АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ НЕЙРОХІРУРГІЇ

імені академіка А.П.Ромоданова

ХОМЕНКО ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 616.831.484-006:615.849.19:615.832

ІНТРАОПЕРАЦІЙНА ЛАЗЕРНА ТЕРМОДЕСТРУКЦІЯ

ВНУТРІШНЬОМОЗКОВИХ ПУХЛИН ПІВКУЛЬ ВЕЛИКОГО МОЗКУ

(КЛІНІКО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)

14.01.05 – нейрохірургія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України

Науковий керівник доктор медичних наук Розуменко Володимир Давидович,

Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова

АМН України, головний науковий співробітник, завідувач відділу внутрішньомозкових пухлин, Заслужений лікар України

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор, Могила Василь Васильович, Кримський державний медичний університет імені С.І.Георгієвського, завідувач кафедри нейрохірургії

доктор медичних наук Вербова Людмила Миколаївна, Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, старший науковий співробітник

Провідна установа

Одеський державний медичний університет МОЗ України, кафедра факультетської хірургії з курсом нейрохірургії, м. Одеса

Захист відбудеться “05” лютого 2002 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.557.01 при Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України (04050, м. Київ, вул. Мануїльського, 32).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України (04050, м. Київ, вул. Мануїльського, 32).

Автореферат розісланий “ 29 ” грудня 2001 року.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук Чеботарьова Л.Л.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Пухлини центральної нервової системи складають 2% - 5% серед онкологічних захворювань людини; 50 – 55 % з них – внутрішньомозкові, 60 % внутрішньомозкових пухлин – злоякісні (Takakura K., 1999). Щорічно в Україні діагностується близько 5000 нових випадків пухлин мозку (Розуменко В.Д., 2001). Середня тривалість життя хворих внутрішньомозковими пухлинами складає менше року і лише 20 % хворих живуть 2 роки і більше (Зозуля Ю.А. и соавт., 1999).

Інвазивний характер росту внутрішньомозкових пухлин, розповсюдження в функціонально значимі зони і серединні структури мозку, що виключає можливість їх радикального хірургічного видалення, приводить до неминучого рецидивування процесу (Barker F.G. et al., 1998; Nieder C. et al., 1999; Hoegler D.B., Davey P., 1997; Зозуля Ю.А. и соавт., 1998). Максимально можливе видалення пухлини в адекватному, функціонально обгрунтованному об’ємі із забезпеченням внутрішньої декомпресії є вирішальним фактором, який заощаджує необхідний резерв часу для подальшої хіміо- та променевої терапії, визначає ефективність комбінованого лікування і в кінцевому підсумку якість життя оперованих хворих ( Daneyemez M. et al., 1998; Keles G.E. et al., 1999; Toms S.A. et al., 1999; Takakura K., 1999; Розуменко В.Д. и соавт., 2001).

Принципово нові можливості в лікуванні внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку відкриваються із запровадженням сучасних прогресивних хірургічних технологій (Shafman T.D., Loeffler J.S., 1999; Kondziolka D. et al., 1997). Стрімкий розвиток методів лікування, які базуються на використанні контрольованих фізичних явищ: лазерного випромінювання, низьких і високих температур, ультразвуку та ін., дозволяє розробляти нові методологічні підходи в хірургії внутрішньомозкових пухлин, що розповсюджуються в функціонально значимі зони та медіанні структури мозку (Diederich C.J., Hynynen K., 1999; Oi S., 1999; Mueller-Lisse U.G., Heuck A.F., 1998; Menovsky Th., 1996). Проблема застосування лазерних технологій при пухлинах мозку в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова розробляється на протязі 20 років (Ромоданов А.П. и соавт., 1984; Зозуля Ю.А. и соавт., 1985, 1992; Розуменко В.Д., 1987, 1998).

Якісно новий рівень проведення хірургічних втручань при внутрішньомозкових пухлинах відкриває метод лазерної термодеструкції (ЛТД), який базується на інтраопераційному використанні термокоагуляційних властивостей високоенергетичного лазерного випромінювання та його цілеспрямованої дії на пухлину (Розуменко В.Д., Таранов В.В., 1998; Розуменко В.Д. и соавт., 2001), що дозволяє підвищити радикальність операцій при мінімізації хірургічного травматизму, забезпечує підвищення якості життя оперованих хворих.

