Neuronavegação funcional A tecnologia convencional de neuronavegação é a aplicação de imagens anatómicas para localizar com precisão lesões intracerebral, a fim de conseguir uma pequena incisão no couro cabeludo para a cirurgia craniana com o mínimo de danos neurológicos e para satisfazer os requisitos minimamente invasivos do paciente. A navegação neurológica funcional utiliza tecnologia de fusão multi-imagem para integrar imagens anatómicas mostrando o tumor, imagens corticais funcionais e do feixe de condução, combinadas com técnicas de navegação e posicionamento para conseguir a excisão total da lesão, preservando simultaneamente as estruturas cerebrais funcionais (córtex funcional e feixes de condução subcortical) e funcionais. A navegação neurológica funcional protege o paciente de perturbações pós-operatórias do movimento, fala e visão dos membros. 1. imagens funcionais do cérebro Existem muitas áreas funcionais na superfície do cérebro que são responsáveis pelo movimento, sensação, linguagem e visão. Estes cortices funcionais não diferem na aparência do resto do cérebro e só podem ser localizados de forma aproximada, baseando-se na localização espacial anatómica do cérebro. Este método de localização é impreciso, sujeito a grandes erros e susceptível de interferência por vários factores. Existe agora uma técnica especial de imagem que pode mostrar as áreas funcionais do córtex cerebral, chamada tecnologia dependente do nível de oxigénio no sangue (BOLD), proposta pela primeira vez pelo cientista japonês Seiji Ogawa em 1990.17 BOLD utiliza a hemoglobina como agente de contraste endógeno e consegue imagens através de alterações nos níveis de saturação de oxigénio no sangue. Quando os neurónios em áreas funcionais do córtex cerebral são activados, o metabolismo é activo, seguido de um aumento do fluxo sanguíneo microcirculatório e de um aumento da proporção local de oxihemoglobina/deoxi-hemoglobina. Como a deoxiaemoglobina é uma substância paramagnética poderosa, enquanto a oxiemoglobina é uma substância anti-magnética. Como resultado, a intensidade do sinal na zona de activação cortical é maior do que a zona inactiva no T2WI. Sobrepondo o elevado sinal das áreas activadas à imagem estrutural do cérebro em pseudo-cor por técnicas de pós-processamento de imagem por computador, pode-se obter uma imagem funcional do córtex cerebral activado. A técnica BOLD é agora capaz de localizar áreas funcionais importantes do cérebro, tais como áreas motoras corticais (primeira área cortical, área pré-motora e áreas motoras suplementares), áreas sensoriais, áreas da linguagem (sensorial e motora) e áreas visuais com maior precisão. As áreas funcionais do cérebro estão ligadas aos órgãos-alvo que inervam e às áreas funcionais através de feixes de condução. Estes feixes de condução são como uma rede informática que transmite ou recebe todo o tipo de informações importantes e são essenciais para a execução de várias funções do cérebro humano. Estes feixes densos, mais delicados que a seda, de condução subcortical estão localizados na matéria branca do cérebro e são tão indistinguíveis do córtex funcional como são a olho nu. Basser e Pierpaoli em 1996 [18,19] foram os primeiros a relatar uma técnica, a difusão de imagens tensoriais (DTI), que abriu a porta à imagem de feixes de nervos subcorticais. Estudos experimentais e clínicos recentes demonstraram que o DTI permite a tractografia 3D de vias de neurotransmissão subcorticais (por exemplo, vias de fibra de matéria branca, como o tracto piramidal, radiações visuais, auditivas e da fala), mostrando a sua morfologia, estrutura e direcção de condução, com base no movimento anisotrópico das moléculas de água dentro das fibras de matéria branca do cérebro. Para além das aplicações clínicas, a imagiologia cerebral funcional é também utilizada em várias áreas de investigação neurológica superior. 2. o conceito de cirurgia neuroguiada funcional O cérebro funcional ou áreas funcionais adjacentes (por exemplo, tumores, malformações arteriovenosas cerebrais, hemangiomas cavernosos, etc.) são frequentemente danificados durante a cirurgia, resultando em complicações tais como paralisia de membros, afasia, dislexia e perda de campo visual. Por conseguinte, tem sido um desafio mundial maximizar a remoção de lesões e preservar ao máximo as estruturas e funções funcionais. Através de investigação experimental e clínica, o Departamento de Neurocirurgia do Hospital Huashan, Faculdade de Medicina de Shangai, Universidade de Fudan, foi o primeiro no mundo a propor e demonstrar o novo conceito de cirurgia de neuronavegação funcional (FNN) [20-24]. Os princípios básicos (Figura 8) são: (1) utilizar a RM convencional para reconstruir o modelo da estrutura craniana, BOLD para localizar o córtex cerebral funcional, e DTI para exibir os feixes de condução nervosa subcortical como o material básico para a fusão multi-imagem, respectivamente. (2) Aplicação de técnicas de fusão de imagens médicas multimodais baseadas no alinhamento rígido do corpo para fundir as estruturas cerebrais acima referidas com imagens funcionais com alta precisão. (3) Aplicando as imagens fundidas em combinação com a neuro-navegação, as estruturas invisíveis funcionais do cérebro tornam-se visíveis e são projectadas no campo cirúrgico para guiar o processo cirúrgico craniano. Isto ajuda a melhorar a taxa de ressecção da lesão e a evitar danos neurológicos através da localização precisa das estruturas neurais funcionais adjacentes, ao mesmo tempo que clarifica os limites da lesão. 