CC BY
62
№ 3 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 616.831-006.484-089:615.831:628.9.037
ПРЕДИКТОРЫ ДИНАМИКИ СОСТОЯНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ГЛИОБЛАСТОМОЙ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМБИНИРОВАННОЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ НАВИГАЦИИ
А. С. Гайтан1. А. Л. Кривошапкин1. В. В. Каныгин2
1ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России (г. Новосибирск) 2ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
Цель исследования: определить предикторы безопасной резекции глиобластом головного мозга (ГБМ) на основе комбинированной флуоресцентной навигации (КФН). Материал и методы. В исследование включено 40 пациентов с ГБМ, прооперированных с использованием КФН. Предикторы безопасности резекции ГБМ определены с помощью многофакторного анализа. Результаты и выводы. Сохранность речевой функции у пациентов с ГБМ перед операцией в сочетании с выраженной флуоресценцией опухоли во время операции является предиктором безопасности резекции опухоли с использованием КФН.
Ключевые слова: глиобластома, флуоресцентная навигация, 5-аминолевулиновая кислота, нейронавигация, корреляционный анализ, нелинейный анализ.
Гайтан Алексей Сергеевич — врач-нейрохирург Центра ангионеврологии и нейрохирургии ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина», e-mail: [email protected]
Кривошапкин Алексей Леонидович — доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, руководитель Центра ангионеврологии и нейрохирургии ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина», e-mail: [email protected]
Каныгин Владимир Владимирович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры нейрохирургии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 222-32-04, e-mail: [email protected]
Введение. Глиобластома является самой распространённой и агрессивной первичной опухолью головного мозга у взрослых. Данная опухоль имеет выраженный инфильтративный характер роста, который затрудняет интраоперационное определение границ её роста и максимально безопасное удаление [7]. Улучшение результатов хирургического лечения глиобластом связано с появлением интраоперационной флуоресцентной навигации на основе 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК), позволяющей дифференцировать патологическую ткань и соответственно выполнять её удаление [10].
В качестве возможного пути совершенствования результатов резекции глиобластом на основе флуоресцентных технологий рассматривается применение эндоскопической техники [9]. Нами разработан способ радикального удаления глубинно расположенных глиальных внутримозговых опухолей (патент РФ № 2457794 от 12.01.2011), лежащий в основе комбинированной флуоресцентной навигации (КФН). В настоящей статье на основе многофакторного анализа представлены предикторы безопасности резекции опухоли с использованием КФН.
Материалы и методы. В Центре ангионеврологии и нейрохирургии ФБГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е. Н. Мешалкина» Минздрава России (ЦАиН) с использованием КФН прооперировано 40 пациентов, страдающих глиобластомой головного мозга (ГБМ).
Общее состояния пациента по шкале Карновского, а также неврологический статус (выраженность афатических расстройств и парезы мышц конечностей) оценивали исходно за сутки до операции и в раннем послеоперационном периоде (на 10-е сутки после операции). Афатические расстройства оценивались по четырехбалльной шкале:
0 баллов — нарушений речи нет, 1 балл — нерезко выраженные (нарушения произношения и/или понимания отдельных слов), 2 балла — умеренные (нарушения произношения и/или понимания отдельных предложений), 3 балла — выраженные (речь неразборчива и/или пациент полностью не понимает обращенную к нему речь). Выраженность парезов мышц конечностей оценивали по шестибалльной шкале: 0 — плегия, 1 — едва заметные сокращения мышц, без движений в суставах, 2 — объём движений в суставе значительно снижен, движения возможны без преодоления силы тяжести по плоскости, 3 — значительное сокращение объёма движений в суставе, мышцы способны преодолеть силу тяжести, трения (возможность отрыва конечности
от поверхности), 4 — легкое снижение силы мышц при полном объёме движения, 5 — нормальная сила мышц, полный объём движений.
С целью индукции видимой флуоресценции опухоли все пациенты основной группы за 3 часа до оперативного вмешательства перорально получали отечественный препарат «АЛАСЕНС» 5-АЛК (регистрационный номер ЛП-001848 от 21.09.12) в дозе 25 мг/кг массы тела. Непосредственно перед приемом препарат растворяли в 100 мл 0,9 % раствора натрия хлорида. После краниотомии и обнаружения новообразования под контролем МРТ-нейронавигации в режиме белого освещения операционного микроскопа OPMI Pentero (Zeiss, Germany) активировали флуоресцентный режим (Blue400) для определения флуоресценции опухоли. Для визуальной оценки интенсивности флуоресцентного эффекта была использована модифицированная трёхбалльная шкала [5]:
1 — слабая флуоресценция (слабо-розовое свечение); 2 — умеренное (малиновое); 3 — интенсивное (ярко-красное свечение).
