CC BY
13ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ ORIGINAL ARTICLE
СОВМЕЩЕННАЯ ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННАЯ ТОМОГРАФИЯ/МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИИ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ ПРИ ОПУХОЛЯХ ГОЛОВНОГО МОЗГА
A.И. Холявин, д. м. н., заведующий лабораторией стереотаксических методов;
B.Б. Низковолос, д. т. н., вед. науч. сотр.; А.Ф. Гурчин, к. м. н., врач-нейрохирург; Т.Ю. Скворцова, к. м. н., вед. науч. сотр.
ФГБУН «Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой» Российской академии наук, ул. Академика Павлова, 9, Санкт-Петербург, 197376, Российская Федерация
A FUSED PET/MRI IN A PLANNING AND PERFORMING STEREOTACTIC OPERATIONS IN BRAIN TUMORS
A.I. Kholyavin, MD, PhD, DSc, Head of Stereotactic Department; V.B. Nizkovolos, Dr. Tech. Sc., Leading Researcher;
A.F. Gurchin, MD, PhD, Neurosurgeon; T.Yu. Skvortsova, MD, PhD, Leading Researcher
N.P. Bekhtereva Institute of Human Brain, ul. Akademika Pavlova, 9, St.-Petersburg, 197376, Russian Federation
Цель исследования - изучение диагностических возможностей МРТ и ПЭТ/КТ, а также доступных пользовательских программ для обработки DICOM-изображений при осуществлении предоперационного планирования стереотаксических вмешательств у пациентов с глубинными церебральными глиомами в условиях совмещения изображений головного мозга.
Материал и методы. Подготовлено и проведено 35 стереотаксических операций (биопсий и лечебных криодеструк-ций) у пациентов с опухолями головного мозга глубинной локализации. Для нацеливания на внутриопухолевые мишени в предоперационном периоде пациентам выполняли МРТ-ска-нирование в стереотаксических условиях и ПЭТ/КТ-сканиро-вание с туморотропным радиофармпрепаратом иС-метиони-ном. Планирование операций проводилось на совмещенных МРТ/ПЭТ-изображениях. Совмещение осуществляли при помощи диагностической рабочей станции Philips и навигационной станции Medtronic StealthStation S7.
Результаты. Совмещение МРТ- и ПЭТ-изображений при помощи прикладных программных пакетов является удобным инструментом для прецизионного планирования целевых точек, доступов и траекторий введения стереотаксической канюли в мозг. На совмещенном изображении ПЭТ-компонент позволяет осуществлять планирование целевых зон для биопсии и избирательной деструкции опухоли благодаря способности радиофармпрепарата избирательно накапливаться в наиболее злокачественных участках опухоли. При этом МРТ-компонент, обеспечивая четкую анатомическую визуализацию, дает возможность проводить планирование безопасных траекторий стереотаксического доступа вне проекций функционально значимых зон, проводящих путей и внутри-мозговых сосудов, что снижает риск интраоперационных осложнений. Кроме того, МРТ обеспечивает визуализацию реперных элементов для стереотаксических расчетов.
Заключение. Продемонстрирована высокая эффективность предоперационного планирования на совмещенных маг-нитно-резонансных/позитронно-эмиссионных томограммах. Предложенный метод планирования операций позволяет по-
Objective - study of the diagnostic capabilities of MRI and PET/CT scanners and the available user programs for processing DICOM-images in the implementation of the preoperative planning of stereotactic interventions in patients with deep cerebral gliomas in terms of fusion the scans of a brain.
Material and methods. 35 stereotactic surgeries (biopsies and treatment cryoablations) were preplanned and then conducted in patients with brain deep-seated tumors. Patients underwent MRI-scanning in stereotactic conditions and PET/CT scanning with the tumor-specific radiotracer ^C-methionine for stereotactic targeting in preoperative period. Stereotactic planning was conducted on fused MRI/PET images. A co-registration was carried out using a diagnostic workstation Philips and neuronavigation station Medtronic StealthStation S7.
Results. A fusion of MRI and PET images using application software is a convenient tool for precise planning of target points and trajectories for insertion stereotactic cannula into a brain. On a fused image the PET-component enables to plan target areas for biopsy and selective ablation of the tumor, due to the ability of a radiotracer to accumulate selectively in the most malignant sites of a tumor. While MRI component, providing a clear anatomical visualization, allows the planning safe trajectories of stereotactic access out of eloquent areas, pathways of brain and intracerebral vessels, which reduces the risk of intraoperative complications. In addition, MRI provides imaging of fiducial markers for stereotactic calculations.
