CC BY
24
УДК 616.831-006.484
ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОПУХОЛИ ПО ДАННЫМ ПРЕДОПЕРАЦИОННОЙ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ГЛИОБЛАСТОМОЙ
Алексей Сергеевич ГАЙТАН1, Алексей Леонидович КРИВОШАПКИН1, Владимир Владимирович КАНЫГИН2, Андрей Владимирович ВАЛЕНТИК1, Александр Михайлович КАРАСЬКОВ1
1 ФГБУ Новосибирский НИИ патологии кровообращения им. академика Е.Н. Мешалкина Минздрава России
630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15
2 ГБОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Минздрава России 630091, г. Новосибирск, Красный пр., 52
Цель исследования - определить влияние на радикальность и безопасность резекции глиобластом головного мозга (ГБМ) таких характеристик опухоли, определяемых по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ), как близость к двигательным зонам коры больших полушарий, глубина залегания, выраженность пери-фокального отека, некроза в структуре опухоли. В исследование включены 40 пациентов с ГБМ, оперированные с использованием МРТ-нейронавигации, и 40 пациентов, оперированных с использованием комбинированной флуоресцентной навигации. Установлено, что как МРТ-нейронавигация, так и комбинированная флуоресцентная навигация позволяют достичь максимальной и безопасной резекции ГБМ в случае поверхностного расположения опухоли в недоминантном полушарии на отдалении от двигательной зоны коры, а также при умеренно выраженных некротических изменениях и перифокальном отеке. При этом с использованием комбинированной флуоресцентной навигации максимальная и безопасная резекция ГБМ достигается также при промежуточном расположении опухоли и выраженном перифокальном отеке.
Ключевые слова: глиобластома, флуоресцентная навигация, 5-аминолевулиновая кислота, нейронавига-ция, магнитно-резонансная томография.
Среди первичных внутримозговых опухолей у взрослых глиобластома головного мозга (ГБМ) занимает ведущее место по частоте встречаемости (4-5 новых случаев заболевания на 100 тыс. населения в год). При этом опухоль данного типа отличает наиболее неблагоприятный прогноз [8], что обусловлено выраженным инфильтративным характером ее роста, высоким пролифератив-ным потенциалом и множеством молекулярных механизмов защиты клеток новообразования от лечебного воздействия [5]. Хирургическое вмешательство является первым этапом в лечении ГБМ и определяет эффективность последующей адъювантной терапии. Общая выживаемость па-
циентов с ГБМ напрямую зависит от степени радикальности и безопасности ее резекции [12].
Улучшение результатов хирургического лечения ГБМ в последнее десятилетие связано с внедрением в клиническую практику флуоресцентной навигации на основе 5-аминолевулиновой кислоты, которая осуществляется использованием операционных микроскопов, оснащенных специализированными флуоресцентными модулями [10]. Феномен флуоресценции патологической ткани позволяет более уверенно определять границу роста опухоли и, соответственно, проводить ее более полную резекцию. Однако накопленный опыт показывает, что эффективная резекция ГБМ,
Гайтан А.С. - врач-нейрохирург Центра ангионеврологии и нейрохирургии, e-mail: [email protected] Кривошапкин А.Л. - д.м.н., член-кор. РАН, руководитель Центра ангионеврологии и нейрохирургии, e-mail: [email protected]
Каныгин В.В. - к.м.н., доцент кафедры нейрохирургии, e-mail: [email protected] Валентик А.В. - врач-рентгенолог отделения рентгеновской компьютерной томографии, e-mail: [email protected]
Караськов А.М. - д.м.н., проф., академик РАН, директор
особенно глубинно расположенных и имеющих сложную конфигурацию ложа, с использованием только операционного микроскопа в качестве источника, активирующего флуоресценцию, бывает затруднительной. Это связано с рассеиванием активирующего флуоресценцию пучка света в глубине операционной раны и падением уровня флуоресценции ткани опухоли [2, 11]. В качестве возможного пути совершенствования результатов резекции ГБМ на основе флуоресцентных технологий рассматривается применение эндоскопической техники [9]. Нами разработан способ радикального удаления глубинно расположенных глиальных внутримозговых опухолей [3], лежащий в основе комбинированной флуоресцентной навигации. В настоящей статье представлен анализ влияния различных характеристик опухоли по данным предоперационной магнитно-резонансной томографии (МРТ) на эффективность хирургического лечения пациентов с ГБМ с использованием как МРТ-нейронавигации, так и комбинированной флуоресцентной навигации.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование носило проспективный ко-гортный характер и проходило на базе двух независимых центров: нейрохирургического центра НУЗ Дорожная клиническая больница на станции Новосибирск - Главный ОАО «РЖД» (НХЦ) и Центра ангионеврологии и нейрохирургии ФБГУ Новосибирский НИИ патологии кровообращения им. академика Е.Н. Мешалкина Минздрава России (ЦАиН). Исследованы результаты лечения 80 больных с ГБМ, удовлетворявших следующим критериям включения: наличие документированного диагноза «глиобластома головного мозга» (как впервые выявленные опухоли, так и рецидив опухоли после предшествовавшего комбинированного лечения), супратенториальная локализация опухоли, возможность полной резекции контраст-накапливающей части опухоли по предоперационной оценке, возраст пациента старше 18 лет. Критерии исключения: декомпенсирован-ное общее состояние (индекс Карновского (ИК) < 50).
