Fronteiras Académicas
>br />Uma breve descrição dos princípios, aplicações e outros da neuronavegação
>br /> O termo neuronavegação deriva da navegação, que se refere à dependência de um sistema de posicionamento em tempo real para seleccionar uma rota (aproximação) simples e segura para um destino preciso na navegação ou navegação terrestre. Do mesmo modo, o conceito e princípio de navegação é aplicado à neurocirurgia, que é chamada neurocirurgia de navegação, onde o processamento de imagem computorizado e a tecnologia de rastreio e posicionamento do instrumento cirúrgico podem ajudar os cirurgiões a optimizar o acesso cirúrgico e o alcance preciso da operação. Além da neurocirurgia, a tecnologia de navegação tem sido amplamente utilizada em muitos campos, tais como otorrinolaringologia, cirurgia plástica, urologia e ortopedia, desempenhando um papel cada vez mais importante e único na prática cirúrgica. Em neurocirurgia, a tecnologia de navegação também tem sido aplicada em ramos importantes tais como tumor cerebral, malformação vascular, coluna e neurocirurgia funcional, tornando-se uma das ferramentas insubstituíveis. Este artigo fornece uma visão geral da história da neurocirurgia, dos seus princípios e das suas aplicações, com ênfase no seu significado clínico na neurocirurgia funcional.
História da neuronavegação
O conceito de navegação foi visto pela primeira vez em 1907 em pequenos animais por Horsley e Clark. Em 1947, Spiegal e Wycis localizaram com sucesso tecidos moles com a ajuda da “pneumoencefalografia” e foram pioneiros no uso da navegação em cirurgia humana. Durante o mesmo período, Leksell e Riechert na Suécia e Talaiach em França também desenvolveram os seus próprios métodos de localização baseados em técnicas de imagem de projecção, e nas décadas de 1950 e 1960, técnicas de navegação planar baseadas em imagens foram amplamente utilizadas na talamotomia. Mais tarde, o advento do CT tornou as imagens tridimensionais uma realidade e avançou muito no desenvolvimento de técnicas de navegação. Entre 1986 e 1987, diferentes sistemas de navegação foram desenvolvidos quase simultaneamente por Watanabe, Roberts e Basileia. Nas duas décadas seguintes, a tecnologia de neuronavegação foi rapidamente desenvolvida e amplamente utilizada, graças ao aparecimento de muitas técnicas avançadas de imagiologia médica, tais como a ressonância magnética funcional, imagens tensoriais de ressonância magnética (MRI-DTI), imagens ponderadas por ressonância magnética (MRI-DWI), análise espectral por ressonância magnética (MRS), imagens de perfusão por ressonância magnética (PWI), e imagens de perfusão por ressonância magnética (PWI). imagem (PWI), imagem de fonte magnética (MSI), magnetoencefalografia (MEG), tomografia por emissão de pósitrons (PET), ultra-sons intra-operatórios, CT/MRI intra-operatórias, e o desenvolvimento de técnicas de monitorização electrofisiológica. Para além dos avanços na tecnologia de imagem, as técnicas de posicionamento em sistemas de navegação estão a tornar-se cada vez mais sofisticadas (ver secção ‘Princípios’ para detalhes).
Princípios da neuronavegação
O núcleo de um sistema de navegação cirúrgica consiste em duas partes: imagem e posicionamento (Figura 1), que são semelhantes a um “mapa” e uma “bússola” na navegação, respectivamente. Primeiro, os dados de imagem médica são transmitidos ao navegador, que podem incluir tomografia computorizada (CT), ressonância magnética (MRI), tomografia computorizada por emissão de pósitrons (PET), silhueta vascular digital (DSA), etc. Os dados bidimensionais são analisados e processados pelo computador do navegador para obter uma imagem tridimensional que serve como o “mapa” para navegar no procedimento. Em seguida, a posição real da cabeça na sala de operações é registada com a imagem 3D da cabeça do paciente no navegador através do registo do marcador da cabeça do paciente. Vale a pena mencionar que a imagem base do paciente no sistema de neuronavegação pode ser integrada com outras imagens de imagem (por exemplo, RM funcional, magnetoencefalografia, etc.) e experiências electrofisiológicas (por exemplo, mapeamento cortical por estimulação eléctrica), de modo a que a neuronavegação possa não só ajudar plenamente na cirurgia. Deste modo, a neuronavegação não só pode ajudar plenamente na concepção da abordagem cirúrgica, mas também pode reduzir ou evitar danos intra-operatórios em áreas funcionais e reduzir complicações cirúrgicas. A Figura 1 mostra o sistema de neuronavegação StealthStation da Medtronic utilizado no Departamento de Neurocirurgia Funcional do Hospital Xuanwu.