Conclusion. High efficiency of preoperative planning on fused MRI/PET scans was demonstrated. The proposed planning method allows to increase the effectiveness of biopsies and to prevent the prolonged growth of brain glial tumors, even when their selective stereotactic ablation, as well as to ensure a low level of postoperative complications.
Index terms: magnetic resonance imaging; positron emission tomography; 11C-methionine; glioma; stereotaxic techniques; neuronavigation.
For citation: Kholyavin A.I., Nizkovolos V.B., Gurchin A.F., Skvortsova T.Yu. A fused PET/MRI in a planning and performing
высить информативность биопсий и предотвратить продолженный рост глиальных опухолей мозга даже при их частичной стереотаксической деструкции, а также обеспечить низкий уровень послеоперационных осложнений.
Ключевые слова: магнитно-резонансная томография; позитронно-эмиссионная томография; 11С-метионин; глиома; стереотаксис; нейронавигация.
Для цитирования: Холявин А.И., Низковолос В.Б., Гурчин А.Ф., Скворцова Т.Ю. Совмещенная позитронно-эмиссионная томография/магнитно-резонансная томография в подготовке и проведении стереотаксических вмешательств при опухолях головного мозга. Вестник рентгенологии и радиологии. 2017; 98 (5): 238-45. DOI: 10.20862/0042-4676-2017-98-5-238-245
Для корреспонденции: Холявин Андрей Иванович; E-mail: Kholyavin@ihb.spb.ru
stereotactic operations in brain tumors. Vestnik Rentgenologii i Radiologii (Russian Journal of Radiology). 2017; 98 (5): 238-45 (in Russ.). DOI: 10.20862/0042-4676-2017-98-5-238-245
For correspondence: Andrey I. Kholyavin; E-mail: Kholyavin@ ihb.spb.ru
Information about authors:
Kholyavin A.I., orcid.org/0000-0003-1934-5458
Nizkovolos V.B., orcid.org/0000-0001-9797-7819
Gurchin A.F., orcid.org/0000-0002-3843-7967
Skvortsova T.Yu., orcid.org/0000-0003-0392-7576
Acknowledgements. The study had no sponsorship.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Received June 30, 2017 Accepted July 14, 2017
Введение
Стереотаксические операции являются методом выбора при ведении пациентов с опухолями головного мозга, расположенными в глубинных и функционально значимых отделах, когда удаление образования традиционным (открытым) способом противопоказано [1, 2]. Во время таких операций в глубинные отделы мозга через фрезевое отверстие при помощи манипулятора прицельно вводится канюля для выполнения диагностического (биопсия) или лечебного (деструкция новообразования) воздействия. Существенное значение для результативности вмешательства и минимизации осложнений имеет процедура предоперационной подготовки пациента на томографе.
Основными задачами предоперационной подготовки являются определение участков новообразований, наиболее информативных для взятия биопсийного материала, патологических зон, подлежащих стереотаксической деструкции, а также планирование очагов разрушения, максимально охватывающих новообразование и не затрагивающих функционально значимых зон и проводящих путей мозга. Кроме того, необходимо осуществить планирование наиболее безопасных траекторий введения стерео-таксического инструмента, не повреждающих паренхиматозные сосуды. Наконец, при подготовке операций требуется получение пространственной информации, нужной для математических рас-
четов интраоперационного нацеливания стереотаксического манипулятора на выбранные целевые точки мозга [3].
Возможность осуществления полноценного планирования сте-реотаксических вмешательств возрастает при постпроцессинговой обработке томографических изображений головного мозга пациента. В частности, речь идет о совмещении («fusion») нескольких изображений мозга, полученных при различных вариантах томографии.
Целью настоящего исследования является изучение возможностей диагностических магнитно-резонансной томографии (МРТ), совмещенной позитронно-эмис-сионной и компьютерной томографии (ПЭТ/КТ) и доступных пользовательских программ для обработки DICOM-изображений при осуществлении предоперационного планирования стерео-таксических вмешательств у пациентов с глубинными глиомами в условиях совмещения изображений головного мозга.