Розробка методу ЛТД внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку є актуальною, важливою в науковому і практичному плані проблемою, що відповідає сучасним тенденціям розвитку хірургічної нейроонкології.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Матеріали дисертаційної роботи є фрагментом планових науково-дослідних тем, які виконувались в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова на протязі 1996 – 2001 рр., зокрема: В/1 К.26.02.12.96, № держреєстрації 0196У006536; В/1 К.26.02.03.98, № держреєстрації 0198У001332; В/1 26.02.03.00, № держреєстрації 0101У000576.

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є підвищення ефективності хірургічного лікування хворих із внутрішньомозковими пухлинами півкуль великого мозку шляхом розробки та клінічної апробації лазерної термодеструкції із застосуванням сучасних лазерних технологій.

Для досягнення поставленої мети необхідно розв’язати такі задачі:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Об'єкт дослідження: внутрішньомозкові пухлини півкуль великого мозку.

Предмет дослідження: 1) інтраопераційна ЛТД внутрішньомозкових пухлин з використанням неперервного і імпульсного режимів генерації високоенергетичного лазерного випромінювання; 2) термометрична і патоморфологічна реакція мозкової речовини і пухлинної тканини при лазерній термодеструкції в експерименті.

Методи дослідження: 1) метод клінічного дослідження з залученням сучасних нейроінтраскопічних методів діагностики - комп'ютерної томографії, магнітно-резонансної томографії, однофотонної емісійної комп'ютерної томографії; 2) метод експерименту на моделі перевивної злоякісної гліоми щурів (штам 101,8) і інтактному мозку кролів in vivo.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше з метою інтраопераційної лазерної термодеструкції в нейроонкології досліджено в експерименті та апробовано в клініці неперервний і імпульсний режими генерації лазерного випромінювання, встановлено їх термотерапевтичну ефективність у вигляді незворотніх морфологічних змін в пухлинній тканині.

На світооптичному і електронно-мікроскопічному рівнях встановлені характерні для ефекту лазерної термодеструкції зони коагуляційного некрозу, некробіозу, досліджена глибина їх розповсюдження в залежності від параметрів та експозиції неперервного і імпульсного режимів генерації лазерного випромінювання.

На електронно-мікроскопічному рівні встановлено незворотність процесу термодеструкції пухлинних клітин. Відмічено ефект “відстроченої” лазерної термодеструкції пухлини. Вперше встановлено, що ступінь виразності термодеструктивних змін в тканині пухлини після опромінювання наростає в динаміці протягом 24 – 48 годин.

Вперше розроблено алгоритм інтраопераційної лазерної термодеструкції внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку залежно від їх гістоструктури, локалізації, ушкодження медіанних структур та функціонально важливих зон мозку.

Вперше проведено порівняльну оцінку ефективності диференційованих способів неперервного і імпульсного режимів лазерної термодеструкції при внутрішньомозкових пухлинах різного ступеня анаплазії, особливостей поширення, локалізації, тяжкості вихідного стану хворих.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено принципово новий високоефективний метод лазерно-хірургічних операцій при внутрішньомозкових пухлинах головного мозку, який грунтується на інтраопераційному застосуванні лазерної термодеструкції пухлинної тканини.

Вирішені питання технічного забезпечення методу ЛТД при видаленні внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку: модифіковано неодимовий лазер на алюмоіттрієвому гранаті (довжина хвилі 1.06 мкм) з можливістю випромінювання в неперервному та імпульсному режимах генерації (патент №39052А); розроблені мініатюрний датчик інтраопераційного розподілу температур пухлинної і мозкової тканин під дією високоенергетичного лазерного випромінювання, оптичні випромінювачі з циліндричною (патент №43749А), сферичною (патент №43750А) та конічною індикатрисами розсіювання.

На основі проведених експериментальних та клінічних досліджень розроблені основні способи інтраопераційного застосування методу лазерної термодеструкції внутрішньомозкових пухлин (патенти №№ 38902А, 43757А), оптимізовано режими і параметри лазерної термодеструктивної дії високоенергетичного лазерного випромінювання на пухлинну тканину, методологічні прийоми виконання лазерної термодеструкції, які відкривають нові можливості в підвищенні радикальності та зниження травматичності операцій при видаленні пухлин мозку, що розповсюджуються в функціонально значимі зони і глибинні структури мозку. Розроблена і вперше апробована в клінічній практиці селективна лазерна термодеструкція гіперваскуляризованих пухлин (патент №39053А), що базується на оптичному інтраопераційному контрастуванні пухлинної тканини.