Все пациенты были разделены на 2 клинические группы. В контрольную группу вошли 40 пациентов, которым на базе НХЦ выполнялась резекция ГБМ с применением микрохирургической техники и МРТ-нейронавигации; 40 пациентам основной группы на базе ЦАиН выполнена резекция ГБМ с применением комбинированной флуоресцентной навигации [1].
Все пациентам выполнена МРТ головного мозга с контрастированием на магнитно-ре-
зонансных томографах General Electric Signa Infinity 1.5 Тл (США), и Siemens Magnetom Espree 1,5 Тл (Германия) в предоперационном периоде и в течение 72 часов после операции. С целью объективной оценки степени резекции опухоли цифровые данные, полученные на магнитно-резонансных томографах, обрабатывались на рабочей станции Adavantage workstation AW4.4. (General Electric Signa Infinity 1.5 Тл). Постконтрастные Т1-взвешенные изображения, полученные по стандартному протоколу 3D SPGR с толщиной среза и шагом сканирования 1,4/0 мм, подвергались автоматической обработке с отделением трехмерной модели по заданному пороговому значению сохраняемых вокселов и автоматическим подсчетом объема трехмерной модели (волюметрический анализ). Удаление опухоли считали тотальным, если по результатам послеоперационной МРТ отсутствовала контраст-на-капливающая часть опухоли. В противном случае удаление опухоли считалось неполным, и подсчитывали объем остатка опухоли в см3 с вычислением процента остаточного объема ГБМ.
Функциональный статус пациента до операции и в послеоперационном периоде оценивали по шкале Карновского. По результатам предоперационной МРТ процесс характеризовался по локализации, глубине залегания, близости к моторной коре, выраженности перифокального отека и степени некрозов в строме опухоли.
Близость к двигательной зоне (ДЗ) коры большого полушария определялась по данным предоперационной контрастной МРТ следующим образом [7]: опухоль считалась расположенной далеко от ДЗ, если ближайший край контраст-на-капливающей ее части был дальше двух извилин от ДЗ; опухоль считалось близко расположенной к ДЗ, если ближайший край контраст-накаплива-ющей ее части был в пределах одной извилины от ДЗ; если контраст-накапливающая часть опухоли прилегала или непосредственно соприкасалась с ДЗ, то считалась, что опухоль располагается в ДЗ.
Локализация опухоли определялась по расположению в конкретном полушарии головного мозга (правое/левое). По глубине залегания опухоли были оценены: поверхностно расположенные опухоли (инфильтрируют кору головного мозга и выходят на конвекситальную поверхность больших полушарий), промежуточно расположенные опухоли (преимущественно в пределах белого вещества больших полушарий), глубинно расположенные опухоли (распространяющиеся на область мозолистого тела, подкорковых ганглиев). По степени выраженности перифокального отека головного мозга опухоли были оценены: нерезко выраженный (не превышающий объем контраст-
накапливающей части опухоли), умеренно выраженный (сопоставимый по объему с контраст-накапливающей частью опухоли), интенсивный отек (превышающий по объему контраст-нака-пливающую часть ГБМ) [4]. Степень выраженности некрозов в строме опухоли оценивали следующим образом [4]: нерезко выраженные (до 25 % объема опухоли), умеренно выраженные (от 25 до 50 % объема) и резко выраженные некротические изменения (более 50 % объема) в опухоли.