Материал и методы
Предоперационное планирование с использованием совмещения предоперационных МРТ-и ПЭТ-изображений осуществлено нами при подготовке 35 сте-реотаксических операций биопсии и криодеструкции, выполненных в нейрохирургическом отделении ИМЧ РАН у пациентов с внутримозговыми опухолями (см. таблицу). Новообразования локализовались в области центральных извилин, базальных ганглиев, варолиева моста с распро-
странением на мозжечок, а также глубинных отделов височной, лобной и теменной долей.
Учитывая локализацию образований, хирургическое лечение осуществляли стереотаксичес-ким способом. Выполняли биопсию, тотальную или локальную селективную многопозиционную криодеструкцию при помощи криохирургического аппарата конструкции ИМЧ РАН [4]. Наведение криохирургической канюли на целевые точки опухоли осуществляли с использованием стереотаксической системы ПОАНИК (ГНЦ ЦНИИ «Электроприбор», С.-Петербург) [5] и системы безрамной нейронавигации Medtronic StealthStation S7 [6].
МРТ-исследования выполнены на магнитно-резонансном томографе Philips Achieva с напряженностью магнитного поля 3 Тл с использованием катушки 8-Head. После введения контрастного вещества магневист в количестве 20 мл алгоритм сканирования включал постконтрастное исследование в режиме Т1-ВИ с изотропным вокселом, с толщиной среза, равной 1 мм без межсрезового интервала, с захватом всей головы пациента. Сканирование проводилось в режиме стереотак-сической МРТ, то есть со стерео-таксическим локализатором, фиксированным к голове.
ПЭТ-исследования проводились на одном из двух позит-ронно-эмиссионных томографов, каждый из которых совмещен с 16-спиральным рентгеновским компьютерным томографом: ПЭТ/ КТ Gemini TF Base производства
Общая характеристика больных
Показатель
Значение
абс.
%
Пол: мужской/женский 10/25
Возраст (среднее и стандартное отклонение), лет 43±13
29/71
фирмы Philips или ПЭТ/КТ GE Healthcare Discovery™ 710. Выбор конкретного томографа носил случайный характер. Оба совмещенных позитронно-эмиссион-ных/компьютерных томографа имеют сходное пространственное разрешение ПЭТ-сканера, равное 5 мм. Дополнительно КТ использовалась для коррекции гамма-квантов на аттенюацию.
У всех больных ПЭТ/КТ-ис-следования выполнены с неспецифическим туморотропным радиофармпрепаратом (РФП) L-^е-тил-11С]-метионин ([11С]метио-нин). В ИМЧ РАН препарат получают on-line 11С-метилиро-ванием L-гомоцистеинтиолактон гидрохлорида (лактона) на картридже c сорбентом для твердофазной экстракции по ранее описанной методике [7]. Продукт получают с достаточно высоким радиохимическим выходом (75 ± 3% от активности метилирующего агента, [11C]CH3I) и стабильно высоким содержанием L-изомера (93,7 ±0,5%), удовлетворяющим требованиям клинического применения препарата. Синтез 11С-метионина осуществляют на полностью автоматизированном модуле, сконструированном в ИМЧ РАН.
ПЭТ/КТ-исследование начинали через 10 мин после внутривенного введения 11С-метионина в дозе 6-10 мКи. Вначале выполнялась низкодозовая КТ, вслед за которой немедленно начиналось ПЭТ-сканирование продолжительностью 10 мин.
