Zalety i koszty precyzji definicja

Co znaczy:

Nowe techniki operacji neurochirurgicznych

Zalety i wydatki precyzji

Wprowadzenie technik cyfrowych do medycyny zrewolucjonizowało nie tylko diagnostykę chorób układu nerwowego, ale miało ważny wpływ na rozszerzenie możliwości operacyjnych w zakresie neurochirurgii.

Tomografia komputerowa (TK) i magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) umożliwiają precyzyjną wizualizację dolegliwości wewnątrzczaszkowej, takiej jak nowotwór czy malformacja naczyniowa, pozwalając określić z sporą dokładnością lokalizację, a regularnie także charakter guza.

Bezpieczeństwo zabiegu i zminimalizowanie uszkodzenia mózgowia zależy od możliwości dokładnej lokalizacji nie tylko miejsca operowanego, ale także położenia guza w relacji do sąsiadujących z nim struktur, zarówno ośrodków korowych, jak i dróg nerwowych. Rozszerzenie wskazań chirurgicznych powiązane jest z postępem metod zmniejszających inwazyjność, a co za tym idzie uszkodzenie operowanego narządu. Leczenie chirurgiczne jest różna od innych metod leczenia tym, iż dochodzi w nim do bezpośredniego uwidocznienia patologii i bezpośredniej, mechanicznej interwencji, która zawsze wiąże się z mniejszym albo większym uszkodzeniem tkanek otaczających zmianę patologiczną. Inwazyjność zabiegu jest pochodną dwóch głównych czynników – wystarczającego dla usunięcia uwidocznienia struktury patologicznej, i dokładnej orientacji w polu operacyjnym w odniesieniu do anatomii narządu poddawanego leczeniu operacyjnemu.

Ocena ryzyka

Jedną z podstawowych zasad neurochirurgii mózgowia jest ochrona pacjenta przed pojawieniem się nowych deficytów neurologicznych albo psychicznych, spowodowanych poprzez sam zabieg operacyjny. W tym celu należy dokonać mapowania mózgu, jak i wizualizacji dróg nerwowych, tak, by w trakcie zabiegu operacyjnego neurochirurg był w stanie bezpiecznie ominąć istotne obszary. Istnieje sporo metod mapowania kory mózgowej, w najwyższym stopniu wiarygodnymi i używanymi jest czynnościowe badanie NMR (fNMR – functional NMR) i magnetoencefalografia (MEP). W pierwszej metodzie ustala się aktywność poszczególnych obszarów mózgowia przez pomiar miejscowego przepływu krwi. Gdy określony region mózgowia zostaje aktywowany, na przykład przy wykonywaniu ruchów albo w czasie mówienia dochodzi tam do wzrostu zużycia tlenu, co może zostać wychwycone w badaniu fMRI, pozwalając precyzyjnie określić region odpowiedzialny za określoną funkcję. Magnetoencefalografia jest sposobem pomiaru zmian pola magnetycznego, powodowanych poprzez uaktywnienie neuronów w trakcie wykonywania ustalonych funkcji. Dzięki zastosowaniu komputerów obszary odnalezione w trakcie badań funkcjonalnych można oznaczyć na trójwymiarowym obrazie mózgowia, poprzez co neurochirurg przed zabiegiem jest w stanie precyzyjnie określić obszary wrażliwe. Jednocześnie, dzięki wykorzystaniu technik dyfuzyjnych, można określić położenie dróg nerwowych i kierunek przebiegu włókien. Metoda dyfuzyjna (Diffusin Tensor Imaging –DTI) bazuje na pomiarze dyfuzji protonów wody w istocie białej. Błona komórkowa i osłonka mielinowa wypustek nerwowych pozwala na dyfuzję protonów wzdłuż włókien, a uniemożliwia dyfuzję w innych kierunkach. Zobrazowanie dyfuzyjne umożliwia więc ustalenie położenia dróg, kierunku ich przebiegu, a co za tym ich ewentualne przemieszczenie wywołane poprzez mechanizm patologiczny. Ma to szczególne znaczenie w razie wykonywania zabiegu operacyjnego w obrębie struktur głębokich mózgu albo w obrębie obszarów odpowiedzialnych za ważne funkcje życiowe, na przykład ruch, mowę, czy wzrok.

