A aplicação da neuronavigação em neurocirurgia
Em meados e finais do século XX, os sistemas de orientação de imagem foram gradualmente introduzidos no processo cirúrgico. Nos anos 90, juntamente com o desenvolvimento da moderna tecnologia informática e da tecnologia de posicionamento e seguimento, surgiu o sistema de neuronavegação, uma ponte entre a moderna tecnologia de imagem e a neurocirurgia microscópica, e após apenas alguns anos de melhoria contínua e popularização, o sistema de neuronavegação foi introduzido. Combinado com a emergência simultânea da técnica cirúrgica do “buraco de fechadura”, o conceito de neurocirurgia deu um salto qualitativo e entrou na era da cirurgia minimamente invasiva. A tecnologia de navegação permite que todo o procedimento cirúrgico seja monitorizado em tempo real virtual com uma precisão inferior a 2mm, assegurando que a lesão é removida com o mínimo de danos possível.
Cirurgia assistida por neuronavigação
O sistema de neuronavegação, conhecido como sistema de navegação estereotáxica sem moldura, baseia-se numa poderosa tecnologia informática e software de processamento de imagem, e utiliza a teoria da tecnologia de posicionamento por satélite para obter informações sobre a posição da cabeça do paciente e o processo cirúrgico durante a cirurgia através da tecnologia de detecção remota por infravermelhos, e para calcular e exibir o processo cirúrgico em tempo real, a posição exacta da lesão e a relação das estruturas circundantes em comparação com dados de imagem de alta definição, tais como TC e RM. De acordo com a física do dispositivo de navegação, pode ser dividido em navegação por infravermelhos e navegação electromagnética. O sistema de neuronavegação é actualmente o sistema mais ideal para ajudar na neurocirurgia. Tem as seguintes vantagens: (i) o próprio sistema de navegação permanece altamente preciso durante todo o procedimento cirúrgico; (ii) devido a melhorias contínuas, o sistema de navegação foi reduzido em tamanho e pode ser facilmente posicionado entre operações; (iii) é mais barato (em comparação com os sistemas abertos de RM intra-operatórios); (iv) permite o planeamento pré-operatório da abordagem cirúrgica ou mesmo a ressecção simulada; (v) a interface é aberta. Pode ser ligada uma vasta gama de dispositivos, tais como endoscópios, bipolos, microscópios, etc.; (6) quase todos os dados de imagem podem ser aplicados, evitando a repetição de exames intra-operatórios; (7) permite a actualização dos dados de imagem fornecidos pelos dispositivos de compensação de imagem intra-operatórios (RM intra-operatória aberta, ultra-sons intra-operatórios, etc.); e (8) pode ser ligada a robôs cirúrgicos e ao seu software correspondente para cirurgia robótica totalmente automatizada. Embora o sistema de navegação seja ainda um sistema virtual de seguimento de imagem em tempo real, é actualmente o sistema mais desejável para a assistência neurocirúrgica devido às vantagens acima referidas.
Indicações
O sistema de neuronavegação pode ser amplamente utilizado para doenças cerebrovasculares, tumores cranianos, biópsias patológicas, remoção de corpos estranhos, neurocirurgia funcional, lesões da espinal medula e da coluna vertebral, etc.
1. doença cerebrovascular
(1) hemangioma cavernoso: é a indicação absoluta para a navegação. Este tipo de doença localiza-se na sua maioria nas profundezas do parênquima cerebral, mesmo em áreas fatais como o tronco cerebral e o tálamo, com um historial de hemorragia recorrente. A maioria dos hemangiomas cavernosos são claramente visualizados em dados simples de RM e TAC. Portanto, os sistemas de navegação podem guiar com precisão o procedimento cirúrgico e, em combinação com a craniotomia de “buraco fechado” e a abordagem do sulco, podem minimizar os danos ao tecido cerebral normal e à função neurológica. O significado da navegação é que fornece um plano preciso de craniotomia, confirma a localização das fissuras laterais e, em última análise, localiza a localização exacta do córtex insular; a navegação fornece um foco preciso do hemangioma cavernoso insular e localização da anatomia associada, seguida de dissecção assistida por navegação das fissuras laterais e manipulação minimamente invasiva do córtex insular, permitindo a exposição segura da lesão. De notar: alguns hemangiomas cavernosos muito pequenos sangram com apenas tecido mecanizado, o que, combinado com o período de tempo entre a cirurgia e a hemorragia, pode ser difícil de diferenciar microscopicamente intra-operatoriamente do tecido cerebral circundante. A RM deve, portanto, ser utilizada como dados de navegação e um TAC deve ser sempre realizado no prazo de 3 dias antes da cirurgia para esclarecer a absorção da hemorragia e para estar ciente da mesma no momento da cirurgia.
