Технология использования Nd-YAG

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ
ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ND-YAG-ЛАЗЕРА
В ХИРУРГИИ ЭКСТРАМЕДУЛЛЯРНЫХ ОПУХОЛЕЙ
Медицинская технология
Новосибирск, 2004
2
3
АННОТАЦИЯ
В работе освещается опыт применения новых способов удаления
эксрамедуллярных опухолей с использованием хирургического Nd-YAGлазера длиной с волны 1,06 мкм для улучшения результатов оперативного
лечения больных с данной патологией.
Применение технологии при удалении менингиом и неврином спинного
мозга способствует уменьшению травматизации спинного мозга, сохранению
важных анатомических образований позвоночника, повышению степени
радикальности операции и исключению в послеоперационном периоде
функциональной несостоятельности позвоночника.
Медицинская технология предназначена врачам-нейрохирургам.
Организация-разработчик:
ортопедии МЗ РФ.
Новосибирский
НИИ
травматологии
и
Авторы:
профессор, д.м.н. В.В.Ступак, врачи-нейрохирурги В.В.Моисеев и В.В.Кобзев.
4
ВВЕДЕНИЕ
В России, как и в других странах мира, четко прослеживается тенденция
к увеличению заболеваемости опухолями центральной нервной системы.
Опухоли спинного мозга составляют 2,06% новобразований других
органов и 1,4-3% от заболеваний нервной системы [1, 2, 3, 4, 6, 7].
Экстрадуральные опухоли спинного мозга встречаются в 40-50%,
субдуральные - в 30% и интрамедуллярные в 10-25% случаев [1, 2, 3, 4, 6, 7].
Из всех первичных экстрамедуллярных опухолей спинного мозга
наиболее часто встречаются менингиомы и невриномы, удельный вес которых
составляет 40% всех опухолей спинного мозга [2, 4, 7]. Нередко невриномы
могут развиваться не только субдурально, но и экстрадурально, а также расти
в форме песочных часов, занимая одновременно субдуральное,
экстрадуральное и экстра-, паравертебральное пространства.
Хирургия опухолей спинного мозга всегда была направлена на удаление
опухоли, сдавливающей спинной мозг, его сосуды, оболочки и корешки и
нарушающей его многообразные функции. Для этого в настоящее время
используют микрохирургическую технику, ультразвуковые аспираторы.
Если касаться результатов лечения экстрамедуллярных опухолей, то
можно констатировать, что они относительно удовлетворительны.
Но, несмотря на использование современных методов оперативного
вмешательства, до конца остаются нерешенными ряд проблем. Одна из них это отработка щадящих (малотравматичных) операционных доступов к
экстрамедуллярным опухолям. При их удалении, как правило, еще используют
ляминэктомию с резекцией на нескольких уровнях важных анатомических
образований позвоночника, что в дальнейшем ведет к развитию его
функциональной несостоятельности [5].
Актуальным остается и вопрос тотального удаления экстрамедуллярных
опухолей. Об этом свидетельствует то, что, несмотря, на казалось бы, полную
резекцию экстрамедуллярных опухолей спинного мозга, как неврином так и
менингиом, нередко они рецидивируют вновь. Рецидивы, по данным разных
авторов, составляют от 2,6% до 4,2% [3, 4, 7]. Наиболее часто рецидив
новообразования возникает в первые 2-3 года с момента заболевания. Это
связано, во-первых, с недостаточной радикальностью оперативного
вмешательства и, во-вторых, с обсеменением опухолевыми клетками во время
ее удаления.
Кроме этого, несмотря на однотипность гистологического строения
опухоли при ее многократных рецидивах, некоторые авторы отмечают
устойчивую тенденцию к ее малигнизации.
Наиболее часто рецидивируют опухоли типа "песочных часов" на
шейном уровне, радикальное удаление которых представляет серьезные
трудности даже для опытного нейрохирурга. Удаление такого рода опухолей
5
порой требует расширенного операционного доступа или двухэтапного
оперативного вмешательства, направленного сначала на интравертебральный,
а затем на экстравертебральный узел опухоли.