Após o registo, a posição espacial relativa do instrumento cirúrgico no cérebro do paciente depende do sinal que emite ser captado e processado pelo dispositivo de posicionamento espacial Navigator, que pode ser exibido em tempo real num ecrã de computador para orientar o operador na selecção da aproximação ao local/área alvo e da operação cirúrgica no local/área alvo. A sinalização entre os instrumentos neurocirúrgicos e os dispositivos de posicionamento espacial Navigator pode assumir muitas formas, incluindo o posicionamento mecânico, ultra-som, electromagnético, e infravermelho. O mais utilizado actualmente na neuronavegação é o posicionamento óptico (incluindo o sistema StealthStation actualmente utilizado no nosso departamento), onde o díodo emissor de luz infravermelha no instrumento cirúrgico é utilizado como alvo de medição e a câmara CCD (charge-coupled device camera) é utilizada como o sensor para calcular a posição do instrumento cirúrgico.
Aplicações de neuronavegação
Desde a sua invenção, a técnica de neuronavegação tornou-se cada vez mais madura e tem sido amplamente utilizada em vários ramos da neurocirurgia, tais como tumores cerebrais (gliomas, meningiomas, metástases, linfomas, etc.), malformações cerebrovasculares, cirurgia de epilepsia (ressecção de foco epiléptico, calosotomia do corpo), e implante de estimulador eléctrico cerebral profundo.
>br />Em comparação com outros ramos da neurocirurgia, o uso da neuro-navegação em neurocirurgia funcional é relativamente tardio, mas tem mostrado o mesmo valor importante e significado positivo, tornando-se uma das ferramentas importantes da neurocirurgia funcional moderna. A cirurgia da epilepsia é um ramo importante da neurocirurgia funcional. Tal como na ressecção tumoral, a ressecção focal da epilepsia não só permite o desenho do acesso cirúrgico óptimo com a ajuda de técnicas de neuronavegação, minimizando o trauma cirúrgico e encontrando a lesão com precisão, mas também, e mais importante, permite a integração de imagens funcionais e dados electrofisiológicos para remover adequadamente o foco epileptogénico, protegendo ao mesmo tempo as áreas motoras, sensoriais ou da fala, reduzindo as complicações pós-operatórias e melhorando a qualidade de vida do paciente. Em 2001, Roux publicou um artigo em Neurocirurgia especificamente sobre a fusão de imagens funcionais e estimulação eléctrica cortical em procedimentos de neuronavegação. Outro exemplo é a cirurgia de epilepsia do lobo temporal: em 2000, Wurm propôs a aplicação da neuronavegação para ressecção selectiva da amígdala hipocampal (amígdolohipocampectomia selectiva), uma técnica que assegura uma selectividade precisa da ressecção cirúrgica ao mesmo tempo que reduz adequadamente os danos a outros córtex cerebral e vasos sanguíneos.
Além disso, a calosotomia do corpo é um procedimento paliativo a considerar na epilepsia refratária generalizada, especialmente sob a forma de convulsões atónicas (nervosas). O neurocirurgião pediátrico Jea, escrito em Neruosurgery Focus 2008, sugere que a aplicação de um sistema de neuronavegação pode ajudar o cirurgião a determinar a extensão da dissecção (total ou parcial) durante a calosotomia do corpus, bem como a lateralização do hemisfério cerebral para a operação cirúrgica (a fim de proteger o seio sagital superior pars plana). Em conclusão, a neuronavegação, juntamente com a neuromonitorização, foi reconhecida como uma das ferramentas essenciais na cirurgia de epilepsia moderna e tem um valor insubstituível na melhoria do sucesso cirúrgico e na redução das complicações pós-operatórias.
