Введение

Для интраоперационной визуализации в хирургии глиом больших полушарий применяют нейронавигацию, сонографию, флюоресценцию и интраоперационную магнитно-резонансную томографию (иоМРТ). Последний метод является наиболее новым, но в отличие от ультразвукового исследования «чтение» магнитно-резонансных (МР) томограмм нейрохирургу более привычно. Высокое качество изображений и перпендикулярная ориентация проекций облегчают интерпретацию результатов исследования. Всплеск интереса к иоМРТ произошел на рубеже ХХ—ХХ1 веков, с момента ее первого применения P.M.L. Black в 1997 г. и оснащения ведущих клиник мира МР-томографами. Именно тогда опубликовано наибольшее количество работ по данной теме. Интраоперационную МРТ при удалении глиом больших полушарий применяют для контроля радикальности резекции новообразований и позиционирования биопсийной иглы относительно опухоли. Основные результаты клинического применения иоМРТ в хирургии супратенториальных внутримозговых опухолей больших полушарий обобщены в данном обзоре.

МР-сканеры, предназначенные для выполнения интраоперационных исследований, можно классифицировать по их расположению, мобильности и силе магнитного поля. Каждая разновидность рассмотрена более детально.

Разновидности аппаратов иоМРТ по их расположению в операционной

Статичные МР-аппараты, совмещенные с операционным столом. При такой компоновке больной на операционном столе находится внутри МР-сканера. Хирургические манипуляции выполняют внутри томографа, поэтому все инструменты должны быть амагнитными. Во избежание «шумов» операционная имеет электромагнитную изоляцию [1].

Расположение иоМРТ рядом с операционным столом наиболее востребовано при взятии биопсий. Хирургия в магнитном поле позволяет почти в режиме реального времени отслеживать положение инструмента в ране. Для большей контрастности применяют специальную указку, заполненную водой или гадолинием [2]. Наведение инструмента под контролем иоМРТ дает возможность точно попасть в цель размером менее 1 см с погрешностью не более 1,5 мм. Контрольное сканирование позволяет исключить геморрагические осложнения. Использование иоМРТ удлиняет продолжительность хирургического вмешательства до 2 ч [3].

При резекции опухолей все этапы операции в магнитном поле выполняют реже. В таких случаях иоМРТ может быть полезна для определения места краниотомии, обновления данных навигации, контроля радикальности операции и исключения внутричерепных гематом [2].

Неподвижные и передвижные томографы, расположенные в операционной на отдалении от операционного стола. При такой компоновке операционную разделяют на 3 зоны. Первая начинается в центре иоМРТ и заканчивается на линии уменьшения магнитного поля до 10 мТл (линия 5G). В ней могут находиться только амагнитные инструменты. Во второй зоне индукция магнитного поля составляет 0,5—10 мТл, что позволяет работать обычными инструментами. В третью зону, с индукцией поля менее 0,5 мТл, можно заходить людям с кардиостимуляторами, в ней также располагается оборудование для нейромониторинга и могут находиться большие металлические объекты (например, баллоны с газом) [4]. Во время операции все манипуляции выполняют обычными хирургическими инструментами во второй зоне, за пределами линии 5G. Лишь кожные клипсы, анестезиологические трубки и датчики, крепящиеся непосредственно к телу пациента, должны быть МР-совместимыми. При необходимости выполнения МРТ пациента подвозят к сканеру или сам аппарат перемещают к больному по потолочным рельсам. Применение обычных инструментов уменьшает затраты на оборудование операционной [4]. Продолжительность транспортировки больного в МРТ занимает менее 1 мин, процесс сканирования — 1—8 мин. По мере приобретения опыта задержки на выполнение исследования уменьшаются [4].

Мобильные аппараты иоМРТ в пределах операционной. Еще одним вариантом иоМРТ являются открытые компактные ультранизкопольные аппараты. Томографы смонтированы на колесах, вследствие чего их можно перемещать в пределах операционной. Линия 5G располагается на расстоянии 1,5 м от центра магнитного поля. Сканеры оснащены мобильной электромагнитной защитной сеткой. Данная сетка накрывает лишь операционный стол и МР-аппарат, что не требует экранирования всей операционной. Аппараты имеют невысокую производительность, но при увеличении расстояния между срезами и применении сверхбыстрого режима сканирования МР-изображение можно получить уже через несколько секунд [5].

