Departamento de Neurocirurgia Funcional, Hospital de Xuanwu, Universidade de Medicina da Capital
Qiao Liang Li Yongjie
O termo neuronavegação deriva da navegação, que se refere à confiança em sistemas de posicionamento em tempo real na navegação ou navegação terrestre para seleccionar uma rota simples e segura para um destino preciso. Do mesmo modo, o conceito e princípios de navegação são aplicados à neurocirurgia, onde o processamento computorizado da imagem e o rastreio do instrumento cirúrgico podem ajudar os cirurgiões a optimizar a abordagem cirúrgica e a gama precisa de operações, num procedimento conhecido como neurocirurgia navegada. Para além da neurocirurgia, a tecnologia de navegação é agora utilizada numa série de campos como a otorrinolaringologia, cirurgia plástica, urologia e ortopedia, e está a desempenhar um papel cada vez mais importante e único na prática cirúrgica. Na neurocirurgia, as técnicas de navegação também têm sido aplicadas em ramos importantes como tumores cerebrais, malformações vasculares, neurocirurgia espinal e funcional e tornaram-se uma das ferramentas insubstituíveis. Este artigo fornece uma visão geral da história, princípios e aplicações da neuro-navegação, com ênfase no seu significado clínico na neurocirurgia funcional. Qiao Liang, Departamento de Neurocirurgia Funcional, Hospital de Xuanwu, Universidade de Medicina da Capital
A história da neuronavigação
O conceito de navegação foi introduzido pela primeira vez em 1907 por Horsley e Clark em pequenos animais. Em 1947, Spiegal e Wycis localizaram com sucesso tecidos moles utilizando a técnica da “pneumoencefalografia” e foram pioneiros na utilização 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 entre os anos 50 e 60, as técnicas de navegação por imagem planar foram amplamente utilizadas na talamotomia. Mais tarde, o advento do CT, que fez das imagens tridimensionais uma realidade, deu um grande impulso às técnicas de navegação. Entre 1986 e 1987, Watanabe, Roberts e Basileia desenvolveram diferentes sistemas de navegação quase simultaneamente. As duas décadas seguintes assistiram ao rápido desenvolvimento e utilização generalizada da tecnologia de neuronavegação, graças ao advento de muitas técnicas avançadas de imagiologia médica, tais como a ressonância magnética funcional, a imagem tensora de difusão por ressonância magnética (MRI-DTI), a imagem ponderada por ressonância magnética (MRI-DWI), a análise espectral por ressonância magnética (MRS), a imagem de perfusão por ressonância magnética (PWI), e a perimetria por ressonância magnética. imagem (PWI), imagem de fonte magnética (MSI), magnetoencefalografia (MEG), tomografia por emissão de pósitrões (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 também a tornar-se cada vez mais sofisticadas (ver a secção ‘Princípios’ para mais detalhes).
Princípios da neuronavegação
O núcleo de um sistema de navegação cirúrgica consiste em duas componentes: imagem e posicionamento (Figura 1), que são semelhantes a um ‘mapa’ e uma ‘bússola’ na navegação, respectivamente. Primeiro, os dados de imagiologia médica são transmitidos ao navegador, que podem incluir tomografia computorizada (CT), ressonância magnética (MRI), tomografia computorizada por emissão de pósitrões (PET), silhueta vascular digital (DSA) e assim por diante. Os dados bidimensionais são analisados e processados pelo computador do navegador para produzir uma imagem tridimensional que serve de ‘mapa’ para navegar no procedimento. A posição real da cabeça do paciente na sala de operações é então registada com a imagem 3D da cabeça do paciente no navegador. É de notar 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 não só possa ajudar plenamente na cirurgia Desta forma, a neuronavegação não só ajuda na concepção da abordagem cirúrgica, mas também reduz ou evita danos intra-operatórios em áreas funcionais e reduz as complicações cirúrgicas. A figura 1 mostra o sistema de neuronavegação StealthStation da Medtronic utilizado no Departamento de Neurocirurgia Funcional do Hospital Xuanwu.
Figura 1: Composição do dispositivo neuronavigator (exemplo do sistema neuronavigator StealthStation fabricado pela Medtronic utilizado no Departamento de Neurocirurgia Funcional do Hospital Xuanwu). A: Processamento de imagem, secção de visualização; B: Secção de posicionamento.