Из этого следует, что на сегодняшний день еще не отработаны
малотравматичные доступы с последующим тотальным одноэтапным
удалением экстрамедуллярных опухолей типа "песочных часов".
Использование микрохирургической техники на современном этапе
хирургии, несомненно, привело к улучшению клинических результатов
лечения. Но и во время и таких методов оперативного удаления опухолей
спинного мозга происходит дополнительная его травматизация из-за
постоянного прямого контакта микроинтсрументария с ним и его тракции. Все
это ведет к углублению неврологической симптоматики и в дальнейшем
требует длительного пребывания больного на койке и длительного
реабилитационного лечения.
Поэтому необходимо разрабатывать новые эффективные технические
приемы и методы оперативного лечения больных с данной патологией,
направленные на улучшение результатов лечения.
С этих позиций, как нам представляется, большие преимущества в
хирургии экстрамедуллярных опухолей открывает использование Nd-YAGлазера с длиной волны 1,06 мкм.
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ
Показанием к применению Nd-YAG-лазера при удалении экстрамедуллярных опухолей является наличие у больных менингиом и неврином
спинного мозга.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ
Противопоказаний для использования лазерного скальпеля нет.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Для удаления опухолей спинного мозга используют любые стандартные
лазерные медицинские аппараты, генерирующие длину волны 1,06 мкм (NdYAG-лазер), работающие в импульсно-периодическом режиме с
максимальной выходной мощностью 60-80 Вт, разрешенные МЗ России для
клинического применения.
Технические свойства лазера позволяют использовать его в качестве
скальпеля в импульсно-периодическом режиме с частотой лазерного
излучения 100 Гц и длительностью импульса 200 мк/сек при максимальной
выходной мощности 60-80 Вт.
6
При удалении опухоли используют частоту лазерного излучения 100 Гц
и мощность 40-60 Вт. Лазерное излучение к опухоли подается через
стерильный 2-3 метровый кварцевый световод диаметром 800 мкн, на конце
которого имеется специальная оптическая система для фокусировки лазерного
луча. Размер лазерного пятна определяется визуализацией пилотного гелийнеонового лазера и изменяется в диаметре от 600 мкн до 5 мм. В зависимости
от интраоперационных задач, увеличивая или уменьшая фокусное расстояние
до опухоли, можно получать как абляционный (испарение), так и
коагуляционный эффекты.
Операционная бригада должна строго соблюдать технику безопасности:
в момент использования лазера надевать очки со специальным фильтром в
виде напылений на стекле, которые исключает проникновение в глаза
лазерного света с длиной волны 1,06 мкм.
Выведение высокоинтенсивного лазерного излучения на нужную
область опухоли осуществляют после наведения пилотного лазерного луча
(это гелий-неоновый лазер с длиной волны 0,63 мкм). Высокоинтенсивный
лазерный пучок света попадает на объект воздействия только после
дополнительного включения хирургом специальной педали, которая
открывает диафрагму в лазерном аппарате.
ОПИСАНИЕ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Основным методом клинической диагностики экстрамедуллярных
опухолей служат неврологическое, рентгенографическое обследование и МРТ
спинного мозга.
Для четкой клинической и топической визуализации экстрамедуллярной
опухоли при необходимости используют МРТ с омнисканом и позитивную
миелографию с омнипаком. Все это позволяет точно локализовать опухоль
относительно костных образований позвоночника по его длиннику.
На основании полученных экспериментальных и клинических данных
разработаны
оригинальные
методические
приемы
использования
инфракрасного излучения Nd-YAG-лазера с длиной волны 1,06 мкм на
различных этапах микрохирургического удаления менингиом и неврином
спинного мозга различной локализации.
Эти методические приемы позволили разработать:
1. "Способ оперативного доступа при удалении менингиомы
спинного мозга". Заявка на патент № 00115939 от 19.06.99 года;
2. "Способ удаления плотной менингсосудистой опухоли спинного
мозга". Заявка на патент № 99115845 от 19.06.99 года;
3. "Способ удаления опухоли спинного мозга типа "песочные часы".
Заявка на патент № 2000128435/14 от 13.11.2000 года.
7
Операцию проводят под эндотрахеальным наркозом. Положение
больного на операционном столе определяют локализацией опухоли.