Мобильные МР-сканеры имеют 2 режима позиционирования. При выполнении исследования магнит томографа поднимается над операционным столом. В этот момент нельзя пользоваться ферромагнитными приборами, но в положении ожидания, при спуске магнита ниже операционного стола, можно работать обычными инструментами. Изменение положения не требует транспортировки больного или томографа, что облегчает сканирование и уменьшает время операции [5, 6].

Преимуществами передвижных томографов являются мобильность и относительно небольшая стоимость [7]. Недостатки приборов — возможность визуализации лишь части головного мозга из-за небольших размеров аппарата и сложности при обследовании тучных пациентов [5].

Стационарные аппараты МРТ вне операционной. Расположение аппарата МРТ в отдельном экранированном помещении позволяет во время операции работать обычными инструментами и электрооборудованием. Такой томограф можно применять как для операционного контроля, так и для проведения диагностических исследований. Транспортировка больного для сканирования осуществляется на том же операционном столе, движущемся по рельсам в соседнюю комнату. Из-за фиксации головодержателя к подвижной части стола не требуется перекладка пациента. Суммарная задержка операции на транспортировку пациента зависит от опыта операционной бригады и варьирует от 16 до 78 мин [8]. Недостатком отдельно стоящего МРТ является повышенная вероятность нагноения послеоперационной раны, хотя на практике этого не происходит [8].

Мобильные аппараты МРТ за пределами операционной. Разновидностью организации операционной с применением иоМРТ является фиксация томографа на потолочные рельсы. Томограф располагается между двумя операционными и может быть использован попеременно в каждой из них. За счет удаленного расположения аппарата во время операции можно пользоваться обычными хирургическими инструментами. Интеграция операционного стола с МР-томографом облегчает выполнение исследования. Положение больного возможно на спине, на животе и на боку. Томограф движется по рельсам в течение 90 с строго к голове пациента. Средняя задержка операции на выполнение исследования составляет 30—40 мин [9, 10].

Разновидности аппаратов иоМРТ по силе магнитного поля

Низкопольные аппараты иоМРТ. Применение низкопольных томографов для оценки радикальности операции является наиболее эффективным при резекции глиом, накапливающих контрастный препарат (КП).. Чувствительность метода достигает 100%, что сопоставимо с результатами сканирования на высокопольных томографах. При резекции опухолей, не накапливающих КП, эти аппараты уступают высокопольным [1, 11] и позволяют обнаружить резидуальное новообразование лишь у 90% пациентов [7].

Низкопольные томографы лучше всего подходят для взятия биопсий и являются альтернативой нейронавигации [12]. Используя быстрые режимы сканирования, можно получить отображение срезов головного мозга почти в режиме реального времени. Качество изображений приемлемо для визуализации опухоли и биопсийной иглы [4]. Применение иоМРТ удлиняет продолжительность операции до 1,5—2,5 ч. Артефакты от дистальной части иглы затрудняют взятие биопсии из анатомически небольших образований головного мозга [13, 14]. Другими недостатками низкопольных томографов являются невысокое качество изображения, невозможность выполнения функциональных режимов и сложная укладка больного в некоторых аппаратах [7].

Высокопольные аппараты иоМРТ. Качество изображения при высокопольной иоМРТ выше, чем при низкопольной, и сравнимо с пред- и послеоперационными МР-снимками. Из-за формирования реактивных изменений в месте резекции после операции специфичность интраоперационных томограмм в выявлении остаточной опухоли выше, чем выполненных в раннем послеоперационном периоде, поэтому при осуществлении интраоперационного сканирования не требуется повторять МРТ после операции [15].

Высокопольные иоМРТ позволяют одинаково хорошо видеть глиомы как высокой, так и низкой степени злокачественности. Совмещение иоМРТ с навигацией позволяет обновлять ее анатомические и функциональные данные в автоматическом режиме [1, 16, 17]. Исследование на высокопольных томографах проводится быстрее, чем на низкопольных аналогах [1].

Применение высокопольных иоМРТ для исключения остаточной опухоли наиболее актуально при ее глубинной локализации (из-за ограниченного обзора в микроскопе), при расположении в функционально значимой зоне (вследствие более щадящей резекции) и при доброкачественном характере опухоли (по причине большего сходства опухоли и нормальной ткани мозга) [18, 19].