При проведении статистической обработки результатов исследования определяли количество пациентов, при оценке изменения состояния по шкале Карновского вычисляли среднее арифметическое значение (М), среднеквадратичное отклонение ^О) и представляли в виде М ±
Различия между группами оценивали в первом
2
случае с помощью двустороннего ^-критерия Пирсона, во втором - с помощью и-критерия Манна - Уитни, при описании динамики показателей состояния пациентов использовали двусторонний W-критерий Вилкоксона; достоверными считали результаты при р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
У пациентов основной группы результаты резекции ГБМ были следующими. При локализации опухоли в правом полушарии тотальное удаление контраст-накапливающей части ГБМ достигнуто в 66,7 % случаев, а при локализации в левом полушарии - в 64,0 %. При локализации опухоли на отдалении от двигательной зоны коры больших полушарий (предцентральная извилина) процент тотального удаления опухоли был достоверно (р < 0,05) наибольшим, составив 83,3 %, тогда как при близком и непосредственном расположении новообразования в ДЗ данный показатель составил 57,1 и 46,7 % соответственно. При глубинном расположении ГБМ процент тотального удаления контраст-накапливающей части опухоли был достоверно (р < 0,05) наименьшим, составив 52,6 %. При поверхностном и промежуточном расположении опухоли данный показатель равнялся 76,9 и 75,0 % соответственно. ГБМ с умеренно выраженными некротическими изменениями в структуре опухоли удалялись тотально в 81,8 % случаев, при выраженных некротических изменениях - в 54,2 % случаев, а при нерезко выраженных - в 80,0 % случаев. ГБМ с нерезко выраженными перифокальным отеком были тотально резецированы в 70,0 % случаев, при умеренно выраженном - в 51,7 %, а при выраженном отеке достоверно чаще - в 77,8 % случаев.
На 10-е сутки послеоперационного периода у пациентов основной группы изменения ИК в
сравнении с дооперационным состоянием в зависимости от различных характеристик опухоли были следующими. При локализации опухоли в правом полушарии головного мозга ИК был выше исходного дооперационного значения на 2,7 ± 10,3 балла, а при локализации в левом полушарии - на 0,4 ± 4,5 балла. При локализации опухоли в двигательной зоне коры больших полушарий ИК возрастал на 0,7 ± 7,0 балла относительно исходного дооперационного значения, тогда как при близком и далеком расположении -на 1,7 ± 7,9 и 1,4 ± 6,9 балла соответственно. В случае глубинной локализации опухоли величина ИК была ниже исходного дооперационно-го значения в среднем на 1,3 ± 8,3 балла, тогда как при промежуточном и поверхностном расположении - на 2,1 ± 8,5 и 1,5 ± 3,8 балла соответственно. При нерезко выраженном некрозе в структуре опухоли ИК соответствовал доопе-рационному значению. При умеренном некрозе данный показатель снижался на 1,8 ± 7,5 балла, а при выраженном некрозе повышался на 2,9 ± 7,5 балла. При нерезко выраженном перифокальном отеке ИК уменьшался на 1,0 ± 7,4 балла, при умеренном и выраженном возрастал на 2,4 ± 7,0 и 1,1 ± 7,8 балла соответственно.
У пациентов контрольной группы результаты резекции ГБМ были следующими: при локализации опухоли в правом полушарии тотальное удаление контраст-накапливающей части ГБМ достигнуто в 25,0 % случаев, при локализации в левом полушарии - в 29,2 %. При локализации опухоли на отдалении от двигательной зоны (ДЗ) коры больших полушарий (предцентральная извилина) процент тотального удаления опухоли был достоверно (р < 0,05) наибольшим (57,1 %), тогда как при близком и непосредственном расположении новообразования в ДЗ данный показатель составил 18,8 и 23,5 % соответственно. При глубинном расположении ГБМ процент тотального удаления контраст-накапливающей части опухоли был достоверно (р < 0,05) наименьшим (12,5 %), при поверхностном и промежуточном расположении опухоли данный показатель составил 35,7 и 18,9 % соответственно. ГБМ с умеренно выраженными некротическими изменениями в структуре опухоли были удалены тотально в 34,8 % случаев (р < 0,05), при выраженных и нерезко выраженных некротических изменениях - в 33,3 и 14,2 % случаев соответственно. ГБМ с умеренно выраженными перифокальным отеком тотально резецированы в 42,9 % случаев (р < 0,05). При нерезко выраженном и выраженном перифо-кальном отеке этот показатель значимо не отличался и составил 10,0 и 11,1 % соответственно.
