейрохирургии, который осуществляется при помощи сопоставления координат участков или сегментов мозговых структур с трёхмерной координатной системой различных по виду стереотаксических устройств. Основная суть метода – это создание математической модели, описывающей опорную пространственную систему координат замкнутого пространства, например черепа или спинномозгового канала. В построении данной системы координат используют фидуциальные маркеры как эталонные, чтобы описать положение конкретных структур в этом пространстве. В последующем хирург уже нацеливается на эти структуры в интраоперационном периоде. Возможность проводить нейрохирургические вмешательства в глубинные отделы головного мозга, не принося при этом массивных повреждений тканям и структурам органа, делает стереотаксический метод наиболее актуальным среди других.

Нейронавигация представляет собой совокупность современных компьютерных технологий, которые используются нейрохирургами для расчёта дальнейшего направления, то есть «навигации», хода операции в пределах головного или спинного мозга. Возможно применение нейронавигации в целях транскраниальной магнитной стимуляции в психиатрии при лечении, к примеру, этиологически различных депрессивных состояний. Нейрональную навигацию можно считать следующим этапом эволюции стереотаксической хирургии. Осуществление данного вспомогательного метода происходит при помощи нейронавигатора. В первую очередь в аппарат вводят данные компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии пациента, на основе которых будет строится трёхмерное изображение основных точек хирургического вмешательства. Перед началом операции крепится светодиодная навигационная рама недалекого от операционного поля, а к скобе, выполняющей функцию жесткой фиксации головы во время проведения манипуляции, крепят следящий инфракрасный датчик. Важным моментом так же является очерчивание головы пациента хирургом специальным лазером по надбровным дугам, переносице, нижнему краю глазницы и так далее, то есть по наиболее выступающим анатомическим ориентирам. Благодаря этому происходить сопоставление уже загруженных в компьютерную систему координат патологических процессов с координатами этих же точек, но в реальном времени. Инструменты имеют специальный сенсор, который контролирует их положение в пространстве, то есть в ткани мозга. Такая система обеспечивает прицельный контроль за проведением нейрохирургических манипуляций, а, следовательно, и безопасность пациента во время операции.

Серьезной и сложной проблемой нейрохирургии является обнаружение и лечение злокачественных и доброкачественных новообразований головного мозга. Первичные опухоли головного мозга встречаются в 10,4-14 случаев на 100 тысяч населения. Опухоли, которые активно метастазируют, встречаются в несколько раз чаще, при этом наблюдаются поражения многих органов и систем организма. Главным методом лечения остаётся естественно хирургический, а после выполнения операции дополнительно прописывают курс химиотерапии для наиболее эффективного результата лечения.

Важным моментом в лечении является предоперационное планирование. Необходимо определить месторасположение патологического очага, его взаимоотношения с прилежащими зонами головного мозга и влияние опухоли на структуру участков. Эти данные позволят выявить объем резекции и возможность восстановления повреждённых структур. Нейронавигация даёт точную координату местонахождения опухоли, а также близлежащих участков мозга. Благодаря этому вспомогательному методу производят виртуальное планирование операции, оптимизируют технику хирургического доступа и определяют даже глубоко расположенные новообразования.

Наличие большого количества исследований в области изучения нейронавигации позволяет использовать полученные данные для определения эффективности данного метода. В исследовании 2014 года, которое проводилось Розуменко В.Д., Розуменко А.В., Яворский А.А., Бобрик И.С., приняли участие 443 пациента, госпитализированные по поводу злокачественных образований головного мозга. Благодаря проведению диагностических манипуляций (МРТ, КТ, МСКТ и др.) закладывается определенная база, имеющая данные о нахождении патологического процесса. На основе этой базы в нейронавигационной системе составляется модель патологического очага, в которой определяются зоны распространения отёков и взаимоотношения со структурами мозга, расположение близлежащих сосудов. Эти данные позволяют выбрать оптимальный хирургический доступ и дальнейшее ведение операции. В половине случаев пациентам была проведена субтотальная резекция опухоли, а остальная половина приходится на тотальное и парциальное удаление. Минимизация травматизма, следовательно, улучшение протекания послеоперационного периода привели к увеличению функционального статуса пациентов с 68,4 до 86,2 балла по шкале Карновски.

Ранее упоминалась ведущая роль магнитно-резонансной томографии в построении трёхмерных моделей, регистрируемых в виде координат в нейронавигационной системе. При совмещении данных МРТ с данными, например, КТ можно выявить структуру опухолевого очага, нахождения в нём кальцинатов и кровоизлияний. На основе проведения сегментации и в дальнейшем реконструкции опухоли и её компонентов проводят построение 3D-модели. Качественная сегментация позволяет определить кистозные образования, некротические массы или кровоизлияния, а также перифокальные отёки и зоны пролиферации опухоли. При инфильтративном росте с последующим разрушением участков коры больших полушарий проводят дополнительную детализацию этих сегментов, используя данные фМРТ и МР-трактографии. Оценивают основные нарушения целостности двигательной зоны коры и проводящих волокон подкорковых структур. Сдавление вен головного мозга является причиной серьёзных осложнений, поэтому используют данные МР-венографии, которая позволяет определить топографию основных венозных сосудов вблизи патологического очага, их функциональное состояние. В период проведения оперативного вмешательства данные о взаимном расположении вен и опухоли позволяют определить наименее травматичную зону транскортикального доступа. Учитывая вышесказанное в отношении венозных сосудов можно также использовать их координаты в роли дополнительных ориентиров в «навигации» во время проведения оперативного вмешательства. Так сегментация и реконструкция данных диагностических исследований позволяет с высокой точностью создать модель опухолевого очага.