КФН. Микрохирургическое удаление основного объема глиобластомы выполняли до появления визуально неизмененной ткани головного мозга по всей площади ложа опухоли. Обследование ложа новообразования на предмет остаточных фрагментов глиобластомы проводили с использованием КФН, т. е. применяли сочетание одновременного использования операционного микроскопа и нейроэндоскопа. В качестве источника возбуждения флуоресценции опухоли использовали нейроэндоскоп (KarlStorz, Germany) в режиме фотодинамической диагностики (PDD). Тем самым удавалось избежать рассеивания активирующего светового пучка и падения флуоресценции остаточной ткани опухоли. При этом обследование ложа удаленной опухоли проводили при помощи операционного микроскопа с выключенным осветителем, что позволяет получить удобный для резекции стереоскопический обзор ложа опухоли. Операцию заканчивали в стандартном порядке.
Результаты. По коэффициентам корреляции r Пирсона (см. табл.) был проведён корреляционный анализ динамики функционального статуса пациента при хирургическом лечении глиобластомы с применением флуоресцентной навигации. Результаты анализа показывают, что оценка динамики функционального статуса по шкале Карновского включает в себя оценку динамики двигательных расстройств, и поэтому она может быть использована как интегральный показатель динамики функционального статуса пациента. Кроме того, в качестве предикторов динамики функционального статуса могут быть использованы выраженность афатических расстройств до операции и уровень флуоресценции. Связи между интегральным показателем динамики функционального статуса пациента и предикторами линейными уравнениями описываются плохо: они определяют менее 10 % наблюдаемых нами различий в данных.
Коэффициенты корреляции между показателями, связанными с динамикой функционального статуса пациента при хирургическом лечении глиобластомы с применением флуоресцентной навигации
Показатель dA dL AR F
,К, динамика функционального статуса, баллы по шкале Карновского +0,670 0,449 +0,358 0,128 -0,259 0,067 +0,279 0,078
динамика выраженности пареза мышц руки, баллы по шкале +0,635 0,403 -0,170 0,029 +0,251 0,063
Л, динамика выраженности пареза мышц ноги, баллы по шкале +0,635 0,403 +0,106 0,011 +0,359 0,129
AR, выраженность афатических расстройств до операции, баллы по шкале -0,170 0,029 +0,106 0,011 +0,032 0,001
F, уровень флуоресценции, баллы по шкале +0,251 0,063 +0,359 0,129 +0,032 0,001
Примечание: в ячейках в 1-й строке дан коэффициент корреляции г Пирсона, во 2-й — величина г2 (% описываемой им дисперсии); значимость указанных коэффициентов корреляции р < 0,05 (для г,^ р < 0,001); динамика — статистика по каждому пациенту — разницы данного показателя на 10-е сутки после операции и до операции
3D-визуализация модели предикторов изменения функционального статуса пациента после хирургического лечения с использованием флуоресцентной навигации. Заливка оттенками синего цвета соответствует положительной послеоперационной динамике
Известно, что нейрофизиологические процессы хорошо описываются методами нелинейного анализа [4, 6]. В связи с этим нами была построена трёхмерная визуализация модели предикторов изменения функционального статуса пациента после хирургического лечения с использованием флуоресцентной навигации (см. рис.).
При построении визуализации использовался алгоритм функции ядра (Radial Basis Function) — метод, адекватно отображающий ситуации с разнонаправленными тенденциями, многомодальными распределениями, что позволяет эффективно описывать нелинейные процессы [1-3].
На рисунке видно, что самые неблагоприятные прогнозы (оценка по шкале Карновского на 10-е сутки после операции даёт разные степени ухудшения функционального статуса пациента) ожидаются в том случае, если уровень флуоресценции оценён менее чем в два балла (что хорошо согласуется с данными, см. табл.), или если оценка выраженности афатического расстройства равна одному баллу.