При опухолях спинного мозга на шейном и вехнегрудном уровнях
больной на операционном столе находится в положении сидя.
При локализации опухоли в нижнегрудном, поясничном, крестцовом
отделах позвоночника больной находится на здоровом боку.
Использование лазера для удаления высоковаскуляризированных и
плотных экстрамедуллярных опухолей СМ, распространяющихся на
протяжении 1-1,5 позвонков, позволило нам осуществить малотравматичный
операционный доступ со скелетированием полудужек позвонков на стороне
опухоли
и
проводить
их
тотальное
удаление
только
из
интергемиляминэктомического доступа на уровне одного позвонка на
гомолатеральной стороне локализации опухоли.
Хирургический
лазер
используют
на
основном
этапе
микрохирургического удаления опухоли спинного мозга. После вскрытия
твердой мозговой оболочки, обнаружения опухоли и после отграничения и
защиты спинного мозга, ватниками, смоченными раствором фурациллина,
проводят обработку сканирующими движениями видимой части опухоли
(латеральных и средних отделов) расфокусированным лучом Nd-YAG-лазера,
диаметром 5 мм, мощностью 40 вт в течение 8-10 минут.
При менингиомах спинного мозга воздействие лазерной энергии
приводит к коагуляции сосудов опухоли и к коагуляции ее стромы на глубину
до 5 мм. Это воздействие, как правило, приводит к значительному (до 30-40%)
уменьшению объема опухоли, при этом в дефекте твердой мозговой оболочки
четко визуализируются каудальный и краниальный края опухоли. Затем,
используя ультразвуковой аспиратор, производят тотальное удаление
опухоли.
Нередко при распространении опухоли на 1,5 позвонка для ее удаления
используют последовательно 2-3 таких технических приема (лазерную
коагуляцию опухоли, а затем - удаление этой части ультразвуковым
аспиратором).
На заключительном этапе оперативного вмешательства с целью
предотвращения рецидива менингиомы зону матрикса опухоли и ее
окружающую твердую мозговую оболочку обязательно обрабатывают лазером
в последовательном режиме коагуляции и абляции оставшейся части
опухолевой массы.
Применение лазера при удалении неврином спинного мозга сводится к
тем же техническим приемам. Но обработка данной опухоли приводит лишь, в
зависимости от степени ее кровоснабжения, к уменьшению объема до 10-20%
от общего объема. При этом лазерную обработку опухоли начинают с края
(краниального или каудального), наиболее близко прилежащего к дефекту
твердой мозговой оболочки. Как правило, визуализируется один из краев
8
опухоли, с которого и начинают ее удаление. Внутрикапсулярное удаление
опухоли осуществляют также ультразвуковым аспиратором.
Лазер используют также и для отсечения опухоли от корешка спинного
мозга, что по нашему мнению, повышает степень ее тотального удаления и
значительно уменьшает риск повторного роста.
Объяснение этому кроется, как нам представляется, в абластическом
эффекте лазерного воздействия. В момент удаления опухоли в зоне облучения
на строго ограниченной глубине возникают очень высокие температуры,
достигающие 300 Сo. Это приводит к закипанию воды в ткани и
моментальному “взрыву” в зоне воздействия. Вместе с паром и дымом
происходит выброс обугленой и нежизнеспособной опухолевой массы в
субдуральное пространство. Опухолевые клетки, подвергшиеся воздействию
очень высокой температуры, которые остались на твердой мозговой оболочке
и в субдуральном прострастве, не способны в дальнейшем привести к
прогрессированию заболевания.
При экстрамедуллярных образованиях типа “песочных часов”
применение лазера позволяет нам всегда проводить их одноэтапное удаление с
использованием только щадящих доступов (гемиляминэктомии).
Больному осуществляют стандартный разрез мягких тканей по линии
остистых отростков. На уровне расширенного межпозвонкового отверстия
скелетируют две полудужки на стороне опухоли. Гемиляминэктомию
проводят на одном уровне (резецируют ту полудужку, в сторону которой
распространяется экстравертебральная часть новообразования) и вскрывают
твердую мозговую оболочку над опухолью.