Розроблений метод інтраопераційної лазерної термодеструкції запроваджено в клінічну практику Інституту нейрохірургії АМН України; дані про диференційовані способи ЛТД внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку включені до курсу лекцій і практичних занять на кафедрах нейрохірургії Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика МОЗ України, Національного медичного університету імені О.О. Богомольця та Кримського державного медичного університету імені С.І. Георгієвського.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним науковим дослідженням автора. Здобувачем особисто проведено літературно-патентний пошук і аналіз наукової літератури, сформульовано мету та основні задачі дослідження, самостійно проведені експериментальні дослідження. Здобувач приймав безпосередню участь в клінічних дослідженнях по застосуванню розробленого методу ЛТД, самостійно проводив етап інтраопераційної лазерної термодеструкції при внутрішньомозкових пухлинах. Дисертант особисто виконав оформлення іллюстративного матеріалу, аналіз та обробку результатів досліджень і написав усі розділи дисертації.

Ідея розробки напрямку наукових досліджень визначена і виконана під керівництвом головного наукового співробітника, завідувача відділення внутрішньомозкових пухлин Інституту нейрохірургії АМН України, Заслуженого лікаря України, доктора медичних наук Розуменка В.Д. Світооптичні і електронно-мікроскопічні дослідження експериментального матеріалу проведено під керівництвом доктора медичних наук Семенової В.М. та доктора медичних наук, професора А.Т.Носова.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що включені до дисертації, доповідались на I та II Українських конгресах по мінімально інвазивній і ендоскопічній хірургії (Київ, 1999; Київ, 2001), II з'їзді онкологів країн СНД (Київ, 2000), II Українській конференції молодих вчених, присвяченій пам'яті академіка Фролькіса В.В. (Київ, 2001), III Міжнародному конгресі нейрохірургів країн Причорномор'я (Одеса, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертаційного дослідження опубліковано 23 наукові роботи , із них 5 статей у фахових журналах, 11 тез доповідей на конгресах, з'їздах, конференціях та 7 патентів України на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, 3 розділів власних досліджень, заключної частини, висновків, списка використаних джерел, додатка. Загальний обсяг дисертації становить 127 сторінок машинопису. Робота ілюстрована 69 рисунками та 7 таблицями. Список літератури містить 315 джерел, з них 61 кирилицею, 254 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Матеріали і методи дослідження. Робота базується на матеріалі 96 спостережень застосування розробленого принципово нового методу інтраопераційної лазерної термодеструкції внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку. Хворі знаходились на лікуванні в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України за період з 1995 по 2001 роки.

В якості джерела високоенергетичного лазерного випромінювання нами використоно хірургічний лазер на алюмоіттрієвому гранаті з неодимом (довжина хвилі 1.06 мкм), модернізований з метою проведення лазерної термодеструкції внутрішньомозкових пухлин в неперервному та імпульсному режимах генерації випромінювання. Для оптимального опромінення пухлинної тканини нами розроблені і апробовані спеціальні оптичні наконечники з конічною, циліндричною та сферичною індикатрисами розсіювання випромінювання, а також малоінерційний датчик інтраопераційного виміру температури з мініатюрним термозондом. Розроблені оптичні випромінювачі використовувались для безконтактного термовпливу на пухлинну тканину. Технологія ЛТД оптимізована методом математичного моделювання процесу.

Експериментальні дослідження проведено на 32 білих нелінійних щурах і 19 статевозрілих кролях. На інтактному мозку кролів досліджувалась температурна реакція мозкової тканини in vivo при дії випромінювання АІГ-неодимового лазера методом індикації температурних полів (на глибині до 10 мм) мініатюрним термозондом. Візуально оцінювались макроскопічно визначаємі зміни опромінюваної поверхні мозкової речовини, відпрацьовувались експозиційно-емісійні режими лазерної дії на тканину мозку in vivo. На світооптичному і електронно-мікроскопічному рівнях проведено дослідження патоморфологічної реакції мозкової речовини на дію високоенергетичного випромінювання АІГ-неодимового лазера в неперервному і імпульсному режимах генерації.

На моделі перевивної злоякісної гліоми щурів (штам 101.8) досліджено оптимізовані параметри лазерної дії при неперервному і імпульсному режимах генерації АІГ-неодимового лазера.

Оцінку ефективності лазерної термодеструкції проведено на основі морфологічних світооптичних і електронно-мікроскопічних досліджень. За контрольну групу визначили тварин з перевивною злоякісною гліомою (штам 101.8) без застосування лазерного опромінення.