На 10-е сутки послеоперационного периода у пациентов контрольной группы изменения ИК в сравнении с дооперационным состоянием в зависимости от различных характеристик опухоли были следующими: при локализации опухоли в правом полушарии головного мозга ИК был ниже исходного дооперационного значения на 0,6 ± 5,7 балла, а при локализации ГБМ в левом полушарии - на 6,7 ± 7,6 балла (p < 0,05). При локализации опухоли в двигательной зоне коры больших полушарий величина ИК уменьшалась на 7,1 ± 5,9 балла относительно исходной (p < 0,05), тогда как при близком и далеком расположении -на 3,1 ± 9,5 балла. При расположении опухоли на отдалении от ДЗ ИК соответствовал доопераци-онному значению. В случае глубинной локализации опухоли величина ИК была ниже исходного дооперационного значения на 4,3 ± 5,3 балла, при промежуточном расположении - на 4,4 ± 8,0 балла. При поверхностном расположении опухоли, а также при нерезко выраженном некрозе в структуре опухоли величина ИК не отличалась от до-операционной. При умеренном некрозе данный показатель снижался на 4,3 ± 7,9 балла, а при выраженном некрозе повышался на 0,5 ± 7,6 балла. При нерезко выраженном, умеренном и выраженном перифокальном отеке ИК уменьшался соответственно на 5,0 ± 7,1, 2,4 ± 8,2 и 7,8 ± 9,7 балла.
ОБСУЖДЕНИЕ
О необходимости максимально возможной резекции ГБМ при сохранении дооперационных показателей неврологического статуса сообщалось и ранее [6]. В данной статье рассматривается влияние различных характеристик опухоли по данным предоперационной МРТ на эффективность хирургического лечения пациентов с ГБМ с использованием как МРТ-нейронавигации, так и разработанного авторами способа комбинированной флуоресцентной навигации. Анализ полученных данных демонстрирует, что с использованием комбинированной флуоресцентной навигации максимальная и безопасная резекция ГБМ достигается в случае промежуточного расположения опухоли в недоминантном полушарии на отдалении от двигательной зоны коры, а также умеренно выраженных некротических изменениях и выраженном перифокальном отеке. Такие сведения в литературе отсутствуют, что позволяет этот феномен отнести к новым научным данным.
Также полученные данные показывают, что с использованием МРТ-навигации максимальная и безопасная резекция ГБМ достигается в случае поверхностного расположения опухоли в недоминантном полушарии на отдалении от дви-
гательной зоны коры, а также при умеренно выраженных некротических изменениях и перифо-кальном отеке.
По нашему мнению, позитивное влияние локализации ГБМ в недоминантном полушарии и на отдалении от ДЗ коры на максимальную и безопасную резекцию опухоли при использовании рассматриваемых способов хирургического вмешательства вполне очевидно. В такой ситуации риски повреждения ключевых функциональных областей головного мозга значимо ниже, что позволяет выполнять резекцию опухоли более уверенно, чем при локализации новообразования вблизи функциональных зон коры и проводящих путей белого вещества. Достоверно более низкие показатели безопасности и радикальности резекции ГБМ при глубинной их локализации, наиболее вероятно, связаны с вовлечением в процесс практически во всех случаях жизненно важных подкорковых структур.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведен системный анализ связи результатов резекции ГБМ с использованием МРТ-нейронавигации с такими предоперационными характеристиками опухоли по данным МРТ, как локализация, близость к ДЗ коры больших полушарий, глубина залегания, выраженность перифокального отека и некрозов в структуре опухоли. Установлено, что с использованием как МРТ-нейронавигации, так и комбинированной флуоресцентной навигации максимальная и безопасная резекция ГБМ мозга достигается в случае поверхностного расположения опухоли в недоминантном полушарии на отдалении от двигательной зоны коры, а также при умеренно выраженных некротических изменениях и перифокальном отеке. При этом с использованием комбинированной флуоресцентной навигации максимальная и безопасная резекция ГБМ достигается также при промежуточном расположении опухоли и выраженном перифокальном отеке.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гайтан А.С., Кривошапкин А.Л., Каныгин В.В. и др. Результаты резекции глиобластом головного мозга с применением комбинированной флуорес-центой навигации // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2014. (2). 39-41.
2. Горяйнов С.А., Потапов А.А., Лощенов В.Б., Савельева Т.А. Флуоресцентная навигация и лазерная спектроскопия в хирургии глиом головного мозга. М.: Медиасфера, 2014. 152 с.