Затем, на первой стадии удаления опухоли, последовательно обрабатывают
интравертебральную часть опухоли излучением Nd-YAG-лазера мощностью не
более 50 Вт (45-50 Вт), сформированным в луч диаметром не менее 2 мм, и затем
удаляют ее тотально ультразвуковым аспиратором.
В дальнейшем, не расширяя операционный доступ и оставляя костные
образования
позвоночника
интактными,
приступают
к
удалению
экстравертебральной части опухоли. На второй стадии удаление опухоли
производят через расширенное межпозвонковое отверстие интракапсулярно.
Сканирующими движениями экстравертебральную часть опухоли обрабатывают
излучением Nd-YAG-лазера с диаметром луча не менее 2 мм, мощностью не
более 50 Вт. Проводить операцию при меньшем диаметре луча нецелесообразно,
так как необходимо обработать всю поверхность опухоли, а чем меньше диаметр
луча, тем больше требуется на это времени. Также нецелесообразно проводить
операцию при мощности лазера выше указанной, так как вместо требуемой
коагуляции может протекать абляция тканей. Опухоль в процессе обработки в
результате термокоагуляции уменьшается в объеме в 1,2-1,3 раза. С помощью
ультразвукового аспиратора удаляют эту часть опухоли.
9
Таких последовательных манипуляций, в зависимости от размера
опухоли, может быть от 3 до 4, при этом ее объем уменьшается примерно в ¾
раза.
Затем, через межпозвонковое отверстие за капсулу в рану (субдурально)
вывихивают оставшуюся экстравертебральную часть опухоли. На последнем
этапе операции опухоль латерально от нее в пределах здоровых тканей
отсекают излучением Nd-YAG-лазера, сформированным в луч диаметром не
более 2 мм. Необходимо использовать лазерный луч именно данного
диаметра, так как при большем диаметре луча теряется точность и
эффективность отсечения (Рис.1).
А
Б
Рис.1. МР-томограммы пациента с экстра-интравертебральной опухолью.
А - МРТ экстра-интравертебральной опухоли до операции,
Б - МРТ спинного мозга после операции.
10
Использование лазера при удалении гигантских экстрамедуллярных
опухолей в режиме последовательной коагуляции опухолевой ткани, а затем
удаления этого опухолевого объема с помощью ультразвукового аспиратора
позволяет нам значительно снизить кровопотерю при их резекции. Для этого,
в зависимости от площади обнаженного участка, проводят ее поверхностную
обработку дефокусированным лучом лазера в режиме коагуляции (диаметром
4-5 мм, мощностью 45-60 Вт в течение 3-4 минут). Данное воздействие
приводит первоначально к коагуляции сосудов опухоли, а затем к
"провариванию" плотной стромы опухолевой ткани на глубину до 0,5 см.
После этого проводят бескровное удаление этого объема опухоли с помощью
ультразвукового аспиратора.
Лазерное воздействие на опухоль происходит без прямого контакта с
ней. Разрушение и аспирация этой мягкой, не кровоточащей опухолевой ткани
ультразвуковым аспиратором также происходит, почти не касаясь опухоли.
Эти манипуляции не ведут к постоянной флюктуации опухоли и прилежащего
к ней мозга и не являются дополнительными травмирующими факторами.
При гигантских опухолях спинного мозга, в зависимости от размеров
опухолей, возможно проведение до 15-18 таких последовательных
манипуляций: "проваривание" определенного объема опухоли лазером и
последующее удаление этого объема ультразвуком.
Так, например, при повторной операции у одного и того же больного,
оперированного по поводу процедива опухоли (менингиомы) на уровне Л 5-S5
позвонков размером 10х11х10 см использование лазера снизило
интраоперационную кровопотерю на 4 литра.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
На основании экспериментальных и клинических исследований
установлено, что использование Nd-YAG-лазера с длинной волны 1,06 мкм и
мощностью 40-60 Вт является показанным и оправданным при проведении
оперативных вмешательств по поводу эктрамедуллярных интравертебральных
и интра-экстравертебральных опухолей спинного мозга различного объема и
локализации.