За часу експозиції 300 с при неперервному режимі лазерної дії відповідно щільності випромінювання в 19.1 Вт/см2, 12.7 Вт/см2 і 6.4 Вт/см2 в мозковій речовині in vivo моделювались температурні поля в 60?С, 50?С і 45?С. При імпульсному режимі опромінення (експозиція 30 с) на глибині 10 мм мозкової речовини подібні температурні поля (60?С, 50?С і 45?С) утворено при 1 Вт/см2, 0.75 Вт/см2 і 0.5 кВт/см2 лазерної дії відповідно.

Результати експериментальних досліджень. Встановлено, що при застосуванні неперервного режиму лазерного випромінювання колір опромінюваної ділянки мозку не змінюється на протязі 300 с опромінення. При імпульсному режимі опромінення кора мозку стає блідою та обезводнюється, починаючи з 60 с лазерної дії. Потім судини і мозкова речовина коагуляються і після 120 с опромінення починають обвуглюватись.

Встановлено, що температура мозкової тканини кролів при 19.1 Вт/см2 лазерного випромінювання становить незмінне плато в 60?С на 120 – 300 с неперервного режиму лазерної дії і є оптимальною для термотерапевтичного прогріву мозкової речовини in vivo. Відмічено, що подібний температурний прогрів тканини мозку кролів формується на протязі 15 – 30 с імпульсного режиму генерації випромінювання при 1 кВт/см2 лазерної дії.

При світлооптичному гістологічному дослідженні тканини мозку, забір якої проводився безпосередньо після 19.1 Вт/см2 дії неперервного режиму лазерного опромінення і експозиції 300 с, встановлено наступні зміни. За напрямком випромінювання мозкова речовина має вигляд широкої клиноподібної зони безструктурної аморфної тканини, яка не містить збережених клітин і уявляє собою зону коагуляційного некрозу, що розповсюджується на глибину до 4 мм та включає рідкісні глибки обвуглених частинок. Зона некробіозу, що складається із нежиттєздатних клітин, розповсюджується від зони некрозу углиб мозкової речовини на 3 мм і представлена більш ущільненою, інтенсивно забарвленою тканиною із зморщеними нервовими клітинами, що мають гіперхромні невідрізнимі ядра. Цитоплазматичні тіла нейроцитів округлі, з втраченими відростками. Ушкодження клітинних елементів цієї зони являються незворотніми і характеризуються типовими змінами ядра (каріопікноз) і цитоплазми (коагуляція).

В зоні набряку (ширина 2 - 3 мм) зустрічаються багаточисельні нейрони в стадії реактивних змін ультраструктурних елементів. Поряд з реактивними змінами в частці нейронів рідше виявляються ознаки деструктивних змін, що проявляється в підвищенні осміофілії ядра, деструкції ультраструктурних органел цитоплазми, зокрема мітохондрій. Однак, в окремих клітинах уже виявляються ознаки репаративної регенерації, що проявляється конденсацією гранул рибонуклеопротеїда по периферії нуклеолемного ядерця або в центрі ядра, збільшенням кількості рибосом і полісом в цитоплазмі нейронів, гіпертрофією ЕПС і комплексу Гольджі та посиленням лізосомальної активності в цитоплазмі.

При імпульсному режимі лазерної дії (експозиція 30 с, щільність потужності 0.75 кВт/см2) за напрямком опромінення в мозковій тканині визначається виразна різниця між ураженою та інтактною ділянками, що складається із вузької клиноподібної зони коагуляційного некрозу (глибина 4 - 5 мм), зовні якої визначається зона некробіозу (ширина 1 - 2 мм), в якій нейроцити і гліоцити виявляють грубі некробіотичні зміни клітинного компонента в цих ділянках. Зона некробіозу переходить в зону набряку (ширина 2 – 3 мм), в якій виявляється набухання волокон гліальної сітки. На ультраструктурному рівні встановлено, що в порівнянні з неперервним режимом лазерної дії, при імпульсному режимі опромінення в багатьох нейронах спостерігається більш виразне набухання мітохондрій з вогнищевим просвітленням забарвлення матриксу і деструкцією мітохондріальних кріст.