(2) Malformações arteriovenosas (MAV): são indicações eletivas para a navegação, onde para MAV mais profundas e mais pequenas, localizadas em áreas motoras, sensoriais, linguísticas, tálamo e tronco cerebral, a navegação pode fornecer assistência de imagem 3D e reduzir os danos no córtex funcional durante a cirurgia. Para as MAV com hemorragia no prazo de 1 mês e ainda não totalmente absorvidas, as imagens CT devem ser utilizadas como dados de navegação. Nos casos em que não haja hemorragia ou em que a hemorragia tenha sido completamente absorvida, recomenda-se uma RM melhorada como dados de navegação. Um cirurgião experiente em navegação pode ser de grande ajuda na reconstrução do fornecimento de sangue principal e dos vasos de drenagem antes da cirurgia.
(3) Fístula arteriovenosa (DAVF): Muitos estudiosos acreditam que a intervenção endovascular é a melhor opção para a DAVF. No entanto, a viabilidade e sucesso do tratamento intervencionista da DAVF depende de vários factores, tais como a localização da fístula, o modo de drenagem e os primeiros sintomas; e num número significativo de casos de DAVF, a intervenção endovascular por si só não alcança resultados satisfatórios.A chave para a micro-cirurgia em DAVF é a identificação precisa do vaso patológico e a subsequente remoção cuidadosa da artéria de fornecimento de sangue e da veia de drenagem. Os pequenos vasos focais podem ser electrocautérios, enquanto que os vasos focais maiores devem ser fixados. Estudos recentes mostraram que a microcirurgia continua a ser uma opção segura e eficaz para o tratamento de DAVF. Com o advento da neuroimagem, a arteriografia de ressonância magnética (MRA) pode mostrar DAVF muito bem, especialmente a MRA com contraste (CEMRA). A aplicação do MRA (TOFMRA) como dados de imagem de varrimento é facilmente importada para a estação de trabalho de navegação e proporciona uma melhor visualização das embarcações patológicas e uma localização precisa. A navegação por imagens é mais relevante para DAVF superficial.
(4) Aneurismas: Como as imagens da angiografia convencional não podem ser utilizadas nos sistemas de navegação. Por conseguinte, o papel da navegação como ajuda na cirurgia do aneurisma é limitado. Na cirurgia navegada para a maioria dos aneurismas, o planeamento pré-operatório é mais relevante do que a orientação de imagens intra-operatórias utilizando as poderosas capacidades de reconstrução de imagens 3D do sistema de navegação. Ao converter os dados de TC e RM melhorados em imagens vasculares estereoscópicas e ao abrir a janela de imagem de ressecção simulada do sistema de navegação, é possível visualizar a relação adjacente entre o aneurisma e os nervos e vasos circundantes na visão cirúrgica real, analisar o ângulo entre o aneurisma e a artéria portadora do aneurisma, seleccionar uma craniotomia ipsilateral ou contralateral, decidir sobre um ponto pterigóides ou abordagem do arco da sobrancelha supraorbital, e revelar e cortar o aneurisma no melhor e mais seguro ângulo. Para aneurismas localizados na artéria carótida interna proximal, artéria oftálmica, artéria vertebral e artéria basilar, é particularmente necessário um plano pré-operatório detalhado com a ajuda de um sistema de navegação. É necessária assistência à navegação para aneurismas complexos, tais como os do aneurisma gigante, artéria cerebral anterior distal, artéria cerebelar inferior posterior (PICA), e artéria cerebelar inferior anterior (AICA). Benvenuti et al. em Itália realizaram com sucesso a cirurgia de aneurisma intracraniano utilizando a TC em espiral 3D automatizada com um sistema de navegação.
2. tumores cranianos
(1) Glioma: o glioma, especialmente o astrocitoma de baixa malignidade, é uma indicação absoluta para a navegação. Os astrocitomas de grau parenquimatoso I são difíceis de distinguir do parênquima cerebral normal sob o microscópio. Também não existem anomalias óbvias na superfície cortical, e mesmo um cirurgião experiente deve levar tecido para exame criopatológico rápido várias vezes durante a exploração para determinar a extensão da ressecção. Se o tumor estiver localizado perto de uma área funcional, pode predispor a défices neurológicos pós-operatórios desnecessários. A navegação é, portanto, importante para este tipo de tumor. Nos gliomas com elevado grau de malignidade, os dados melhorados de MR devem ser utilizados como recurso de navegação para ressecar completamente o tumor, se possível. Deve ter-se o cuidado de determinar a localização e extensão do tumor utilizando a navegação após a abertura da dura-máter para gliomas císticos. Uma vez que o fluido cístico é libertado, há deriva de imagem e a precisão de navegação é reduzida. Nos últimos anos, com o uso generalizado de alta força de campo e capacidades especiais de digitalização, a ressonância magnética tornou a navegação numa fonte de dados mais rica e expandiu grandemente as aplicações da navegação. Nimsky et al. na Alemanha aplicaram uma sequência de spin-echo de 1,5T MRI para realizar varreduras de difusão de imagens tensoriais MRI (DTI-MR) e integraram os dados numa estação de trabalho de navegação, mostrando claramente o feixe de cones. Realizaram-se cirurgias de glioma múltiplo e os défices neurológicos pós-operatórios foram reduzidos. No tratamento dos gliomas da área motora, os médicos australianos utilizaram a RM funcional 3T para mapear as áreas motoras dos membros superiores e inferiores e da fala do paciente, e utilizaram a navegação com estimulação eléctrica do córtex motor para ajudar na remoção cirúrgica do tumor com bons resultados.