При выраженности афатического расстройства 2 балла и выше и при уровне флуоресценции не менее 2-х баллов можно ожидать, что на 10-е сутки после операции функциональный статус пациента будет не хуже, чем до операции. При выраженности афатического расстройства 0 баллов и при уровне флуоресценции не менее 2-х баллов можно ожидать положительную динамику (функциональный статус пациента на 10-е сутки после операции будет лучше, чем до операции).
Обсуждение результатов. О негативном влиянии возникновения дополнительного послеоперационного неврологического дефицита на общую продолжительность жизни пациентов после резекции глиобластом сообщалось и ранее [8]. В данной статье рассмотрены факторы, влияющие на безопасность резекции ГБМ с использованием разработанного авторами способа КФН. Анализ трёхмерной визуализации показывает (см. рис.), что при сочетании сохранной речевой функции перед операцией и выраженной интраоперационной флуоресценции опухоли следует ожидать более благоприятный функциональный исход в ближайшем послеоперационном периоде. Сведения об этом в доступной литературе отсутствуют, что позволяет этот феномен отнести к новым научным данным.
По нашему мнению, позитивное влияние выраженной флуоресценции глиобластомы
на безопасность её удаления связано с улучшением контроля за процессом резекции. При надёжной интраоперационной флуоресцентной визуализации новообразования имеется возможность своевременно прекратить резекцию в случае распространения патологического процесса на функционально важную зону головного мозга. Важность сохранности речевой функции перед операцией в качестве предиктора благоприятного функционального исхода при резекции глиобластом может быть объяснено тем, что у пациентов с сохранной речевой функцией опухоль, как правило, локализуется в правом полушарии и/или на отдалении от речевых и двигательных центров головного мозга.
Нелинейная зависимость функционального статуса пациента в раннем послеоперационном периоде от выраженности афатических расстройств (при двух и трёх баллах афатических расстройств динамика функционального статуса пациентов лучше, чем при одном балле) может объясняться тем, что оперирующий хирург изначально стремится максимально избежать нарастания и без того исходно значимого неврологического дефицита.
Вывод. Сохранность речевой функции у пациентов с глиобластомой перед операцией в сочетании с выраженной флуоресценцией опухоли во время операции является предиктором безопасности резекции опухоли с использованием КФН.
Список литературы
1. Вергунов Е. Г. Оценка психофизиологической стоимости креативности
в междисциплинарных исследованиях / Е. Г. Вергунов, Е. И. Николаева // Вестник психофизиологии. — СПб., 2014. — № 1. — С. 74-82.
2. Вергунов Е. Г. Опыт применения методов визуализации в качественном анализе тайм-теста / Е. Г. Вергунов, Е. И. Николаева // Мир науки, культуры образования.
— Горно-Алтайск, 2009. — № 7. — Ч. 2. — С. 128-131.
3. Вергунов Е. Г. Анализ иерархических корреляционных связей между параметрами эмоционального реагирования старшеклассников / Е. Г. Вергунов // Мир науки, культуры образования. — Горно-Алтайск, 2011. — № 6. — Ч. 2. — С. 101-104.
4. Вергунов Е. Г. Психофизиологический анализ эмоциональных реакций старших школьников с разной академической успешностью : автореф. дис. ... канд. психол. наук : 19.00.02 / Е. Г. Вергунов. — СПб. : РГПУ им. А. И. Герцена, 2012. — 24 с.
5. Флуоресцентная навигация и лазерная спектроскопия в хирургии глиом головного мозга / С. А. Горяйнов [и др.]. — М. : Медиасфера, 2014. — 152 с.
6. Николаева Е. И. Прогноз «физиологической стоимости» эффективности процесса обучения у старших школьников / Е. И. Николаева, Е. Г. Вергунов // Психология образования в поликультурном пространстве. — Елец : Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина, 2013. — Т. 1, № 21. — С. 47-53.
7. Glioblastoma multiforme: a review of where we have been and where we are going / C. Adamson [et al.] // Expert Opin. Investig. Drugs. — 2009. — Vol. 18. — P. 1061-83.
8. The Risk of Getting Worse: Surgically Acquired Deficits, Perioperative Complications and Functional Outcomes After Primary Resection of Glioblastoma / S. Gulati [et al.] // World Neurosurgery. — 2011. — Vol. 76, Issue 6. — P. 572-579.
9. First experience in 5-ALA fluorescence-guided and endoscopically assisted microsurgery of brain tumors / A. Potapov [et al.] // Medical Laser Application. — 2008. — Vol. 23, Issue 4. — P. 202-208.