Анализ ПЭТ-результатов проводился на рабочей станции, с возможностью совмещения КТ-и ПЭТ-изображений. Визуальный анализ ПЭТ-изображений позволял выявить области повышенного захвата 11С-метионина, определить их локализацию, границы и величину. Оценка интенсивности захвата 11С-метионина базировалась на вычислении индекса накопления (ИН), который рассчитывали путем деления наколенной активности РФП в опухоли на величину ак-
Локализация поражения ствол мозга и мозжечок мозолистое тело подкорковые ядра и таламус центральные извилины глубинные отделы лобной доли глубинные отделы теменной доли глубинные отделы височной доли глубинные отделы затылочной доли Гистоструктура опухоли пилоцитарная астроцитома диффузная астроцитома олигоастроцитома анапластическая астроцитома анапластическая олигоастроцитома глиобластома лимфома лучевой некроз воспалительное поражение Индекс накопления метионина
1.0 и менее 1,1-2,0 2,1-3,0
3.1 и более
Степень злокачественности глиом I-II
III
IV
Вид вмешательства
стереотаксическая биопсия стереотаксическая криодеструкция
тивности в референтном участке, который располагали в контрала-теральной коре головного мозга. Совмещение МР^ и ПЭ^изоб-ражений, а также получение сте-реотаксических координат осуществляли на диагностической рабочей станции Philips с использованием программного пакета Philips IntelliSpace Portal (опции Multimodality Viewer и Automatic Registration, с алгоритмами местной корреляции, кросс-корреляции, нормализованной взаимной информации), а также на навигационной станции Medtronic StealthStation Sl (программа StealthMerge). Программы выполняют автоматическую корегистрацию МР^ и ПЭ^
23-7б
1 3
1 3
4 12
7 20
11 32
4 12
5 14
2 5
1 3
1б 45
1 3
9 2б
1 3
2 5
1 3
2 б
2 б
5 14
19 54
9 2б
2 б
18 б0
10 34
2 б
24 б9
11 31
изображений мозга с возможностью последующей ручной коррекции на совмещенных срезах в аксиальной, сагиттальной и фронтальной плоскостях. При построении совмещенной картинки в качестве базового изображения использовали МРТ в серых тонах, на которое «накладывалось» в виде оверлея полупрозрачное цветное ПЭТ-изображение. Для «раскраски» ПЭТ-изображения применяли цветовую шкалу «Rainbow». Для оценки точности автоматического совмещения двух изображений мозга пациента использовали анатомические маркеры. В качестве контрольных анатомических маркеров для совмещения МРТ-
Рис. 1. Контроль точности совмещения МРТ- и ПЭТ-изображений по анатомическим маркерам. Базовое изображение: МРТ в режиме Т1-ВИ, оверлей: ПЭТ с ^С-метионином в тональности «rainbow»: а - сагиттальная плоскость; б - аксиальная плоскость; в - косая плоскость сечения мозга; г - корональная плоскость. На срезах и реконструкциях в трех плоскостях сечения (а, б и г) отмечено совпадение изображений гипофиза, блюменбахова ската, вершины IV желудочка. Белая линия в косой плоскости (в) указывает на зону накопления радиофармпрепарата в области гипофиза, совпадающую с положением турецкого седла
и ПЭТ-изображений наряду с контурами головы и мозга пациента использовали гипофиз, блюмен-бахов скат и вершину IV желудочка (рис. 1).
Результаты
При использовании станции Philips автоматическое совмещение объемных реконструкций МРТ- и ПЭТ-изображений достигалось в течение нескольких секунд. При этом практически во всех случаях отмечалась необходимость ручной коррекции во всех трех плоскостях сечения мозга до совпадения изображений анатомических маркеров в пределах 3-5 мм. При работе с навигационной станцией Medtronic после загрузки программой МРТ- и ПЭТ-изображений пациента автоматическое совмещение изображений также достигалось в течение 4-6 с,
при этом необходимость в ручной коррекции отсутствовала.
При планировании целевых точек для стереотаксической биопсии и криодеструкции учитывали неоднородность распределения уровней накопления 11С-метионина в объеме опухоли, отображаемую ПЭТ-компонентом совмещенного изображения. Установлено, что, как правило, в объеме опухоли существуют зоны с различным уровнем накопления радиофармпрепарата [8]. Степень накопления аминокислоты 11С-метионина в опухолевой ткани в те сроки, в которые проводится исследование, отражает главным образом скорость транспорта аминокислот в клетку, который, в свою очередь, тесно сопряжен с повышенным метаболическим запросом опухолевой ткани и процессами ангиогенеза. ПЭТ-изображение
можно расценить как цветовую карту зон внутримозговой опухоли с различной степенью метаболической активности и клеточной плотности и, соответственно, с различной степенью злокачественности. Кроме цветового картирования использованные программы позволяют определять количественно уровень накопления метионина в различных зонах опухоли при наведении экранного курсора на интересующие участки новообразования. При биопсии и локальной многопозиционной стереотаксической деструкции целевые точки планировали в зонах максимального накопления РФП, что более точно по сравнению с постконтрастной МРТ указывало на метаболически активные участки опухоли.