(2) Carcinoma metástático: localizado principalmente no subcortex, é também uma indicação absoluta para a navegação.
(3) Meningioma: A maioria dos meningiomas são indicações absolutas para a navegação. A navegação de meningiomas paranasais e convexos pode determinar a localização e extensão da incisão cirúrgica, identificar o seio sagital que é deslocado por pressão, maximizar a utilização de abas cutâneas e janelas ósseas, e evitar hemorragias devido a erros de craniotomia. Para meningiomas que circundam ou são adjacentes a estruturas vasculares ou neurológicas importantes, tais como meningiomas do cume pterigóides medial ou do ângulo cerebelopontino (CPA), a abertura da janela prospectiva de navegação pode sempre mostrar a distância aos vasos, nervos e tronco cerebral, evitando efectivamente lesões.
(4) Adenoma pituitário: A navegação pode ajudar no posicionamento durante a cirurgia de adenoma pituitário transsfenoidal. No passado, a cirurgia transesfenoidal tinha de ser realizada sob o controlo de uma máquina de raios X montada em C. Isto foi gradualmente substituído por um sistema de navegação devido ao seu inconveniente e contaminação radioactiva. Dados simples de TC ou RM podem ser utilizados como informação de navegação para indicar claramente a posição da base da sela intra-operativamente, evitando lesões fatais devido à penetração inadvertida do osso inclinado. Nos últimos anos, foi introduzida nos países desenvolvidos a utilização de RM intra-operatória de baixa intensidade de campo (0,2T) em combinação com um sistema de navegação para ressecção transsfenoidal de adenomas pituitários. No entanto, a RM de baixa força de campo só pode mostrar mais claramente a parte supraselar do tumor, e tem pouco significado de referência para as estruturas importantes nos seios para-esternal e cavernoso. Portanto, a utilização de RM de alta intensidade de campo (3.0T) como fonte de dados do sistema de navegação é mais útil para o tratamento cirúrgico dos adenomas pituitários, especialmente os adenomas invasivos da hipófise, que podem mostrar mais claramente as estruturas importantes do paramétrio e do seio cavernoso e melhorar o valor da aplicação da navegação cirúrgica.
(5) Outros: linfoma, reticulocitoma vascular, tumor de bainha nervosa, tumor de células germinativas, granuloma inflamatório, etc. são todos indicações selectivas para a navegação, especialmente quando a lesão está profundamente localizada.
3. biopsia
A biopsia da perfuração é uma indicação absoluta para a navegação. As biópsias neurocirúrgicas clássicas são realizadas utilizando um instrumento estereotáxico emoldurado, o que pode ser doloroso para o paciente, para encaixar uma armação metálica pré-operatoriamente. Os sistemas de navegação modernos têm uma precisão média inferior a 2 mm, não requerem uma moldura craniana e fornecem uma imagem dinâmica multiangular do processo de perfuração, tornando-o mais seguro e mais preciso. Como resultado, os sistemas de navegação são configurados para substituir completamente os instrumentos estereotáxicos emoldurados como o equipamento de eleição para biópsias de perfuração.
4.Functional neurocirurgia
Após a instalação de software de navegação funcional especial de neurocirurgia e acessórios relacionados, o sistema de navegação pode substituir completamente o instrumento estereotáxico tradicional para completar a destruição do pálido, a ressecção hipocampal e outras cirurgias. Para pacientes com epilepsia intratável que não responderam ao tratamento farmacológico, é geralmente aceite que o tratamento cirúrgico pode ser utilizado. A maioria das abordagens cirúrgicas são a transecção subcondral e a ressecção hipocampal parcial. A cirurgia assistida por navegação pode melhorar significativamente a precisão e reduzir a taxa de incapacidade cirúrgica. Rydenhag e Silander na Suécia relataram 654 cirurgias com apenas 3,1% das complicações mais graves.