В гострому досліді на перевивній злоякісній гліомі щурів (штам 101.8) при неперервному режимі генерації випромінювання встановлено, що при 6.4 Вт/см2 лазерної дії (експозиція 300 с) на глибині за напрямком випромінювання до 2 - 3 мм виявляється коагуляційний некроз у вигляді рівномірної безструктурної зони, що містить поодинокі пустоти чи порожнини, утворені в результаті закипання чи випаровування внутрішньотканинної рідини. Визначається також велика кількість уражених пухлинних клітин. Поряд з цим спостерігаються ознаки внутрішньосудинної коагуляції формених елементів крові з утворенням тромбованих мас. В проміжках між вогнищами деструкції пухлинні клітини проявляють слабке забарвлення ядер і цитоплазми, в результаті чого такі ділянки виглядають більш блідими. Однак, на відстані 5 мм від місця випромінювання пухлина містить звичну структуру і іифільтративний характер росту. При заборі матеріалу через 24 години після опромінення вогнище термодеструкції, що включає осередки гідропічної дистрофіїпухлинних клітин, поширюються до 3 – 4 мм.

При 12.7 Вт/см2 дії неперервного режиму лазерного випромінювання (експозиція 300 с) встановлено, що розповсюдження зони термодеструкції складає 6 мм. Масиви пухлинних клітин, оточуючих зону термодеструкції, виявляють грубі дистрофічні і дегенеративні зміни, які знаходяться на широкому протязі як в ділянках термодеструкції, так і в суміжних ділянках зміненої пухлинної тканини.

Результати гістологічних досліджень перевивної злоякісної гліоми щурів (штам 101.8) при 0.5 кВт/см2 дії імпульсного режиму лазерної термодеструкції показали, що при експозиції 30 с зона некрозу в пухлинній тканині (глибина – 2 мм) утворена множинними, перважно невеликими ділянками деструкції пухлинних клітин з ознаками обвуглювання в зоні дії лазерного променя. В цих ділянках пухлинні клітини виявляють зниження забарвлення ядер, змазаність і поблідніння контурів цитоплазми і ядер. На переважному протязі пухлини цитоплазма пухлинних клітин піддана гідропічній трансформації, “зпінюванню”, а в утворених порожнинах “плавають” ядра – деформовані, зморщені і різко гіперхромні. При заборі матеріалу через 24 години довкола вогнища некрозу виразно формується зона дистрофічних змін (ширина – 3 мм) в пухлинних клітинах у вигляді вакуолізації цитоплазми, пікноза ядер. В цих же ділянках пухлини формуються клітини-тіні, а також поля різко зниженого забарвлення пухлинної тканини, що надає цим ділянкам бліду змазану структуру.

Встановлено, що ультраструктурні зміни тканини пухлини в зоні термодеструкції під дією неперервного і імпульсного режимів генерації мають абсолютно незворотній характер. В зруйнованих пухлинних клітинах виявляються дегенеративні, незворотні зміни із розривом ядерних та цитоплазматичних мембран, пікнозом (зморщуванням) ядер, вакуолізацією і повною деструкцією внутрішньоцитоплазматичних структур. Незалежно від режиму генерації лазерної термодеструкції на глибині 8 мм проти місця опромінення в пухлинній тканині визначається помірна дистрофія цитоплазми клітин, зниження кількості хроматину і виявлення маргінальної конденсації ядер таких клітин, визначається субмікроскопічний субстрат у вигляді виразної дезорганізації і руйнування органел цитоплазми з явищами вакуолізації органел мітохондрій, що є ознаками нежиттєздатності суміжних ділянок зміненої пухлинної тканини, що не мали досить грубих змін на світлооптичному рівні.

Результати клінічних досліджень та їх обговорення. На матеріалі 96 спостережень нами проаналізовано результати клінічної апробації методу лазерної термодеструкції внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку. Планування і вибір способу ЛТД проведено з урахуванням розробленого алгоритму (рис.1) і комплексної оцінки результатів комп'ютерної томографії (96 спостережень), магнітно-резонансної томографії (58 спостережень), однофотонної емісійної комп'ютерної томографії 946 спостережень). У 85 із 96 оперованих хворих були первинні гліальні пухлини різного ступеня анаплазії, у 5 хворих – саркоматозні пухлини, та ще у 6 хворих – метастатичні пухлини (табл.1). 15 з 96 хворих оперовано в зв'язку з продовженим ростом гліом мозку. Домінантна півкуля великого мозку була вражена пухлиною в 54 спостереженнях. В 42 випадках встановлено розповсюдження пухлини в серединні структури мозку, а в 36 спостереженнях – в функціонально значимі зони мозку. В 38 спостереженнях пухлина розташовувалась в лобній частці, в 21 – в скроневій, в 14 – в тім'яній. Дві суміжні долі мозку були уражені в 18 випадках (лобно-скронева локалізація – 8, скронево-тім'яна – 8, тім'яно-потилична – 2), три суміжні долі – в 5 спостереженнях.