Neuronawigacja

Po wykonaniu badań czynnościowych otrzymujemy indywidualny obraz zarówno kory, jak i dróg nerwowych u określonego pacjenta. Uzyskanie takich obrazów i następnie wykorzystanie technik komputerowych pod postacią neuronawigacji pozwala na poprzednie, precyzyjne zaplanowanie trajektorii dotarcia do guza i realizację zabiegu w oparciu o neuronawigację. W klasycznej nawigacji wykorzystuje się badanie wykonane przed operacją i następnie obrazy wprowadza się do komputera. w czasie zabiegu operacyjnego specjalna kamera i narzędzia, których lokalizacja jest odczytywana poprzez kamerę ukazują obraz narzędzi na uprzednio wykonanych przed zabiegiem zdjęciach. Porównanie chwilowego położenia z uprzednio zaplanowaną drogą pozwala chirurgowi precyzyjnie zorientować się w chwilowej lokalizacji narzędzi w obrębie mózgu.

Neuronawigacja spowodowała rozszerzenie możliwości wykonywania zabiegów operacyjnych na struktury do chwili obecnej uważane na niemożliwe do leczenia operacyjnego – pień mózgu, jądra podkorowe czy wzgórze. Nowotwory o tej lokalizacji prowadzą do nieuchronnego zgonu, poprzedzonego wcześniejszym pojawieniem się deficytów neurologicznych, pod postacią niedowładów albo porażeń nerwów czaszkowych albo kończyn, zaburzeń świadomości, złożonych czynności ruchowych, czynności wegetatywnych czy zaburzeń psychicznych. Neuronawigacja pozwoliła także na znaczące poszerzenie neurochirurgii czynnościowej, zarówno poprzez sposobność precyzyjnego niszczenia niektórych struktur podkorowych, jak i wszczepianie stymulatorów mózgowych – metod służących w leczeniu chorób układu pozapiramidowego, czy przewlekłego bólu. Przy operowaniu w strukturach głębokich mózgu bez użycia neuronawigacji neurochirurg po otwarciu czaszki widzi niezmienioną powierzchnię mózgu i praktycznie nie ma wówczas możliwości bezpiecznego dotarcia do guza. Neuronawigacja, ukazując lokalizację guza i jednocześnie lokalizację narzędzi, jak także przedtem zaplanowaną trajektorię, kieruje wówczas chirurga, pozwalając mu zorientować się w polu operacyjnym i dotrzeć do głęboko umiejscowionego celu. wykorzystanie neuronawigacji pozwala na zminimalizowanie otwarcia czaszki do obszaru położonego najbliżej guza. Pozwala także ominąć obszary mózgu mające znaczenie dla późniejszej sprawności pacjenta. W większości przypadków wykorzystanie neuronawigacji kompletnie wystarcza do precyzyjnego wykonania zabiegu operacyjnego, chociaż istnieje tu zawsze pewien margines błędu, związany z możliwymi śródoperacyjnymi przemieszczeniami struktur mózgowia, wynikającymi ze spadku ciśnienia wewnątrzczaszkowego po otwarciu czaszki, czy pojawianiu się przestrzeni „wolnej” w czasie usuwania procesu uciskowego. W rezultacie może dojść do uszkodzenia struktur leżących w sąsiedztwie nowotworu, także może dojść do nieprawidłowości przy ocenie doszczętności zabiegu operacyjnego. Gdyż klasyczna neuronawigacja opiera się tylko na badaniu wykonanym przed zabiegiem operacyjnym, brak jest możliwości korekty śródoperacyjnej.