Após o registo, a posição espacial relativa dos instrumentos cirúrgicos no cérebro do paciente depende dos sinais emitidos pelo dispositivo de posicionamento espacial do navegador a ser capturado e processado, os quais podem ser apresentados em tempo real no ecrã do computador e utilizados para orientar o operador na selecção da abordagem do local/área alvo e da operação cirúrgica no local/área alvo. A sinalização entre os instrumentos neurocirúrgicos e o dispositivo de posicionamento espacial do navegador pode assumir muitas formas, incluindo posicionamento mecânico, ultra-som, electromagnético e óptico (infravermelho). A forma mais utilizada de 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 uma câmara CCD (câmara de dispositivo acoplado à carga) é utilizada como sensor para calcular a posição do instrumento cirúrgico.
Aplicações da neuronavigação
Desde a sua invenção, a tecnologia de neuronavegação tornou-se cada vez mais sofisticada e é utilizada em muitos ramos da neurocirurgia, tais como tumores cerebrais (gliomas, meningiomas, metástases, linfomas, etc.), malformações cerebrovasculares, cirurgia de epilepsia (epileptogénese, calosotomia do corpo) e implante de estimulador eléctrico cerebral profundo.
O impacto positivo da neuronavegação em vários procedimentos neurocirúrgicos em termos de localização precisa da lesão, óptimo acesso cirúrgico, melhoria da taxa total de ressecção da lesão e redução das complicações pós-operatórias tem sido relatado na literatura nacional e internacional. Por exemplo, num artigo publicado em 1999, John Wadley, neurocirurgião britânico, utilizou um desenho de estudo prospectivo para analisar a utilização da neuro-navegação em 300 procedimentos neurocirúrgicos durante um período de 2 anos (1998-1999). Os 300 procedimentos de neuronavegação cobriram múltiplos ramos da neurocirurgia e uma variedade de procedimentos neurocirúrgicos, incluindo 163 craniotomias, 53 biópsias estereotáxicas, 7 neuroendoscopias e 37 procedimentos complexos da base do crânio. A análise de tipagem patológica incluiu 98 gliomas, 64 meningiomas e 23 metástases. No estudo verificou-se que 99% dos neurocirurgiões foram capazes de aumentar a sua confiança no procedimento a partir do uso da navegação, e 95% dos neurocirurgiões sentiram que o uso de técnicas de neuronavegação era superior à cirurgia convencional nestes casos. Além disso, o Dr. Eboli na Suécia relatou a utilização bem sucedida da neuronavegação na adenomectomia transesfenoidal da hipófise.
Descobertas semelhantes foram também relatadas em estudos relacionados na China. Por exemplo, em 2004, o Dr Meng Xianghui, neurocirurgião do 301 Hospital do Exército de Libertação do Povo, relatou os resultados de 22 procedimentos neurocirúrgicos utilizando a neuro-navegação, incluindo gliomas (14 casos), meningiomas (2 casos), hemangiomas cavernosos (4 casos), linfomas (1 caso) e metástases (1 caso). Em conclusão, a neuronavegação tem sido até agora utilizada mais extensivamente, tanto a nível nacional como internacional, cobrindo diferentes doenças e tipos de cirurgia.
O uso da neuro-navegação na neurocirurgia funcional
Em comparação com outros ramos da neurocirurgia, o uso da neuro-navegação em neurocirurgia funcional é relativamente recente, mas tem mostrado igual valor e significado positivo como uma das ferramentas mais importantes na 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 a concepção da abordagem cirúrgica ideal com a ajuda de técnicas de neuronavegação para minimizar o trauma cirúrgico e localizar com precisão a lesão, mas também, e mais importante, permite a integração de imagens funcionais e dados electrofisiológicos para remover adequadamente o foco epiléptico, ao mesmo tempo que preserva 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 dedicado à fusão de imagens funcionais e resultados de estimulação eléctrica cortical na neuronavegação. Outro exemplo é a cirurgia de epilepsia do lobo temporal: em 2000, Wurm propôs a amígdolohipocampectomia selectiva com neuroguia, uma técnica que assegura uma excisão precisa e selectiva ao mesmo tempo que minimiza 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, particularmente sob a forma de convulsões atónicas. Num artigo de 2008 no Neruosurgery Focus, o neurocirurgião pediátrico Jea sugere que a utilização de um sistema de neuronavegação pode ajudar o cirurgião a determinar a extensão da incisão (total ou parcial) e a seleccionar o lado hemisférico da operação (a fim de proteger a veia parabraqueal do seio sagital superior) durante uma calosotomia do corpus. Em conclusão, a neuronavegação, juntamente com a neuromonitorização, foi reconhecida como uma das ferramentas essenciais na cirurgia de epilepsia moderna e é insubstituível para melhorar o sucesso do procedimento e reduzir as complicações pós-operatórias.