Таким образом, на совмещенном изображении ПЭТ-компонент служил основой для плани-
рования целевых точек стереотак-сического вмешательства. При этом МРТ-компонент совмещенного изображения обеспечивал четкую анатомическую визуализацию структур и сосудов головного мозга. Это позволяло осуществлять планирование безопасных траекторий стереотаксического доступа вне проекций функционально значимых зон. При планировании убеждались в том, что линия, отображающая прохождение стереотаксического инструмента, не пересекала складки мягкой мозговой оболочки, изображения паренхиматозных сосудов и проводящие пути мозга (например, пирамидный и зрительный тракты). При локализации новообразований мозга в области лобной доли, базальных ганглиев, передних отделов таламуса и прецентральной извилины сте-реотаксические доступы осуще-
ствлялись через среднюю лобную извилину. При опухолях задних отделов таламуса и постцентральной извилины зоной погружения инструмента являлась верхняя теменная долька. При новообразованиях островка инструмент вводили в мозг через верхнюю лобную извилину. При опухолях глубоких отделов височной доли фрезевое отверстие для погружения инструмента накладывали в области нижней или средней височной извилины. При новообразованиях задней черепной ямки вход стереотаксической канюли в мозг осуществляли через полушарие мозжечка. Такой выбор стереотаксических доступов на предоперационных томограммах у всех пациентов позволял избежать прохождения инструмента через функционально значимые и богато васкуляризованные зоны мозга (рис. 2). Это дополни-
тельно снижало травматичность операции и таким образом предотвращало развитие интраопераци-онных осложнений. Ни у одного из прооперированных пациентов на послеоперационных томограммах не отмечено формирования паренхиматозных кровоизлияний, связанных с прохождением стерео-таксической канюли через мозг.
Кроме планирования стерео-таксических траекторий МРТ-компонент совмещенного изображения позволял осуществлять регистрацию пространственных координат реперных элементов стереотаксической системы для стереотаксических расчетов. При этом совмещение МРТ и ПЭТ для стереотаксического наведения исключало необходимость радиоактивного контрастирования реперных элементов.
При использовании рабочей станции Philips на томограммах
Рис. 2. ПЭТ/МРТ-планирование стереотаксического доступа для биопсии и криодеструкции опухоли левого таламу-са. Базовое изображение: МРТ в режиме Т1-ВИ, оверлей: ПЭТ с иС-метионином в тональности «rainbow»: а, б - две взаимно перпендикулярные плоскости, проходящие через траекторию введения стереотаксической канюли; в - аксиальная плоскость, проходящая через целевую точку; г - сагиттальная плоскость, проходящая через целевую точку. Белая линия на рисунках а и б обозначает траекторию введения стереотаксической канюли, белый пунктир на рисунках в и г - проекцию траектории на аксиальный (в) и сагиттальный (г) срезы мозга пациента. Точка входа траектории -в левой затылочной области, траектория не пересекает паренхиматозные сосуды, пиальные складки и желудочки мозга
определяли координаты целевых точек и реперных меток, после чего вводили их в программу сте-реотаксических расчетов для настройки стереотаксической системы. При работе с навигационной системой план операции, намеченный в программе Б1еакЬМе^е, воспроизводили в операционной после регистрации меток навигационной системой. Во всех случаях многопозиционное наведение стереотаксической криоканюли в целевые точки внутримозговой опухоли во время операции осуществляли через фрезевое отверстие. Наглядно точность операции позволяло подтвердить совмещение (корегистрация) послеоперационной компьютерной и дооперационных магнитно-резонансной и позитронно-эмис-сионной томограмм (рис. 3).
Результаты гистологического исследования подтвердили эф-
фективность использованного способа выбора целевых точек в массе опухоли. У всех пациентов биопсийный материал был информативным и позволил установить достоверный гистологический диагноз. Это в том числе определяется благодаря использованию для проведения ПЭТ такого РФП, как 11С-метионин, который, по мнению многих авторов [9-11], является гораздо более подходящим радиотрейсером для поиска целевых точек при биопсии глиальных новообразований, чем 18Б-фтордезоксиглюкоза.
На томограммах головного мозга, выполненных в раннем послеоперационном периоде крио-деструкции, размеры и положение очагов крионекроза опухоли соответствовали запланированным. По данным ПЭТ, в зонах деструкции отмечено отсутствие накопления радиофармпрепара-
та. Стойкое нарастание послеоперационного неврологического дефицита отмечено лишь у 2 (5,7%) пациентов, несмотря на расположение новообразований в глубинных и функционально значимых зонах мозга, что свидетельствует о существенной роли предоперационного планирования на совмещенных томограммах при обеспечении безопасности стереотак-сических вмешательств.