Влияние иоМРТ на радикальность резекции внутримозговых опухолей

Хирургия под контролем иоМРТ повышает радикальность резекции глиом. Объем удаленной опухоли, по разным данным, возрастает до 40—100% [20—23], а количество тотальных резекций достигает 89—96% [24] не в ущерб функциональным исходам [25].

В рандомизированном исследовании C. Senft и соавт. (2011 г., 49 больных) установили, что применение низкопольного аппарата иоМРТ 0,15 Тл увеличило радикальность резекции глиом, накапливающих КП, с 68 до 96%. При интраоперационной МРТ выявлена остаточная опухоль у 33% пациентов. Это привело к нарастанию безрецидивной выживаемости в течение 6 мес с 36 до 67% [26].

В рандомизированном исследовании, выполненном J.S. Wu и соавт. (2014), проведена оценка влияние высокопольной иоМРТ 3,0 Тл на радикальность резекции нейроэпителиальных опухолей. На основании 87 наблюдений авторы установили, что при применении иоМРТ объем удаления опухоли возрос с 53 до 86%. Интраоперационное сканирование повышало радикальность резекции глиом низкой степени злокачественности, но статистически значимо не влияло на полноту удаления злокачественных новообразований [27].

По результатам метаанализа (513 больных), проведенного P. Li и соавт. (2017), установлено, что применение иоМРТ повышает радикальность резекции внутримозговых опухолей по сравнению с обычной нейронавигацией и увеличивает безрецидивную выживаемость в течение 6 мес после операции [28].

Артефакты при иоМРТ и способы борьбы с ними

Артефакты, выявляемые при иоМРТ, разделяют на 4 типа:

1) от электрических приборов в операционной [29];

2) от крупных металлических объектов (например, головодержателя), создающих негомогенность магнитного поля на высокопольных томографах, что особенно сильно искажает функциональные изображения МРТ [30];

3) являющиеся результатом хирургических манипуляций (граница «воздух — мозг», ятрогенное повреждение головного мозга, сгустки крови, гемостатический материал, металлическая пыль от краниотома и пилы Джигли) [29];

4) появляющиеся вследствие эффекта утечки контрастного препарата в полость резекции, что отмечено у 17—36% больных со злокачественными глиомами [29].

Накопление КП за пределами опухолевой ткани может быть обусловлено ятрогенным повреждением головного мозга с последующим нарушением гематоэнцефалического барьера, что сложно дифференцировать от остаточного новообразования на низкопольных иоМРТ. Этот артефакт можно отличить от остаточной глиомы путем тщательного сравнения с предоперационным исследованием [29, 31, 32], но это возможно лишь на начальном этапе операции, до развития значимого смещения мозга. По мере резекции опухоли и деформации мозговой паренхимы на первое место в дифференциальной диагностике выходят МР-спектрокопия и МР-диффузия. Чувствительность интраоперационной МР-спектроскопии (по сравнению с результатами гистологического исследования) в обнаружении остаточной опухоли составляет 85% при специфичности 100%. Чувствительность диффузионно-взвешенного режима в выявлении ятрогенных повреждений ткани мозга равняется 60%, специфичность — 100%. Следует помнить, что яркие очаги в диффузионно-взвешенном режиме могут быть проявлением ишемии как в неизмененном мозге, так и внутри опухоли [33]. Повторные МР-сканирования усиливают эффект утечки контрастного препарата [30].

Для отличия артефактного контрастирования от остаточной опухоли можно применять интраоперационную МР-перфузию. В хирургии глиом высокой степени злокачественности ее чувствительность в выявлении остаточной опухоли составляет 95% при специфичности 100%. При выполнении МР-перфузии следует помнить об артефактах от проходящих рядом крупных артерий [34].

При резидуальной опухоли происходит быстрое и постоянное нарастание интенсивности изображения в течение 3—4 мин. В зоне ятрогенного повреждения головного мозга контрастирование медленное и слабое [35].

Обсуждение

За 25 лет накоплен большой опыт применения интраоперационной магнитно-резонансной томографии в хирургии внутримозговых опухолей. Для выявления остаточных глиом низкой степени злокачественности лучше подходят высокопольные томографы. Обнаружение анапластических астроцитом и глиобластом возможно на аппаратах с любой силой поля, хотя более мощные сканеры отображают снимки в более высоком качестве. Функциональные режимы высокопольных интраоперационных магнитно-резонансных томографов (функциональная магнитно-резонансная томография, трактография) позволяют визуализировать важные корковые центры и подкорковые проводящие пути. Обновление данных навигации сохраняет их актуальность даже при значительном смещении головного мозга. При проведении биопсии применение сверхбыстрых режимов сканирования дает возможность визуализировать цель почти в режиме реального времени, что повышает точность операции.