Разработанные способы оперативного лечения были применены у 44
больных с менингиомами и невриномами спинного мозга различной
локализации и объема.
При этом получены результаты, свидетельствующие о клинически
значимой эффективности метода.
Послеоперационный период у пациентов с экстрамедуллярными
опухолями протекал, как правило, гладко, без углубления очаговой
неврологической симптоматики. В отдельных случаях углубление очаговой
11
симптоматики после оперативного лечения регрессировало в ближайшем
послеоперационном периоде (первые две недели). Это позволяло
активизировать больных на 2 -3 день после операции.
Применение хирургического лазерного скальпеля на ключевых этапах
оперативного вмешательства позволяет осуществить полное удаление
экстрмедулярных опухолей даже интра-экстравертебральной локализации из
малотравматичных операционных доступов, сохраняя при этом важные
анатомические образования позвоночника (Рис. 2).
А
Б
Рис. 2. Рентгенограммы позвоночника пациента с интра-экстравертебральной
опухолью. A - до операции, Б - после операции.
Максимальное сохранение важных анатомических образований заднего
опорного комплекса способствовало тому, что ни у одного нашего больного
после удаления данных опухолей в послеоперационном периоде не была
отмечена функциональная несостоятельность позвоночника.
Использование
Nd-YAG-лазера
при
удалении
гигантских
экстрамедуллярных
опухолей
позволило
значительно
снизить
интраоперационную кровопотерю (Рис. 3).
Физиологические исследования чувствительных и пирамидных путей
спинного мозга в динамике с помощью электромиографии, соматосенсорных
вызванных потенциалов и транскраниальной магнитной стимуляции показало,
что лазерное излучение не оказывало дополнительного травмирующего
воздействия на спинной мозг. Его использование не приводит к
прогрессированию отека спинного мозга в послеоперационном периоде.
12
А
Б
Рис.3. Фото пациентки с гигантской экстра-интравертебральной опухолью
спинного мозга. А - до операции, Б - после операции.
Это объясняется тем, что удаление опухоли с использованием лазера
происходит бесконтактно, что исключает постоянные колебательные
движения спинного мозга, ведущие к нарушению спинального
кровообращения и отеку мозга. А это, как следствие, уменьшает
выраженность очаговой симптоматики в послеоперационном периоде в
сравнении с традиционными хирургическими методами.
Эти
положения
подтверждены
динамикой
неврологической
симптоматики и отека спинного мозга в до- и послеоперационном периоде,
оцененной на основе МР-изображений.
Обработка матрикса опухоли излучением Nd-YAG-лазера в режиме
последовательной коагуляции и абляции является одним из методов
предотвращения ее рецидивирования. Нами не было отмечено ни одного
случая рецидивирования опухоли в cроки до 3 лет от момента проведения
операции.
Использование предлагаемой методики дает возможность сократить
срок пребывания больного на койке и улучшить клинические результаты
лечения.
13
ЛИТЕРАТУРА
1. Арсени К., Симонеску М. //Hейрохирургическая вертебро-медуллярная
патология. -Бухарест, -1973, -415с.
2. Лившиц А.В. //Хирургия спинного мозга, -М: Медицина, -1990, -351с.
3. Окладников Г.И., Харитонова К.И. //Патогенез и диагностика опухолей
спинного мозга. Издательство Наука, -1987. -193с.
4. Раздольский И.Я. //Опухоли спинного мозга и позвоночника. Медгиз, - Л. 1958. -158с.
5. Экштат Н.К. Ортопедические последствия ламинэктомии //Автор. канд.
мед. наук, -Новосибирск, -1973. -22c.
6. Brassier G., Destrieux C., Mercier P., Velut S. //Epidimiology / Intramedullary
Spinal Cord Tumors. -Ed.; Georges Ficher, Jacques Brotchi, Theime, StuttgartNew York, -1996. -P.9-10.
7. Michael G. Fehligs and Sanjay C. Rao //Spinal Cord and Spinal column Tumors
/ Neuro-Oncology The Essentials. -Ed.: Mark Bernstein, Mitchel S. Berger. Thieme Medical Publishers, Inc., New York. -2000. -P.445-464.
14