Dodatkowe badanie

Wskazanym w tej sytuacji jest wykonanie badania śródoperacyjnego i po porównaniu jego wyniku z badaniem przedoperacyjnym korekta uprzednio dokonanych założeń. Aktualnie, dzięki pojawieniu się śródoperacyjnych aparatów NMR badania takie stały się możliwe do wykonania. Stacjonarny aparat NMR jest kłopotliwy do wykorzystania w czasie operacji, raczej z racji na jego wymiary i masę, ciężar aparatu przekracza z reguły 5 ton. Istnieją co prawda mechanizmy zastosowania stacjonarnego aparatu i zamontowania go na sali operacyjnej, ale z racji na wielkie wydatki (specjalnie przystosowana sala mogąca utrzymać wielotonowy ciężar zamocowany do sufitu i „zjeżdżający” nad pacjenta na moment wykonania badania) jest zastosowany tylko w pojedynczych ośrodkach neurochirurgicznych, raczej w stanach zjednoczonych ameryki. Od chwili opracowania przenośnego aparatu NMR wykonanie badan śródoperacyjnych stało się możliwe w znacząco szerszym zakresie, gdyż masa aparatu nie przekracza 700 kg i mieści się on na każdej sali operacyjnej. Co prawda niewielkie natężenie pola magnetycznego, nie przekraczające 0,2 T istotnie minimalizuje jakość uzyskanego obrazu w porównaniu do badania wykonanego stacjonarnym aparatem NMR o natężeniu pola 1,5 T albo 3 T, ale jakość ta jest wystarczająca do porównania z obrazem przedoperacyjnym, zaś komputer sterujący aparatem do neuronawigacji nakłada oba badania i pokazuje precyzyjnie różnice w zaplanowanej trajektorii operacyjnej albo region operowany. Umożliwia to ocenę doszczętności usunięcia masy patologicznej jak i położenie dróg przebiegu aksonów, uprzednio wyróżnionych jako ważne. sposobność wykonania badania śródoperacyjnego, które można przeprowadzić wielokrotnie w trakcie operacji, pozwala na bezpieczniejsze i bardziej skuteczne leczenie nowotworów wewnątrzczaszkowych. Co więcej - stwarza sposobność operowania w strukturach głębokich w sposób bardzo oszczędny i minimalnie uszkadzający mózgowie.

Konieczne wyposażenie

Kluczowe niedogodności sposoby to znaczące przedłużenie czasu trwania zabiegu – wykonanie następnych badań zajmuje wiele czasu, związanego z ustawieniem aparatu, wykonaniem badania i analizą obrazu, wiąże się także ze znacznymi nakładami finansowymi, sięgającymi 4 mln zł za aparat śródoperacyjny. Oddział musi także posiadać stały dostęp do aparatu stacjonarnego NMR, bez którego możliwości nawigacji, a w pierwszej kolejności mapowania dróg nerwowych zostają znacząco ograniczone. Sala operacyjna musi być specjalnie ekranowana przed polem elektromagnetycznym ( by nie występowały zakłócenia obrazu), niezbędny jest szczególny, ekranowany sprzęt anestezjologiczny, i narzędzia nie reagujące na pole magnetyczne, co dodatkowo powiększa wydatki wyposażenia o kilkaset tys. złotych. Pacjent jest operowany w znieczuleniu ogólnym, ułożenie głowy jest zależne od potrzeb operatora. Aparat do śródoperacyjnego NMR ustawia się tak, ( by łatwo można było wykonać badanie w trakcie operacji. w trakcie zabiegu, począwszy od otwarcia czaszki, wykorzystuje się aparat do neuronawigacji z wprowadzonymi badaniami przedoperacyjnymi. Następnie, w momencie, o której decyduje operator, wykonuje się badanie śródoperacyjne, którego rezultat zostaje jednoczasowo wprowadzony do aparatu do neuronawigacji, który wyświetla na ekranie uzyskany obraz w porównaniu do obrazu operacyjnego. Aparat pozwala na nałożenie obu obrazów na siebie, dzięki czemu chirurg porównuje aktualne położenie z zaplanowanymi krokami, widzi także umiejscowienie swych narzędzi w relacji do przedtem ustalonych obszarów szczególnego zainteresowania – zarówno korowych jak i dróg nerwowych. Badania można wykonać tak regularnie, jak neurochirurg uzna to za potrzebne, w końcowym etapie pozwala także na ocenę doszczętności usunięcia guza.