Нейронавигационный метод эффективен и при лечении острых нарушений мозгового кровообращения, которые сопровождаются кровоизлияниями в вещество мозга, под его оболочки или в желудочковую систему. Первичной причиной возникновения нетравматических кровоизлияний в головном мозге является артериальная гипертензия, приводящая к деформации сосудов. Изменяется просвет сосуда, он приобретает извитую форму, а также увеличивается их ломкость. Вторичными причинами развития патологии могут являться: аневризмы сосудов, злокачественные новообразования, васкулопатии и коагулопатии, употребление наркотических средств и алкоголя, образование тромбов венозных сосудов и синусов мозга и др. Нейронавигационные системы позволяют с точностью до миллиметра определить в предоперационном этапе локализацию гематомы, что особенно эффективно при глубинных кровоизлияниях и при затрагивании гематомами функционально значимых зон. Вспомогательный метод повышает точность хирургических манипуляций, сокращает время операции и обеспечивает её малотравматичность в отношении костной ткани черепа, мозговых оболочек и функционально значимых зон.

Методика вспомогательной «навигации» применятся в процессе лечения депрессивных состояний у страдающих депрессивными расстройствами подростков. Большое депрессивное расстройство, распространённость которого составляет 4-8%, является показанием к комплексному лечению подростков, страдающих данным заболеванием. В отличии от взрослых депрессия подростков связана с более высоким уровнем самоубийств, также до 40% пациентов подросткового возраста в настоящее время не реагируют на традиционную медикаментозную терапию. Многочисленные испытания доказали эффективность повторяющийся транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Глубокая стимуляция показала сильный и прогрессивный антисуицидальный эффект. Нейронавигация на основе результатов МРТ являются эффективным методом для выявления патологических очагов в головном мозге и успешного проведения ТМС.

На базе Чжэцзянского университета в 2018 году проводилось исследование, которое направлено на оценку эффективности лечения магнитной стимуляцией при помощи нейронавигации депрессивных подростков, склонных к суициду. Все испытуемые соответствовали критерия руководства по психическим расстройствам (4 издание) для текущего однополярного большого депрессивного расстройства. Участие принимали пациенты, которые испытали первый эпизод депрессии и принимали антидепрессанты, а также пациенты, которые испытали рецидив депрессивного состояния и не принимали медикаментозных препаратов в течении 2 недель.

Лечение транскраниальной магнитной стимуляцией проводилось при помощи стимулятора фирмы Magstim® (The Magstim Company Ltd, Whitland, UK). Была определена основная мишень для проведения стимуляции- левая дорсолатеральная префронтальная кора больших полушарий. При наличии данных МРТ используется вспомогательная нейронавигация для определения анатомических ориентиров патологического очага в реальном времени и направления катушки стимулятора на этот очаг. Лечение проводилось в течении 7 дней, при этом интенсивность стимула рассчитывалась от порога моторного покоя в зависимости от восприимчивости участника эксперимента. Моторный покой -это самая низкая интенсивность стимуляции, необходимая для индукции моторного ответа в покоящейся короткой мышце, отводящей большой палец кисти.

В результате высокодозированная ТМС под контролем нейронавигации была наиболее эффективным и безопасным в использовании методом лечения депрессивных состояний подростков с суицидальными наклонностями. Мысли о лишении себя жизни у одного пациента исчезли после семи сеансов стимуляции, что подтверждает хороший результат лечения.

В данной работе представлены лишь некоторые исследования в области нейронавигации, но на их основе можно сделать вывод о пользе применения метода. Доказана эффективность нейронавигации в нахождении основных координатных точек и построение трёхмерной структуры патологического очага и близлежащих структур на базе данных нейровизуальной диагностики. Метод наименее травматичный, так как в режиме реального времени хирург учитывает данные о расположении патологического очага и ориентируется на координаты, выстроенные при помощи нейронавигационной системы, при проведении манипуляции. Благодаря быстроте и точности, а также лёгкости в использовании, нейронавигация занимает лидирующее место в области вспомогательных методов в нейрохирургии.

Список литературы:

1. Зорин Н.А. Использование безрамочной КТ-навигации и локального фибринолиза в хирургии нетравматических внутримозговых кровоизиляний глубинной локализации // Украинский нейрохирургический журнал. –  2010. –  № 2. – С. 20-26.
2. Коновалов А.Н. Стандарты, рекомендации и опции в лечении глиальных опухолей головного мозга у взрослых // Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. – ­2006. –  №2. – С. 3-11.
3. Розуменко В.Д. Применение мультимодальной нейронавигации в предоперационном планировании и интраоперационном сопровождении при хирургическом лечении опухолей головного мозга // Укр. нейрохірург. журн. — 2014. — №4. — С. 23-31.
4. Яриков А.В., Морев А.В., Лавренюк А.Н. Современная хирургия нетравматических внутримозговых кровоизлияний // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета. – 2017. – T. 9. – № 4. – С. 66–75.
5. Fen Pan, Da Li, Xiaojing Wang Neuronavigation-guided high-dose repetitive transcranial magnetic stimulation for the treatment of depressive adolescents with suicidal ideation: a case series // Neuropsychiatric Disease and Treatment. 2018. Vol. 14. P. 2675 – 2679.