3. aplicação clínica da cirurgia de neuronavegação funcional Tomemos o tumor mais comum do sistema nervoso central, glioma (36% de todos os tumores cerebrais e 81% dos tumores cerebrais malignos), por exemplo, uma vez que muitas vezes não existe a olho nu uma fronteira discernível entre o tumor e o tecido cerebral normal. Portanto, apesar dos avanços nas técnicas microcirúrgicas, a ressecção total no sentido da imagem só pode ser alcançada em cerca de 60% dos gliomas. Isto é particularmente verdadeiro para gliomas funcionais, onde a estratégia cirúrgica de “ressecção completa com preservação máxima da função cerebral” é particularmente difícil. A técnica BOLD é utilizada para mapear com precisão a distribuição individualizada de funções corticais superiores, tais como funções motoras, linguísticas, visuais e emotivo-cognitivas. Lehericy [25] e Wu [23] relataram um estudo controlado da localização BOLD do córtex motor com a técnica de estimulação eléctrica directa intra-operatória “padrão ouro”, e os resultados foram altamente consistentes. Rutten [26] e Lang [27] também mostraram um bom acordo entre BOLD e técnicas de estimulação eléctrica para a localização do córtex da fala. A aplicação de imagens BOLD à cirurgia neuroguiada funcional enriquece a quantidade de informação disponível nas imagens de navegação, permitindo uma localização intra-operatória individualizada, em tempo real e precisa das estruturas anatómicas e do córtex funcional para orientar a ressecção de tumores, aumentando a taxa de ressecção completa e reduzindo a incapacidade pós-operatória [21,28]. Do mesmo modo, a aplicação de técnicas de fusão multi-imagem para fundir imagens do feixe de condução nervosa DTI com imagens da estrutura do cérebro por RM pode mostrar claramente a relação adjacente entre a lesão e a via de condução neural funcional. A neuronavegação funcional baseada em DTI ajuda a melhorar a taxa de ressecção de tumores cerebrais adjacentes ao tracto piramidal, radiação visual ou da fala, e permite uma protecção intra-operatória quantitativa destas importantes vias de condução neurológica em imagens (Figura 9), reduzindo a incapacidade pós-operatória, prolongando a sobrevivência pós-operatória e melhorando a qualidade de vida dos pacientes. Desde 2001, durante um período de 5 anos, o Departamento de Neurocirurgia do Hospital Huashan, Shanghai Medical College, Universidade Fudan, tem sido o primeiro no mundo a completar um estudo clínico prospectivo randomizado e controlado em larga escala (n=238) de cirurgia de navegação funcional para o tratamento do glioma (cancro do cérebro) na região motora. Os resultados confirmados com provas médicas baseadas em provas de classe I que: (1) a utilização da nova técnica pode aumentar a taxa de ressecção cirúrgica completa de gliomas de área funcional de 51,7% para 72,0% (próximo da taxa de ressecção completa de cirurgia de navegação de área não funcional). (2) A taxa de incapacidade pós-operatória imediata foi reduzida de 32,8% para 15,3%. (3) A pontuação da função neurológica a longo prazo do paciente aumentou de 74 para 86. (4) O estudo clínico também confirmou a vantagem significativa de sobrevivência independente da nova técnica de neuronavegação funcional. Isto significa que a nova técnica reduz o risco de morte pós-operatória em 43,0% em pacientes com glioma maligno funcional (WHO grau 3-4) em comparação com a cirurgia de navegação convencional. Os resultados da investigação foram publicados na NEUROSURGERY, a principal revista internacional de neurocirurgia [24], e receberam grandes elogios de colegas internacionais, incluindo o Professor Black, Presidente da Federação Mundial de Neurocirurgia, Harvard Medical School, EUA – “Este é um estudo marcante que pode melhorar significativamente É um estudo marcante que pode melhorar significativamente o resultado da cirurgia tumoral em áreas funcionais do cérebro… Os resultados simbolizam o aumento gradual do poder neurocirúrgico da China”. A-C, Reconstrução 3D pré-operatória de um modelo digital craniano individualizado da caixa, com o tumor em verde, o córtex motor em amarelo e a via motora subcortical, o feixe piramidal, em azul. d, Imagem pós-operatória mostrando a ressecção completa do tumor com o córtex motor e o feixe piramidal subcortical intactos.