Введение

Первое применение навигационной системы в нейрохирургии описали D. Roberts и соавт. в 1986 г. [1]. С тех пор нейронавигация получила широкое распространение, поскольку позволяет планировать доступ и точно определять расположение хирургической цели [2]. Совмещение с функциональными методами визуализации дает возможность определять взаиморасположение объемных образований мозга с корковыми центрами и подкорковыми проводящими путями [3]. С помощью навигации оценивают радикальность резекции опухоли [4]. Это минимизирует хирургический доступ, уменьшает продолжительность хирургического вмешательства и кровопотерю [5], облегчает нейромониторинг [6], повышает радикальность и улучшает функциональные исходы операций [7, 8].

Несмотря на описанные преимущества, навигация имеет высокую точность лишь на начальных этапах операции. В последующем в результате интраоперационного смещения мозга погрешность системы нарастает [9]. Ошибка может достигать нескольких сантиметров, что делает навигацию непригодной для дальнейшего применения [10]. Из всех неточностей нейронавигации сдвиг мозга, головы больного и референтной рамки приводят к самым грубым погрешностям [11]. И если грубая дислокация головы и рамки возникают редко и являются, скорее, операционным дефектом, то сдвиг мозга представляет собой неизбежное естественное явление.

Причины и патогенез

Смещение мозга при удалении объемных образований является динамическим процессом. Его невозможно прогнозировать по предоперационным снимкам. Направление сдвига зависит от векторной суммы многих факторов. Их разделяют на хирургические (связанные с манипуляциями), патофизиологические (обусловленные реакцией организма) и метаболические (медикаментозные). К хирургическим относят положение головы пациента, применение ретракторов, дренирование ликвора, размер краниотомии и ширину вскрытия твердой мозговой оболочки (ТМО). Патофизиологические факторы обусловлены объемом крови в сосудах и концентрацией углекислого газа, эластичностью мозговых артерий (уменьшается с возрастом), атрофией, предоперационной дислокацией мозга и индивидуальными особенностями его внутренней структуры. Метаболические факторы включают в себя гиперосмолярные растворы, водно-электролитный баланс и анестетики.

На смещение мозга также влияют объем опухоли и отек мозга, расстояние от новообразования до коры и общий объем черепа [9, 12, 13]. При конвекситальных менингиомах сдвиг мозга преимущественно зависит от возраста больного, при глиомах — от объема опухоли, поперечной дислокации и размера краниотомии, при метастазах и каверномах — от поперечного смещения и величины трепанации черепа [9]. Нельзя отдельно оценить влияние каждого фактора на дислокационный процесс. Можно отследить лишь результирующий сдвиг мозговых структур. Он варьирует от неразличимого до 5 см [12].

При небольших образованиях смещение мозга обычно однонаправленное, при больших — неустойчивое, разнонаправленное, сдвиг коры и подкорковых структур возможен в разных направлениях. Деформация коры происходит, преимущественно, за счет внешних факторов, а смещение белого вещества обусловлено динамикой уровня внутричерепного давления [12].

В 16% случаев после вскрытия ТМО происходит пролабирование мозга кнаружи без признаков повышения уровня внутричерепного давления. У остальных пациентов происходит сдвиг мозговых структур в направлении силы гравитации. За счет укладки пациента такое смещение ориентировано в сторону срединных структур. В 80% случаев оно имеет однонаправленный характер, т.е. одновременно смещаются кора и белое вещество [12].

По мере уменьшения объема опухоли компримированная ранее ткань мозга расправляется, и объем мозга увеличивается за счет отека. Это приводит к движению ткани мозга кнаружи. В 8% случаев за счет этого происходит облитерация полости, образовавшейся после удаления опухоли. К концу операции скорость сдвига мозга снижается [12]. На динамику размеров желудочков главным образов влияют выполнение вентрикулостомии и дренирование ликвора из субарахноидальных пространств [12].

Несмотря на общие тенденции смещения мозга, оно имеет индивидуальные и региональные особенности. Лобная и височная доли смещаются сильнее, чем теменная и затылочная [12]. Дислокация мозга зависит от различий между положениями головы пациента во время выполнения компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ) и укладкой на операционном столе. Чем больше различаются положения, тем значительнее сдвиг мозга. При стандартном положении на спине лицом вверх при КТ/МР-сканировании происходит наименьший сдвиг мозга, как и при положении на спине во время операции. Большее смещение мозга возникает при положении пациента на боку, еще большее — на животе. Поэтому для уменьшения дислокации мозга предоперационную или интраоперационную КТ/МРТ целесообразно выполнять в том же положении головы, что и планируется придать больному во время операции [14].