Применение интраоперационной магнитно-резонансной томографии ограничивает использование ферромагнитных инструментов и должно происходить в условиях электромагнитного экранирования операционной. Существует 4 концепции размещения таких сканеров. Хирургия в магнитном поле позволяет наиболее быстро выполнить сканирование, но является наиболее дорогим вариантом и неудобна для хирурга. Разделение операционной на зоны удешевляет операцию, но повышает временные затраты, связанные с передвижением пациента или томографа. Мобильный вариант интраоперационного магнитно-резонансного томографа бюджетный, но низкая сила поля и небольшое расстояние между полюсами ограничивают его применение при глиомах, не накапливающих контрастный препарат, и у тучных больных. Расположение магнитно-резонансного сканера в отдельном помещении является наименее затратной компоновкой: операционную можно не экранировать, а томограф можно применять для других диагностических исследований, что уменьшает простой прибора в отсутствие операций.

Ятрогенное повреждение головного мозга и эффект утечки контрастного препарата являются главными артефактами, затрудняющими интерпретацию изображений при интраоперационной магнитно-резонансной томографии. Большие надежды на преодоление указанной проблемы возложены на магнитно-резонансную спектроскопию и магнитно-резонансную перфузию.

Заключение

Несмотря на весомые преимущества, интраоперационная магнитно-резонансная томография пока не стала рутинным методом интраоперационной визуализации в хирургии внутримозговых опухолей — главным образом из-за высокой стоимости оборудования.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Дмитриев А.Ю., Дашьян В.Г.

Сбор и обработка материала — Дмитриев А.Ю., Дашьян В.Г.

Написание текста — Дмитриев А.Ю.

Редактирование — Дашьян В.Г.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Комментарий

Обзор посвящен не теряющей актуальности теме интраоперационной МРТ (иоМРТ) в хирургии глиальных опухолей. Подробно рассмотрены виды и варианты размещения интраоперационных томографов, протоколы сканирования, продолжительность исследования при разных вариантах. Проведен анализ радикальности резекции и, что немаловажно, ее клинической значимости — сравнение общей выживаемости в группах пациентов с использованием методики иоМРТ и при стандартном подходе к хирургическому лечению. Достаточно подробно и убедительно описаны сложности оценки радикальности удаления разных по степени злокачественности глиом и причины неточностей в суждениях, а также возможные пути их преодоления и перспективные методики иоМРТ. Проанализированы артефакты, возникающие при использовании иоМРТ, и варианты их нивелирования. К сожалению, не уделено внимания возможным осложнениям использования иоМРТ. Еще одним объективным недочетом работы является отсутствие анализа экономической целесообразности применения методики. Если эффективность использования метода с точки зрения увеличения общей и безрецидивной выживаемости вполне очевидна и доказана многочисленными исследованиями и проведенными на их основе метаанализами, то относительно соотношения «эффективность/стоимость» в зарубежной медицинской литературе продолжаются дебаты. Увеличение стоимости всего курса лечения (а не только хирургического вмешательства) пациента со злокачественной глиомой в случае применения методики иоМРТ оценивается не менее чем на 15% по фактическим затратам. В то же время при построении модели пациента с учетом всех возможных вариантов развития событий в ходе послеоперационного лечения эта цифра снижается до 6,6%. Таким образом, уровень экономической целесообразности применения методики у пациентов со злокачественными глиомами (cost-effectiveness) составляет 99,5%. Для объективизации параметра экономической целесообразности использования той или иной методики применяется широко известная единица измерения QALY. Ее значение не может быть определено точно, оно устанавливается в результате обсуждений и в группе пациентов со злокачественными глиомами колеблется от 50 000 до 200 000 долларов США (при проведении всего курса лечения в этой стране). Применение нейронавигации, интраоперационного УЗ-сканирования, метаболической навигации, а также иоМРТ не достигает значения в 1 QALY, что позволяет говорить не только об абсолютной, но и об относительной экономической целесообразности применения методики в названной группе пациентов.

А.Ю. Беляев, И.О. Кугушев (Москва)