При плануванні хірургічного втручання виходили із основного принципового положення: внутрішньомозкові пухлини підлягають видаленню в максимально дозволеному об'ємі в межах функціонально обгрунтованих кордонів із забезпеченням фактору ефективної внутрішньої декомпресії.

Для забезпечення ефекту термодеструкції високоенергетичний лазерний промінь АІГ-неодимового лазеру використовувався в якості принципово нового термопрецізійного інструменту за умов низької вихідної потужності та тривалої експозиції випромінювання. При цьому вивчались його термодеструктивні можливості, розглядались і оцінювались дистанційні переваги відносно інших інструментів гемостазу, розроблялись методичні прийоми ефективного мініінвазивного використання лазерного випромінювання при різних індикатрисах розсіювання та експозиції в залежності від локалізації та глибини розповсюдження пухлинного процесу.

Рис.1. Алгоритм проведення лазерної термодеструкції внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку

Випромінювання АІГ-неодимового лазера використовувалось з метою впливу на невидалені фрагменти пухлинної тканини, що спричиняє їх деваскуляризації і термодеструкції. В відповідності з очікуваним характером і напрямком лазерної дії нами розроблено 3 методи ЛТД та методологічні основи їх диференційованого застосування в процесі хірургічного втручання.

В 49 спостереженнях в процесі операції виконана лазерна термодеструкція залишків пухлинної тканини на стінках післяопераційного ложа. Спосіб прецизійної термодеструкції полягав у виконанні рівномірного сканування “підозрілих” до інвазії ділянок післяопераційного ложа дефокусованим променем імпульсного режуму генерації випромінювання при щільності потужності 1 кВт/см2 (енергія імпульсу – 200 мДж, частота – 12 Гц, дистанція – 5 мм, експозиція в одному секторі – 7 – 15 с). Сумарна експозиція імпульсного режиму опромінення післяопераційного ложа визначалась за даними однофотонної емісійної комп'ютерної томографії (ОФЕКТ) і становила 300 – 420 с для пухлин I – II ступеня анаплазії, та 600 – 720 с – для пухлин III – IV ступеня анаплазії з урахуванням виразності мережі новоутворених судин.

Таблиця 1.

Розподіл обстежених хворих за гістоструктурою та степенем анаплазії пухлини.

Гістоструктура пухлини | Ступінь анаплазії | Кількість спостережень

астроцитома | II | 15

олігодендрогліома | II | 2

епендімоастроцитома | II | 1

анапластична астроцитома | III | 41

анапластична олігодендрогліома | III | 9

гліобластома | IV | 17

гліосаркома | IV | 1

лімфосаркома | IV | 1

поліморфноклітинна саркома | IV | 1

ангіосаркома | IV | 2

метастатичні пухлини | IV | 6

всього | 96

В 38 спостереженнях проведено лазерну термодеструкцію ділянок пухлини, що розповсюджувалась в медіанні структури мозку, а також ділянок пухлини, які вражали функціонально значимі відділи мозку. З метою об'ємного дозованого руйнування пухлини використовувався оптичний наконечник з конічною індикатрисою розсіювання та неперервний режим генерації випромінювання. Параметри експозиції опромінення: 300 с – для пухлин I – II ступеня анаплазії, 600 с – для пухлин III – IV ступеня анаплазії; щільність потужності – 12,7 Вт/см2 (дистанція – 5 мм, вихідна потужність - 10 Вт).

В 9 випадках виконано селективну лазерну термодеструкцію гіперваскуляризованих внутрішньомозкових пухлин. “Контрастування” пухлини при селективній ЛТД досягається шляхом внутрішньовенного введення хворому безпосередньо під час операції (за 15 – 20 хвилин до початку етапу лазерної термодеструкції) однієї із рентгенконтрастуючих речовин (наприклад, 60% тріомбраст в кількості 300 мг/кг ваги хворого). Параметри опромінення: експозиція - 600 с, щільність потужності - 12,7 Вт/см2 (дистанція – 5 мм, вихідна потужність – 10 Вт). Спосіб селективної ЛТД використовувався для вибіркового впливу на “острівці” невидалених ділянок пухлини з виразною судинною мережею. Рентгенконтрастуюча речовина зменшує оптичний показник розсіювання тканини і збільшує глибину проходження випромінювання в 1.3 – 1.5 разів (Тучин В.В., 1998).