Смещение прилежащего к опухоли мозга минимально при ее расположении на основании черепа за счет спаек с костями и при мелких глубинно расположенных новообразованиях [2, 15]. Дислокация головного мозга при поверхностных менингиомах превышает смещение при глубинных новообразованиях [8].

Клиническая значимость

Среднее смещение мозга при удалении опухоли составляет 3 мм. Оно нарастает к концу операции от 2 до 15 мм [9, 16]. При более детальном рассмотрении сдвиг корковой поверхности мозга при удалении опухолей варьирует от 0 до 24 мм, глубинной части новообразования — от 8 до 31 мм, срединных структур — от 4 до 6 мм, желудочков мозга — от 0 до 8 мм [10].

Степень дислокации мозга зависит от объема опухоли. Переднезаднее смещение при новообразованиях до 20 мл достигает 4 мм, при образованиях от 20 до 40 мл — 8 мм, при опухолях >40 мл — 12 мм. Медиально-латеральная дислокация при опухолях <20 мл составляет 5 мм, при объемных образованиях от 20 до 40 мл — 10 мм, >40 мл — 15 мм [13]. Смещение мозга значительно варьирует у пациентов даже со сходной патологией и одинаковым хирургическим доступом [17].

В хирургии неразорвавшихся аневризм, не требующих паренхиматозной резекции, сдвиг мозга зависит от количества дренированного ликвора. Он варьирует от 0 до 25 мм, а нелинейная деформация больше характерна для желудочков [17].

Несмотря на нелинейный процесс дислокации мозга, в ней можно выделить преимущественное направление смещения, которое зависит от угла хирургического доступа [18]. Сдвиг глубинных структур мозга менее выражен, чем поверхностных (2 мм по сравнению с 3,5 мм). При поверхностных опухолях (в пределах 3 см от коры) смещение равно 2 мм, при глубинных — 1,6 мм. Внутривенное введение маннитола увеличивает дислокацию мозга, в среднем от 1 до 3 мм [19].

В хирургии дуральных артериовенозных фистул сдвиг мозга варьирует от 3 до 5 мм. Возникает за счет дренирования ликвора и тракции мозга [20].

При удалении каверном дислокация поверхностных мозговых структур больше, чем глубинных. При резекции кавернозных мальформаций подкорковых ядер W. Tirakotai и соавт. (2003) отмечали смещение височной доли за счет аспирации ликвора на 5—10 мм, а островковой — <5 мм [21].

Пути решения проблемы

Для уменьшения смещения мозга не используют маннитол, гипервентиляцию, не вскрывают желудочки и не дренируют ликвор, не применяют ретракторы, минимизируют энцефалотомию, удаление опухоли начинают с ее латеральной диссекции, а удаленную часть новообразования замещают ватниками [2, 9, 22, 23]. G. Raffa и соавт. (2018) предложили уменьшить размер трепанации и выполнять постоянное сопоставление данных навигации с поверхностными анатомическими ориентирами [24]. Расположение трепанационного окна и головного мозга под ним параллельно линии пола приводит к смещению церебральной паренхимы лишь в одном направлении. Наблюдают дислокацию мозга в направлении вверх-вниз относительно дефекта черепа, но сдвига вправо-влево и вперед-назад не происходит. Такое смещение нужно просто учесть и исправить при поиске цели [21, 25]. При ранней маркировке функционально значимых корковых центров в начале основного этапа операции сразу после вскрытия ТМО сдвиг мозга не успевает развиться [26].

E. Chang и соавт. (2015) для снижения риска повреждения подкорковых значимых зон советуют начинать резекцию рядом с проводящими путями по данным трактографии, так как в начале резекции сдвиг мозга меньше [27].