A estimulação cerebral profunda (DBS) é uma abordagem neurocirúrgica microinvasiva. Utiliza uma abordagem estereotáxica para uma localização precisa e estimulação eléctrica de alta frequência através da implantação de eléctrodos em alvos específicos no cérebro. Isto altera a excitabilidade dos núcleos correspondentes para melhorar os sintomas. A eficácia da estimulação eléctrica profunda do cérebro nas perturbações do movimento depende de múltiplos factores, tais como uma boa selecção do paciente e a implantação precisa dos eléctrodos, esta última tradicionalmente conseguida através de cirurgia estereotáxica emoldurada (estereotaxia).
Se a neuronavegação for aplicada à estimulação eléctrica profunda do cérebro, o cirurgião pode confirmar o percurso cirúrgico num ecrã de computador em tempo real, sem depender do quadro da cabeça, mas apenas através do posicionamento de infravermelhos sem fios. O paciente só precisa de fixar um número de marcadores na cabeça, o que é menos desconfortável e stressante, e facilita o movimento e a cooperação durante o teste de estimulação eléctrica intra-operatória, que é chamado DBS sem moldura. Em comparação com a cirurgia estereotáxica sem moldura, a DBS sem moldura tem vantagens óbvias em termos de conforto do paciente e tempo operatório mais curto. Mais investigadores estrangeiros concluíram que os dois são comparáveis em termos de precisão, ou seja, a nova DBS sem moldura também tem uma precisão satisfatória de implantação de eléctrodos. Actualmente, a DBS doméstica adopta principalmente o método estereotáxico tradicional emoldurado, e não foi relatado qualquer estudo comparativo com o tipo sem moldura. Considerando as vantagens óbvias da DBS sem moldura (aplicação de tecnologia de neuronavegação) em termos de conforto do paciente e redução do tempo de operação, vale a pena realizar mais aplicações clínicas e estudos relacionados no futuro.
Além da cirurgia de epilepsia e da estimulação eléctrica cerebral profunda, a tecnologia de neuronavegação também tem sido aplicada a outras doenças neurocirúrgicas funcionais, tais como a estimulação eléctrica do córtex motor para dor neuropática e a colocação da bobina para estimulação magnética transcraniana para pacientes com dor crónica e depressão, mostrando uma vasta gama de perspectivas de aplicação e importantes valores de investigação clínica e científica. Por exemplo, na aplicação da estimulação da medula espinal para o tratamento da dor intratável, a neuronavegação pode ajudar na localização de segmentos vertebrais. Na coagulação térmica por radiofrequência para neuralgia do trigémeo, a neuronavegação pode indicar o local cirúrgico de uma forma oportuna e dinâmica para assegurar um posicionamento preciso e danos mínimos.
Limitações da neuronavegação
>br />Durante a neuronavegação, as estruturas do tecido cerebral podem ser deslocadas por várias razões, de modo que a posição dos instrumentos cirúrgicos determinada pela navegação baseada no scan pré-operatório e no registo pode diferir da posição real, que é chamada deriva de imagem (também conhecida como deslocação do cérebro), e cuja incidência chega a atingir 66% em países estrangeiros. Para resolver este problema, pode ser realizada uma ressonância magnética intra-operatória ou em tempo real para corrigir o desvio. Além disso, a experiência prática em minimizar a perda de líquido cefalorraquidiano ou líquido cístico antes de atingir o local alvo pode reduzir significativamente a ocorrência de desvio e diminuir o impacto na precisão cirúrgica, o que depende de treino técnico adequado e exploração clínica.
Conclusão
Com a popularidade da microneurocirurgia e o conceito de tratamento minimamente invasivo, o papel adjunto dos sistemas de neuronavegação na neurocirurgia tem vindo a tornar-se cada vez mais proeminente, a fim de melhor proteger a função neurológica dos pacientes e melhorar a sua qualidade de vida pós-operatória. Hoje em dia, a neurocirurgia em muitos hospitais estrangeiros adoptou a tecnologia da neuronavegação como um adjunto de rotina, e a aplicação da neuronavegação na China tem vindo a expandir-se, especialmente a sua aplicação e o seu valor de investigação no campo da neurocirurgia funcional tem demonstrado grande valor. Como qualquer ferramenta técnica, a neuronavegação tem vantagens únicas, bem como limitações. Estudo, prática, investigação e desenvolvimento adequados da tecnologia da neuro-navegação promoverão maior progresso em neurocirurgia, incluindo neurocirurgia funcional.