При этом на послеоперационных МРТ и ПЭТ, выполненных в различные сроки динамического наблюдения за пациентами после стереотаксической криодеструк-ции пролиферативно активных зон, отмечено формирование лик-ворных кист в зонах деструкций. Кроме того, выявлено уменьшение размеров оставшихся неразрушенными участков опухоли, что связано с криохирургической активацией клеточного иммунного ответа.
Рис. 3. Контроль результата стереотаксической криодеструкции опухоли парасагиттальных отделов левой лобной доли. Корегистрированные изображения: вверху - послеоперационная КТ (а - корональная плоскость; б - сагиттальная плоскость; в - аксиальная плоскость), внизу - дооперационная ПЭТ с 11С-метионином в тональности «rainbow» (г - корональная плоскость; д - сагиттальная плоскость; е - аксиальная плоскость). Отмечено полное перекрытие очага накопления радиофармпрепарата зоной послеоперационного крионекроза
Обсуждение
По мнению большинства специалистов [12-13], наиболее информативным методом предоперационной подготовки пациентов к стереотаксическим операциям в настоящее время является МРТ. По сравнению с КТ она дает более четкую картину внутричерепного распространения опухолей головного мозга, анатомии внут-римозговых структур, а также паренхиматозных и оболочечных сосудов. Полезными для стерео-таксического планирования программами являются МРТ-трак-тография, функциональная МРТ, позволяющие выявить участки мозга, интраоперационного повреждения которых необходимо избегать. Достаточно точно могут быть визуализированы и зарегистрированы стереотаксические реперы [14].
Однако в ряде случаев необходимо также использовать данные ПЭТ, которая дает возможность визуализировать наиболее злокачественные участки опухолей головного мозга, подлежащие биопсии и селективной деструкции. Доказано, что применение ПЭТ во время предоперационной подготовки повышает достоверность гистологического диагноза для стереотаксических биопсий [9, 10] и увеличивает показатели выживаемости при избирательной многопозиционной стереотакси-ческой деструкции опухолей [1]. В то же время ПЭТ затруднительно использовать для стерео-таксических расчетов, поскольку она имеет низкую разрешающую способность, не позволяет распознать на томограммах многие структуры мозга, сосуды и репер-ные элементы рамы стереотакси-ческого манипулятора [15].
В ряде нейрохирургических клиник изображения головного мозга, получаемые при помощи совмещенных ПЭТ/КТ-сканеров, применяются для стереотаксиче-ского наведения при внутримоз-говых новообразованиях [16, 17]. На совмещенном ПЭТ/КТ-изоб-ражении мозга ПЭТ-компонент
позволяет осуществлять предоперационное планирование целевых зон для биопсии и деструкции опухоли благодаря способности радиофармпрепарата 11С-метионина избирательно накапливаться в участках глиаль-ной опухоли, характеризующихся максимальным уровнем метаболической активности и обеспечивающих свойства злокачественности новообразования. КТ-компо-нент совмещенного изображения используется для регистрации стереотаксических реперов и планирования доступов к новообразованию. Однако недостаточная четкость границ опухоли и низкая контрастность изображения ткани мозга на компьютерных томограммах не дают оснований считать эту методику оптимальной при подготовке стереотаксических вмешательств при опухолях, располагающихся вблизи функционально значимых структур мозга.
Следовательно, при глубинной локализации новообразований для предоперационного сте-реотаксического планирования на совмещенных с ПЭТ изображениях мозга наиболее целесообразно использовать данные не КТ, а МРТ. При этом на данный момент в России отсутствует возможность использовать томографы для ПЭТ/МРТ с целью планирования стереотаксических вмешательств при церебральных глиомах. Да и за рубежом такие аппараты в настоящее время представляют собой большую редкость и отличаются крайне высокой ценой.
Решением данной проблемы может являться «программное» совмещение МРТ- и ПЭТ-изображений мозга пациента, выполненных во время различных исследований. На сегодняшний день существуют доступные прикладные программные пакеты для постпроцессинговой обработки диагностических изображений. При этом разработаны несколько альтернативных математических алгоритмов совмещения изображений [18, 19], в некоторых программах могут использоваться
сразу несколько алгоритмов. Из виртуально совмещенных объемных МРТ- и ПЭТ-изображений мозга при дальнейшей работе программы возможно получение изображений плоских совмещенных ПЭТ/МРТ-срезов мозга, в любом направлении сечения. Такие реконструированные плоские ПЭТ/МРТ-срезы могут быть использованы для анализа и предоперационного планирования сте-реотаксических вмешательств.