Гемостаз при проведенні лазерної термодеструкції пухлини забезпечували шляхом впливу дефокусованим лазерним променем на сітку новоутворених судин, що дозволяє уникнути утворення післяопераційних гематом в ложі видаленої пухлини. Ускладнень, безпосередньо зв'язаних з застосуванням методу лазерної термодеструкції пухлини, не відмічено. Через добу після операції (або на момент виписки) всім хворим проводилось контрольне КТ дослідження. Результати КТ та МРТ досліджень в динаміці підтверджують ефект некрозоутворення в залишках пухлини.

Застосування методу забезпечує якісно новий рівень проведення хірургічних втручань, підвищує його ефективність, дозволяє провести видалення внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку в більш повному об'ємі, знизити травматичність операції, достовірно підвищити якість життя оперованих хворих.

Якщо до операції переважали хворі, тяжкість стану яких за шкалою Карновського відповідала 60 балам і нижче (що складає 85,4%), то після операції процент таких хворих знизився до 42,7%; у той же час кількість хворих з доопераційним індексом Карновського 70 балів і вище в результаті проведених опративних втручань збільшилась з 14,6% до 57,3%. Післяопераційних гнійно-запальних і геморагічних ускладнень та летальних випадків при видаленні внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку із застосуванням методу ЛТД в наших спостереженнях не було.

Оцінюючи результати проведення ЛТД в цілому в наших спостереженнях, слід рахувати їх позитивними, виходячи із наступних чинників:

1)

2)

3)

ВИСНОВКИ

1. Лазерна термодеструкція (ЛТД) – принципово новий та високоефективний метод хірургічного лікування внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку. Застосування ЛТД найбільш ефективно при пухлинах, що локалізуються в функціонально значимих відділах мозку та при їх медіанному поширенні.

2. Технологія методу ЛТД і його клінічна реалізація грунтуються на використанні сучасної лазерної техніки, модернізованої згідно умов проведення інтраопераційної ЛТД із застосуванням неперервного і імпульсного режимів генерації випромінювання АІГ-неодимового лазера та спеціально розроблених оптичних пристроїв з циліндричною, сферичною та конічною індикатрисами розсіювання лазерного випромінювання.

3. Розроблений алгоритм проведення ЛТД побудований на комплексній оцінці передопераційних даних КТ, МРТ, ОФЕКТ досліджень з урахуванням локалізації, особливостей розповсюдження і ступеня анаплазії пухлини, що дозволяє обрати оптимальний спосіб лазерної термодеструкції та суттєво підвищити ефективність хірургічного лікування з використанням лазерного випромінювання кожного конкретного хворого.

4. Параметри проведення ЛТД визначені в експерименті методом індикації температурних полів із застосуванням мініатюрного внутрішньотканинного термозонду, що дозволив забезпечити оптимальний режим розподілу температурних полів в пухлині.

5. Використання неперервного та імпульсного режимів випромінювання з метою отримання ефекту лазерної термодеструції викликає відносно однотипні коагуляційно-некротичні світлооптичні та електронно-мікроскопічні зміни пухлинних клітин. При ЛТД в пухлинній тканині формуються зони коагуляційного некрозу, некробіозу та набряку. Зона некрозу подана зруйнованими пухлинними клітинами з розривом ядерних і цитоплазматичних мембран, пікнозом ядер, вакуолізацією та повною деструкцією внутрішньоцитоплазматичних структур. В зоні некробіозу виявляються розповсюджені ділянки деструкції більшості пухлинних клітин з геморагічними змінами. Незворотність цих змін підтверджується електронно-мікроскопічно. Для зони набряку характерна гідропічна трансформація цитоплазми значних масивів пухлинних клітин з ультраструктурними ознаками клітинної регенерації. Виразність морфологічних змін наростає в динаміці і набуває максимального значення протягом 24 – 48 годин.

7.

7. Переваги використання імпульсного режиму полягають у зменшенні сумарної експозиції термодеструктивної дії та особливостях поширення лазерного випромінювання. Імпульсний режим генерації виппромінювання належить застосовувати для проведення ЛТД зон пухлинної інфільтрації післяопераційного ложа. Для ЛТД ділянок пухлини, що поширюються медіанно і в функційно важливі зони, а також для селективної ЛТД гіперваскуляризованих пухлин, показано застосувати неперервний режим генерації випромінювання.