Интересным способом коррекции смещения мозга на основании только лишь предоперационных снимков является сдвиг данных навигации относительно головы пациента. Данное программное свойство встроено в современные навигационные системы. Для его реализации перед операцией выполняют обрисовку быстро и безошибочно выявляемых анатомических образований. Таковыми могут быть сосуды, анатомически уникальные извилины коры мозга и зрительная хиазма. Во время операции при выявлении дислокации мозга на основании различий между видимым в микроскоп изображением и наложенными обрисованными навигационными ориентирами («расширенная реальность») выполняют сдвиг последних. Такой метод полезен при небольших образованиях, таких как маленькие опухоли и каверномы. При опухолях большого размера или при применении ретракторов смещение мозга часто имеет нелинейный характер, а опухоль смещается вместе с мозговыми структурами, что делает указанный способ неэффективным, и приходится выполнять интраоперационную МРТ (иМРТ). Другими его недостатками являются только ручной режим работы, возможность сдвига лишь в двухмерном режиме, что затрудняет коррекцию глубины и сложность совмещения двухмерных данных навигации с трехмерным изображением в микроскопе [28].

Наиболее точную коррекцию сдвига мозга таким методом можно достичь на начальных этапах операции, когда главными причинами смещения являются дренирование ликвора и гравитационная тракция. Дислокация мозга в этом случае имеет линейный характер, и ее легко исправить. По мере резекции опухоли нарастает нелинейное смещение мозговой паренхимы, что затрудняет его коррекцию. Алгоритмы, позволяющие исправить криволинейную дислокацию мозга, находятся в стадии разработки. В таком случае данные сонографии направляют хирурга, а навигация нужна лишь для общей ориентации в ране [29, 30].

K. Yoshikawa и соавт. (2006) и S. Ohue и соавт. (2012) при резекции глиобластом предложили устанавливать в головной мозг по краям опухоли или функционально значимой зоны тонкие силиконовые катетеры. Такое введение трубочек, получившее название «навигационный забор», проводили по данным навигации до вскрытия ТМО, что исключало смещение мозга. После вскрытия ТМО резекцию опухоли выполняли по имплантированным искусственным ориентирам. Для определения глубинной границы опухоли применяли электростимуляцию. Описанный метод увеличил радикальность резекции с 55 до 77%, нивелировал послеоперационные осложнения и улучшил состояние больных после операции [31, 32].

Заключение

Несмотря на предложенные решения, смещение мозга остается главной проблемой применения навигации в краниальной нейрохирургии. При нелинейном характере сдвига любая его коррекция носит лишь предположительный характер. В таких случаях только применение сонографии и иМРТ позволяет определить интраоперационное расположение мозговых структур. Но ультразвуковое исследование имеет ограниченный радиус обзора, низкое пространственное разрешение и сложно сопоставимо с навигацией. А иМРТ обычно не позволяет оценить состояние мозга в режиме реального времени. За время укладки больного и обновления навигации возможна дальнейшая церебральная дислокация. Лишь хирургия в магнитном поле позволяет оценить точное расположение структур мозга в режиме реального времени. Но такие низкопольные аппараты имеют невысокое качество изображения и не могут быть применены для выполнения функциональных исследований. Решение проблемы смещения мозга напрямую связано с дальнейшими техническими усовершенствованиями.

Участие авторов:

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

Сбор и обработка материала — Дмитриев А.Ю.

Написание текста — Дмитриев А.Ю.

Редактирование — Дашьян В.Г.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Комментарий

Авторы суммируют 20-летний опыт разных специалистов в области нейронавигации с акцентом на неточность системы, возникающую вследствие интраоперационного смещения структур мозга. Следует отметить глубокую погруженность авторов в проблему: обзор отражает все возможные причины и варианты интраоперационного смещения мозга. При этом, как и большинство обзоров, эта научная работа не может претендовать на научную новизну, поскольку лишь суммирует уже известные данные. Тем не менее ее практическая значимость, на наш взгляд, достаточно высока — подробно рассмотрены способы минимизации интраоперационной дислокации мозговых структур, которые вполне могут быть использованы читателем в его ежедневной практике. Дизайн исследования стандартный для подобного формата работы и заключается в перечислении вариантов обсуждаемой проблемы и попыток ее решения. Представленные выводы вполне убедительны и базируются на изложении материала статьи. Список литературы достаточно полный и размер его ограничен, по-видимому, лишь требованиями журнала. Цитируемые работы датированы в основном годами предшествующего десятилетия и с поправкой на обзорный характер статьи вполне могут быть признаны актуальными.

А.Ю. Беляев (Москва)