A estimulação cerebral profunda (DBS) é uma abordagem neurocirúrgica minimamente invasiva. Utiliza uma abordagem estereotáxica para uma localização precisa e eléctrodos de implantes em pontos-alvo específicos do cérebro para estimulação eléctrica de alta frequência. Isto altera a excitabilidade dos núcleos correspondentes, a fim de melhorar os sintomas. A eficácia da estimulação eléctrica profunda do cérebro nas perturbações do movimento depende de uma série de factores, incluindo uma boa selecção de pacientes e uma colocação precisa dos eléctrodos, esta última tradicionalmente conseguida através de cirurgia estereotáxica emoldurada (estereotáxia). Esta última é tradicionalmente obtida através de estereotáxia emoldurada.
Se a neuronavegação for utilizada em estimulação eléctrica cerebral profunda, o cirurgião pode confirmar o percurso cirúrgico num ecrã de computador em tempo real, sem depender de um quadro de cabeça, mas apenas pelo posicionamento de infravermelhos sem fios. O paciente só precisa de ter um número de marcadores fixados na cabeça, o que é menos desconfortável e stressante, e facilita o movimento e a cooperação durante o teste de estimulação eléctrica intra-operatório, que é chamado de DBS sem moldura. Em comparação com a cirurgia estereotáxica sem moldura, a DBS sem moldura tem vantagens claras em termos de conforto do paciente e de redução do tempo operatório. Mais investigadores estrangeiros consideram que os dois são equivalentes em termos de precisão, ou seja, o novo DBS sem moldura também oferece uma precisão satisfatória na colocação de eléctrodos. Actualmente, a tradicional abordagem estereotáxica emoldurada ao DBS na China ainda não foi relatada em comparação com o DBS sem molduras. Considerando as vantagens óbvias da DBS sem moldura (utilizando tecnologia de neuronavegação) em termos de conforto do paciente e redução do tempo cirúrgico, 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 utilizada no tratamento de outras condições neurocirúrgicas funcionais 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 aplicações e importantes valores clínicos e científicos. Por exemplo, na aplicação de estimulação da medula espinal para o tratamento de dores intratáveis, a neuronavegação pode ajudar na localização de segmentos vertebrais. No tratamento da neuralgia do trigémeo com termocoagulação por radiofrequência, a neuronavegação pode fornecer uma indicação oportuna e dinâmica do local cirúrgico, assegurando um posicionamento preciso e danos mínimos.
Limitações da neuronavegação
As estruturas cerebrais podem ser deslocadas durante a neuronavegação 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 verdadeira posição, conhecida como deriva de imagem (também conhecida como deslocamento do cérebro), que ocorre em até 66% dos casos. Para resolver este problema, a ressonância magnética intra-operatória ou em tempo real pode ser realizada para corrigir a discrepância. Além disso, a experiência prática em minimizar a perda de líquido cefalorraquidiano ou líquido cístico antes de atingir o ponto alvo pode reduzir significativamente a incidência de deriva e o impacto na precisão cirúrgica, mas a aquisição destas competências depende de formação técnica e experiência clínica adequadas.
Resumindo
Com a popularidade da microcirurgia e o conceito de tratamento minimamente invasivo, o papel adjunto dos sistemas de neurocirurgia tornou-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 neuro-navegação como um adjunto de rotina, e a aplicação da neuro-navegação na China também tem vindo a expandir-se, especialmente no campo da neurocirurgia funcional, onde tem demonstrado grande valor de aplicação e investigação. Como com qualquer ferramenta técnica, a neuronavegação tem vantagens únicas bem como limitações. Estudo adequado, prática, investigação e desenvolvimento de técnicas de neuronavegação facilitará maiores avanços em neurocirurgia, incluindo neurocirurgia funcional.
Referências (omitidas)