Для совмещения результатов МРТ- и ПЭТ-исследований пациентов можно использовать компоненты программного обеспечения рабочих станций, которыми комплектуются современные отделения лучевой диагностики; специализированное программное обеспечение компьютеров, входящих в комплектацию стереотаксических манипуляторов и систем безрамной нейронавигации; бесплатные и коммерческие программы обработки диагностических изображений, которые могут быть установлены на персональные компьютеры.
В нашем исследовании у большинства прооперированных пациентов отмечено эффективное торможение или прекращение роста новообразования. Такая тактика избирательного разрушения пролиферативно-активных зон при распространенных глубинных глиомах, ставшая возможной при осуществлении ПЭТ/МРТ-планирования, позволила отказаться от тотального разрушения опухоли и ограничиться ее частичной деструкцией, снизив риск осложнений [1, 17].
Заключение
Как показал наш опыт, точность достигаемого совмещения позитронно-эмиссионных и магнитно-резонансных томограмм с использованием имеющихся специальных программ является приемлемой для планирования и оценки результатов малоинва-зивных нефункциональных сте-реотаксических вмешательств. Результаты операций продемонстрировали высокую эффективность
предоперационного планирования на совмещенных томограммах, информативность биопсий и предотвращение продолженного роста глиальных опухолей даже при их частичной стереотаксической деструкции, а также низкий уровень послеоперационных осложнений. Наведение на мишени при помощи ПЭТ/МРТ с туморотропным радиофармпрепаратом целесообразно применять при планировании биопсий и лечебных стереотакси-ческих деструкций у больных с глубинным распространением внутримозговых опухолей.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование
Исследование не имело спонсорской поддержки.
Литература [References]
1. Мартынов Б.В., Холявин А.И., Парфенов В.Е., Низковолос В.Б., Труфанов В. Е., Фокин В.А. и др. Метод стереотаксической криодес-трукции в лечении больных с глиомами головного мозга. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2011; 75 (4): 17-24. [Martynov B.V, Kholyavin A.I., Parfenov V.E., Nizko-volos V.B., Trufanov V.E., Fokin V.A. et al. The method of a stereotactic cryodestruction in a treatment of patients with cerebral gliomas. Vopro-sy Neyrokhirurgii imeni N.N. Burden-ko (Problems of Neurosurgery Named after N.N. Burdenko, Russian journal). 2011; 75 (4): 17-24 (in Russ.).]
2. Lunsford L.D., Somaza S., Kondzi-olka D., Flickinger J.C. Brain astrocytomas: biopsy, then irradiation. Clin. Neurosurg. 1995; 42: 464-79.
3. Kholyavin A.I., Nizkovolos V.B., Anichkov A.D. Tomography of brain and stereotactic guidance. Biomed. Engineer. 2014; 48 (1): 24-6.
4. Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Устройство для криохирургического воздействия. Патент № 2115377 Российской Федерации. МПК7 А61В 17/36. Изобретения. Полезные модели. 1998; 20: 3 опубл. 20.07.98. [Nizkovolos V.B., Anich-kov A.D. A device for a cryosurgery action. Patent № 2115377 Russian Federation, МPК7 А61В 17/36.
Izobreteniya. Poleznye Modeli (Inventions. Useful models. Russian journal). 1998; 20: 3 published 20.07.98 (in Russ.).]
5. Полонский Ю.З., Холявин А.И., Мартынов Б.В., Парфенов В.Е., Труфанов В.Е. Безрамная расчетная магнитно-резонансная томография со стереотаксическими манипуляторами класса «Ореол». Вестник Российской военно-медицинской академии. 2009; 4 (28): 71-8. [Polonskiy Yu.Z., Kholyavin A.I., Martynov B.V., Parfe-nov V.E., Trufanov VE. Use of stereotaxic manipulators of the Oreol class for frameless stereotaxic magnetic resonance imaging. Vestnik Rossiyskoy Voenno-Meditsinskoy Aka-demii (Herald of Russian Military Medical Academy, Russian journal). 2009; 4 (28): 71-8 (in Russ.).]
6. Холявин А.И., Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Прецизионная сте-реотаксическая безрамная нейро-навигация. Медицинская техника. 2016; 4: 26-8. [Kholyavin A.I., Nizkovolos V.B., Anichkov A.D. Precision stereotaxic frameless neuronavigation. Meditsinskaya Tekhni-ka (Medical Equipment, Russian journal). 2016; 4: 26-8 (in Russ.).]