Efekty i wydatki

Korzyści dla pacjenta z tak wykonanego zabiegu są niewątpliwe: zminimalizowanie niebezpieczeństwa pojawienia się pooperacyjnych deficytów neurologicznych, większa doszczętność usunięcia nowotworu, unikniecie inicjalnych pooperacyjnych badań kontrolnych, czy konieczności kolejnej operacji, związanej z pozostawieniem części zmiany patologicznej albo wczesnymi powikłaniami. Należy ocenić, że użycie śródoperacyjnego obrazowania i neuronawigacji wydłuża czas zabiegu o ok. 25 procent chociaż korzyści dla pacjenta – w pierwszej kolejności znaczna minimalizacja uszkodzenia istotnych struktur i minimalizacja pola operacyjnego, czyli minimalizacja urazu operacyjnego wywołują, iż korzyści z wykorzystania tych metod przewyższają znacząco niedogodności stosowania tych metod. Nie ma cienia wątpliwości, że obrazowanie śródoperacyjne stanie się w przyszłości sposobem standardową w większości zabiegów neurochirurgicznych, chociaż aktualnie cena stosowania tej sposoby jest na tyle wysoka, iż aspekty ekonomiczne uniemożliwiają wykorzystanie jej w dużej ilości ośrodków. Należy także wspomnieć, iż użycie neuronawigacji, czy obrazowania śródoperacyjnego, mimo znacznej poprawy „jakości” w porównaniu do typowych zabiegów usuwania nowotworu, a co za tym istotnej korzyści dla pacjenta, nie skutkuje jakiegokolwiek powiększenia płatności za wykonany zabieg, co jest następnym czynnikiem ograniczającym szersze włączenie metod do użycia w oddziałach neurochirurgicznych.

Przełomowe techniki

Do badań śródoperacyjnych można także wykorzystać aparaty rentgenowskie, które w połączeniu z neuronawigacją znajdują wykorzystanie w pierwszej kolejności w chirurgii układu kostnego - stawów, kości długich i kręgosłupa. Aparat rtg, zarówno klasyczne ramię C jak i aparat wykonujący badania wielowarstwowe – ramię C, sprzężone z aparatem do nawigacji śródoperacyjnej pozwala bardzo precyzyjnie określić miejsce wykonywania zabiegu i pokazać miejsce i tor wprowadzenia implantów. Należy podkreślić, iż sposobność stosowania neuronawigacji jest prawie wyłącznie efektem ogromnego rozwoju technik cyfrowych. Wydaje się, iż przełom, jakiego dokonały one w neurochirurgii można porównać do tak epokowych kroków, jak wykorzystanie promieniowania rentgenowskiego, znieczulenie ogólne, czy wprowadzenie mikroskopu operacyjnego. Co więcej, sposobność transmisji danych poprzez istniejące mechanizmy telemedyczne pozwala na kontakt w okresie rzeczywistym z różnymi ośrodkami medycznymi, co jest ważne zarówno w aspekcie leczniczym, jak i szkoleniowo-dydaktycznym. Jest niewątpliwym, że dalszy postęp technik informatycznych pozwoli na coraz szersze wykorzystywanie tych metod zarówno w diagnostyce, jak i leczeniu, ale także doprowadzi do miniaturyzacji sprzętu, łatwiejszej obsługi i dalszej poprawy jakości obrazu. Dodatkowe dołączenie stałego monitorowania parametrów fizjologicznych mózgowia pozwala na coraz bezpieczniejsze wkraczanie w najgłębsze struktury ośrodkowe układu nerwowego przy znacząco zmniejszonym ryzyku dla operowanego pacjenta.

dr hab.med. Zbigniew Kotwica

Prof. i Dyrektor Instytutu Zdrowia Politechniki Radomskiej im. Kazimierza Pułaskiego

Kierownik Oddziału Neurochirurgii Zachodniopomorskiego Szpitala Specjalistycznego w Gryficach