10. Fluorescence-guided surgery with 5-aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomised controlled multicentre phase III trial / W. Stummer [et al.] // Lancet Oncol.
— 2006. — Vol. 7 (5). — P. 392-401.
PREDICTORS OF STATE DYNAMICS AT PATIENTS WITH GLIOBLASTOMA AFTER OPERATION WITH APPLICATION OF COMBINED FLUORESCENT NAVIGATION
A. S. Gaytan1. A. L. Krivoshapkin1. V. V. Kanygin2
1FSBE «Novosibirsk scientific research institute of circulation pathology n.a. academician
E. N. Meshalkin» Minhealthsocdevelopment (Novosibirsk c.) 2SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (Novosibirsk c.)
The objective of research is to define predictors of a safe resection cerebral glioblasty on (CG) on the basis of the combined fluorescent navigation (CFN). Material and methods. Research included 40 patients with CG operated with CFN. Predictors of safety of CG resection are defined with multifactorial analysis. Results and conclusions. Safety of speech function at patients with CG before operation combined with the expressed fluorescence of a tumor during operation is a predictor of safety of tumor resection with CFN usage.
Keywords: glioblastoma, fluorescent navigation, 5-aminolevulinic acid, neuronavigation, correlation analysis, nonlinear analysis.
About authors:
Gaytan Alexey Sergeyevich — neurosurgeon of angionevrology and neurosurgery center at FSBE «Novosibirsk scientific research institute of circulation pathology n.a. academician E. N. Meshalkin» of Ministry of Health, e-mail: [email protected]
Krivoshapkin Alexey Leonidovich — doctor of medical science, professor, principal of angionevrology and neurosurgery center at FSBE «Novosibirsk scientific research institute of circulation pathology n.a. academician E. N. Meshalkin» of Ministry of Health, e-mail: [email protected]
Kanygin Vladimir Vladimirovich — candidate of medical science, assistant professor of neurosurgery chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 222-32-04, e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Vergunov E. G. Assessment of psychophysiological cost of creativity in interdisciplinary researches / E. G. Vergunov, E. I. Nikolayeva // Messenger of psychophysiology.
— SPb. 2014. — № 1. — P. 74-82.
2. Vergunov E. G. Experience of application of methods of visualization in the qualitative analysis of time-test / E. G. Vergunov, E. I. Nikolayeva // World of science, culture
of education. — Gorno-Altaisk, 2009. — № 7. — P. 2 . — P. 128-131.
3. Vergunov E. G. The analysis of hierarchical correlation communications between
parameters of emotional reaction of seniors / E. G. Vergunov // The World of science, culture of education. - Gorno-Altaisk, 2011. - № 6. - P. 2. - P. 101-104.
4. Vergunov E. G. Psychophysiological analysis of emotional reactions of the senior school students with different academic success: theses. ... cand. of psychol. science: 19.00.02 / E. G. Vergunov. - SPb.: RSTTU n. a. A. I. Herzen, 2012. - 24 P.
5. Fluorescent navigation and laser spectroscopy in surgery of cerebral gliomas / S. A. Goryaynov [etc.]. - M.: Media sphere, 2014. - 152 P.
6. Nikolaev E. I. Forecast of «the physiological cost» of process efficiency of training at the senior school students / E. I. Nikolaeva, E. G. Vergunov // Education psychology
in polycultural area. - Yelets: Yelets state university n. a. I. A. Bunin, 2013. - V. 1, № 21.
- P. 47-53.
7. Glioblastoma multiforme: a review of where we have been and where we are going / C. Adamson [et al.] // Expert Opin. Investig. Drugs. - 2009. - Vol. 18. - P. 1061-83.
8. The Risk of Getting Worse: Surgically Acquired Deficits, Perioperative Complications and Functional Outcomes After Primary Resection of Glioblastoma / S. Gulati [et al.] // World Neurosurgery. - 2011. - Vol. 76, Issue 6. - P. 572-579.
9. First experience in 5-ALA fluorescence-guided and endoscopically assisted microsurgery of brain tumors / A. Potapov [et al.] // Medical Laser Application. - 2008. - Vol. 23, Issue 4. - P. 202-208.
10. Fluorescence-guided surgery with 5-aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomised controlled multicentre phase III trial / W. Stummer [et al.] // Lancet Oncol.
- 2006. - Vol. 7 (5). - P. 392-401.