7. Гомзина Н.А., Кузнецова О.Ф. Получение ^метал^И^^е-тионина высокой энантиомерной чистоты путем on-lme-HC-мети-лирования L-гомоцистеинтиолак-тонгидрохлорида. Биоорганическая химия. 2011; 37: 216-22. [Gomzina N.A., Kuznetsova O.F. Preparation of [11C-methyl]-L-methionine in high enantiomeric purity by "on-line" 11C-methylation. Bioorganicheskaya Khimiya (Bioor-ganic Chemistry, Russian journal). 2011; 37: 216-22 (in Russ.).]
8. Kunz M., Thon N., Eigenbrod S., Hartmann C., Egensperger R., Herms J. et al. Hot spots in dynamic (18) FET-PET delineate malignant tumor parts within suspected WHO grade II gliomas. Neuro-oncology. 2011; 13 (3): 307-16.
9. Pirotte B., Goldman S., Massager N., David P., Vandesteene A., Salmon I. et al. Comparison of 18F-FDG and 11C-methionine for PET-Guided stereotactic brain biopsy of gliomas. J. Nucl. Med. 2004; 45 (8): 1293-8.
10. Van Laere K., Ceyssens S., Van Ca-lenbergh F., de Groot T., Menten J., Flamen P. et al. Direct comparison of 18F-FDG and 11C-metionine PET in suspected of glioma: sensitivity, inter-observer variability und prognosis value. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imag. 2005; 32 (1): 39-51.
11. Klasner B.D., Krause B.J., Beer A.J., Drzezga A. PET imaging of gliomas using novel tracers: a sleeping beauty waiting to bekissed. Expert Rev. Anticancer. Ther. 2010; 10 (5): 609-13.
12. Hariz M.I. CT scanning in stereotactic neurosurgery. In: Gildenberg P.L., Tasker R.R. (eds.) Textbook of stereotactic and functional neuro-surgery. New-York: McGraw-Hill; 1998: 265-70.
13. Simon S.L., Douglas P., Baltuch G.H., Jaggi J.L. Error analysis of MRI and Leksell stereotactic frame target localization in deep brain stimulation surgery. Stereotac. Functional Neurosurg. 2005; 83 (1): 1-5.
14. Yu C., Apuzzo M.L., Zee C.S., Pet-rovich Z. A phantom study of the geometric accuracy of computed to-mographic and magnetic resonance imaging stereotactic localization with the Leksell stereotactic system. Neurosurgery. 2001; 48 (5): 1092-8.
15. Mori Y., Hayashi N., Iwase M., Yamada M., Takikawa Y., Uchiya-ma Y. et al. Stereotactic imaging for radiosurgery: localization accuracy of magnetic resonance imaging and positron emission tomography compared with computed tomography. Stereotact. Functional Neurosurg. 2006; 84 (4): 142-6.
16. Kuhn S.A., Romeike B., Walter J., Kalff R., Reichart R. Multiplanar MRI-CT fusion neuronavigation-guided serial stereotactic biopsy of human brain tumors: proof of a strong correlation between tumor imaging and histopathology by a new technical approach. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2009; 135 (9): 1293-302.
17. Низковолос В.Б., Холявин А.И., Гурчин А.Ф. Практические аспекты использования совмещенной МСКТ-ПЭТ в стереотаксической нейроонкологии. Российский нейрохирургический журнал им. профессора АЛ. Поленова. 2012; 4 (2): 16-9. [Nizkovolos V.B., Kholya-vin A.I., Gurchin A.F. The practical aspects of using the combined CT-PET in stereotactic neuro-oncolo-gy. Rossiyskiy Neyrokhirurgicheskiy Zhurnal imeni professora A.L. Polenova (Russian Neurosurgery Journal named after A.L. Polenov). 2012; 4 (2): 16-9 (in Russ.).]
18. Guihong Q., Dali Z., Pingfan Y. Medical image fusion by wavelet transform modulus maxima. Optics Express. 2001; 9 (4): 184-90.
19. Ganasala P., Kumar V. CT and MR image fusion scheme in nonsubsam-pled contourlet transform domain. J. Digital Imag. 2014; 27 (3): 407-18.
Поступила 30.06.2017 Принята к печати 14.07.2017