3. Пат. 2457794 РФ. Способ радикального удаления глубинно расположенных глиальных внутри-
мозговых опухолей / А.Л. Кривошапкин, Е.Г. Мели-ди, А.С. Гайтан, П.А. Семин; опубл. 12.01.2011.
4. Hammoud M.A., Sawaya R., Shi W. et al. Prognostic significance of preoperative MRI scans in glioblastoma multiforme // J. Neurooncol. 1996. 27. 65-73
5. Ichimura K., Ohgaki H., Kleihues P., Collins V.P. Molecular pathogenesis of astrocytic tumours // J. Neurooncol. 2004. 70. 137-160.
6. Gulati S., Jakola A.S., Nerland U.S. et al. The risk of getting worse: Surgically acquired deficits, perioperative complications, and functional outcomes after primary resection of glioblastoma // World Neurosurg. 2011. 76. 572-579.
7. Liu W.C., Feldman S.C., Schulder M. et al. The effect of tumour type and distance on activation in the motor cortex // Neuroradiol. 2005. 47. (11). 813-819.
8. Ohgaki H., Kleihues P. Epidemiology and etiology of gliomas // Acta Neuropathol. 2005. 109. 93-108.
9 Rapp M., Kamp M., Steiger H.J., Sabel M. Endoscopic-assisted visualization of 5-aminolevulinic acid-induced fluorescence in malignant glioma surgery: A technical note // World Neurosurg. 2013. doi: 10.1016/j.wneu.2013.07.002.
10. Stummer W., Pichlmeier U., Meinel T. et al. Fluorescence-guided surgery with 5-aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomised controlled multicentre phase III trial // Lancet Oncol. 2006. 7. (5). 392-401.
11. Utsuki S., Oka H., Fujii K. Intraoperative photodynamic diagnosis of brain tumors using 5-aminolevulinic acid // Diagnostic Techniques and Surgical Management of Brain Tumors / Ed. A.L. Abujamra. Rijeka: InTech, 2011. 227-244.
12. Uzuka T., Aoki H., Natsumeda M. et al. Effectiveness of maximal safe resection for glioblastoma including elderly and low Karnofsky performance status patients: retrospective review at a single institute // Neurol. Med. Chir. 2012. 52. (8). 570-576.
THE INFLUENCE OF THE PREOPERATIVE MRI TUMOR CHARACTERISTICS ON THE EFFICIENCY OF SURGICAL TREATMENT OF GLIOBLASTOMA PATIENTS
Aleksey Sergeevich GAYTAN1, Aleksey Leonidovich KRIVOSHAPKIN1, Vladimir Vladimirovich KANYGIN2, Andrey Vladimirovich VALENTIK1, Aleksandr Mikhailovich KARASKOV1
1 Academician Ye.N. Meshalkin Novosibirsk Research Institute of Circulation Pathology 630055 Novosibirsk, Rechkunovskaya str., 15
2 Novosibirsk State Medical University of Minzdrav of Russia 630091, Novosibirsk, Krasny av., 52
The aim of study was to determine the impact on the safety and radicality of resection of brain glioblastoma (GBM) such characteristics of the tumor determined by MRI as the proximity to the motor areas of the cerebral cortex, the depth, severity of perifocal edema, necrosis in the structure of the tumor. Material and methods: 80 patients with GBMs were operated in two independent neurosurgical centers. Patients of the first group (n = 40) were operated using combination of 5-ala microscopy and endoscopy. The second group patients (n = 40) underwent the conventional white light microsurgery. It has been revealed that tumor location in the non-dominant hemisphere far from the motor cortex, as well as moderate necrotic changes and perifocal edema are the MRI-determined predictors of maximum safe resection using both MRI neuronavigation and combined fluorescence navigation. However, the combined fluorescent navigation allows performing maximal safe resection of GBMs in case of intermediate tumor location and severe perifocal edema.
Key words: glioblastoma, 5-aminolevulinic acid, fluorescent navigation, magnetic resonance imaging Gaytan A.S. - neurosurgeon, e-mail: [email protected]
Krivoshapkin A.L. - doctor of medical sciences, professor, corresponding member ofRAS, head of the centre of angioneurology and neurosurgery, e-mail: [email protected]
Kanygin V.V. - candidate of medical sciences, associate professor of the chair for neurosurgery, e-mail: [email protected]
Valentik A.V. - radiologist of department of X-ray computed tomography, e-mail: [email protected] Karaskov A.M. - doctor of medical sciences, professor, academician of RAS, director