8. За результатами клінічної апробації методу лазерної термодеструкції встановлена його висока ефективність, конкурентоспроможність в порівнянні з існуючими методами хірургічних втручань. Застосування методу ЛТД дозволяє забезпечити високу якість життя оперованих хворих, знизити травматичність операцій та запобігти післяопераційних ускладнень і летальних випадків.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

АНОТАЦІЯ

Хоменко О.В. Інтраопераційна лазерна термодеструкція внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку (клініко–експериментальне дослідження). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.01.05 – нейрохірургія. – Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, Київ, 2002.

Дисертація присвячена розробці методу лазерної термодеструкції (ЛТД) - принципово нового хірургічного методу лікування внутрішньомозкових пухлин півкуль великого мозку. Метод ЛТД грунтується на локальному підвищенні температури пухлинної тканини з метою її руйнування із застосуванням неперервного і імпульсного режимів генерації випромінювання АІГ-неодимового лазеру (довжина хвилі 1,06 мкм). На моделі перевивної гліоми та мозковій речовині експериментальних тварин встановлено особливості патоморфологічних змін в зоні термодеструкції з формуванням зон коагуляційного некрозу, некробіозу і перицеллюлярного набряку та вивчено розподіл температурних полів при різних режимах ЛТД. Відмічено ефект “відстроченої” термодеструкції, що наростає через 24 – 48 годин після опромінення. Розроблено алгоритм застосування ЛТД та 3 способи їх диференційованого застосування: 1) ЛТД зон пухлинної інфільтрації післяопераційного ложа (49 спостережень); 2) ЛТД часток пухлини з розповсюдженням медіанно та у функціонально значимі зони мозку (38 спостережень); 3) селективна ЛТД (9 спостережень). Результати клінічних досліджень свідчать, що метод ЛТД дозволяє знизити хірургічну травматичність, підвищити радикальність хіругічних операцій та забезпечити добру якість життя оперованих хворих.

Ключові слова: внутрішньомозкові пухлини, лазерне випромінювання, термодеструкція.

АННОТАЦИЯ

Хоменко А.В. Интраоперационная лазерная термодеструкция внутримозговых опухолей полушарий большого мозга (клинико-экспериментальное исследование). – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.05 – нейрохирургия. – Институт нейрохирургии имени академика А.П.Ромоданова АМН Украины, Киев, 2002.

Диссертация посвящена разработке метода лазерной термодестрцукции (ЛТД) – принципиально нового хирургического метода лечения внутримозговых опухолей полушарий большого мозга. Метод ЛТД основан на локальном повышении температуры опухолевой ткани с целью ее разрушения с использованием непрерывного и импульсного режимов генерации излучениря АИГ-неодимового лазера (длина волны 1,06 мкм). На модели перевивной глиомы и мозговом веществе экспериментальных животных установлены особенности патоморфологических изменений в зоне термодеструкции с формированием зон коагуляционного некроза, некробиоза и перицеллюлярного отека, а также изучено распределение температурных полей при различных режимах ЛТД. Отмечено эффект “отсроченной” термодеструкции, которая наростает через 24 – 48 часов после облучения. Разработан алгоритм применения ЛТД и 3 способа их дифференцированного применения: 1) ЛТД зон опухолевой инфильтрации послеоперационного ложа (49 наблюдений); 2) ЛТД участков опухоли с распространением медианно и в функционально значимые отделы мозга (38 наблюдений); 3) селективная ЛТД (9 наблюдений). Результаты клинических наблюдений свидетельствуют, что метод ЛТД позволяет снизить хирургическую травматичность, повышает радикальность операций и обеспечивает хорошее качество жизни оперированных больных.

Ключевые слова: внутримозговые опухоли, лазерное излучение, термодеструкция.

SUMMARY

O.V.Khomenko. “Interoperative laser thermodestruction of the large brain hemispheres tumours (Clinical and exrerimental research)”. – Manuscript.

Thesis for the scientific degree – candidate of medical sciences in 14.01.05 – neurosurgery. Institute of neurosurgery named after academician A.P.Romodanov of Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kyiv, 2002.

The dissertation focused on the problem of the laser thermodestruction (LTD) as on principle new surgical method of the brain tumours' treatment. LTD clinical use is directed on the increase of radicality and reduction of the traumatic surgical operations on the large brain hemispheres tumours, which are spreading in functionally significant parts and deep-seated brain structures.

The laser thermodestruction (LTD) method is based on the local increasing of tumour temperature tissue with the purpose of its destruction without allocation from environmental brain structures by a surgical way.

On the researches results of, which were carried out, on the glial tumours model and experimental animals’ brain substance the features of patomorphological changes in the thermodestruction center under continuous and laser pulse modes influence with formation