5. cirurgia da coluna vertebral e medula espinhal
Nos últimos cinco anos, uma nova geração de sistemas de navegação foi equipada com pacotes de software e acessórios especiais de cirurgia da coluna vertebral, permitindo a utilização de sistemas de navegação em cirurgia da coluna vertebral. Algumas pessoas já utilizaram esta tecnologia anteriormente, e através da análise de 41 casos de cirurgia, acredita-se que a tecnologia assistida por navegação pode ser aplicada ao tratamento cirúrgico de astrocitomas intramedulares comuns, meningiomas ventriculares, neurofibromas, hemangiomas cavernosos e outras lesões intramedulares e extramedulares, e pode orientar a fixação de pregos de arco cônico, o que pode reduzir a probabilidade de lesão cirúrgica.
Desenvolvimentos e questões em neuronavigação
1. desvio de imagem
O deslocamento das estruturas de tecidos durante a cirurgia assistida por navegação causa frequentemente um grande erro entre a imagem do sistema de navegação e a posição real, ou seja, o desvio da imagem, também conhecido como deslocamento do cérebro, que é o maior inconveniente do sistema de navegação e afecta a precisão da navegação até certo ponto. Os sistemas de navegação actuais utilizam uma tecnologia de seguimento de imagem virtual em tempo real. Isto é conseguido principalmente através da detecção óptica digital, co-registo e técnicas de posicionamento dinâmico. A imagem virtual em tempo real não é a imagem intra-operatória real. Portanto, apesar do método de ligação relativamente fixo e da alta velocidade e precisão dos cálculos informáticos, os desvios entre a imagem de navegação e a estrutura real são inevitáveis. O autor acredita que o aspecto mais importante de um sistema de navegação cirúrgica é determinar a localização e os limites da lesão, minimizando assim o trauma de origem médica. Por conseguinte, a menor deriva de imagem ou deriva de imagem após a descoberta de uma lesão tem um impacto limitado na cirurgia e pode ser superada pela rica experiência clínica do cirurgião.
2. classificação da deriva da imagem
(1) Desvio de imagem sistémico: ou seja, desvio de imagem causado pelo afrouxamento do anel de referência que liga o stent, o cabeçote ou o deslocamento dos marcadores de posicionamento.
(2) Desvio de imagem estrutural: isto é, desvio de imagem causado pela libertação de líquido cefalorraquidiano ou líquido da cápsula da lesão, lesão ou remoção de tecido cerebral resultando no deslocamento de estruturas intracranianas durante a cirurgia, onde o erro de desvio de imagem é causado pela estrutura. No caso de deriva de imagem sistémica, a causa principal é a estabilidade reduzida do equipamento de navegação e cirúrgico. Pode, portanto, ser completamente evitada ou corrigida pelos seguintes métodos Seguindo rigorosamente os protocolos de navegação cirúrgica para cada etapa da operação, especialmente após a exposição do crânio, perfurar sempre primeiro 4 marcas com um microdrill fora da área da janela óssea e registar os pontos precisos de posicionamento. Foi demonstrado que o novo registo destes 4 pontos corrige a maioria dos desvios sistemáticos da imagem. É importante não usar força excessiva ao perfurar os furos ósseos, pois isto pode resultar no deslocamento da armação da cabeça do paciente ou mesmo no afrouxamento da armação da cabeça. Aqui é recomendada a utilização de uma broca pneumática de alta velocidade, fazer um furo e depois abrir a aba óssea com uma fresa. A prática tem demonstrado que não tem havido casos de desvio sistemático da imagem em resultado da perfuração com este método. Ao encaixar a moldura cefálica, os pinos ósseos não devem ser colocados muito perto dos marcadores de posicionamento, devem estar afastados >2cm, caso contrário, retirarão o couro cabeludo e os marcadores da posição quando aparafusados, provocando o desvio da imagem. Uma vez isto ocorrido, os marcadores perto do pino ósseo devem ser removidos e a ponta do nariz e o canthus interno e externo do olho devem ser utilizados como pontos de marcação adicionais para o novo registo e o co-registo. Para assegurar o sucesso deste método, o modelo 3D deve ser criado com um modelo de escalpe tão suave e claro quanto possível. A deriva estrutural da imagem tem sido muito discutida por estudiosos estrangeiros e pensa-se que ocorre em relação à posição do paciente, à abertura do sistema ventricular, à libertação de líquido cístico doente e ao volume do tumor ou tecido cerebral removido. Para este tipo de deriva de imagem, o foco principal é a prevenção. Recomenda-se, portanto, que o faça.
① Evitar punção lombar pré-operatória ou punção ventricular intra-operatória para drenagem do líquido cefalorraquidiano; a libertação excessiva de líquido cefalorraquidiano pode causar desvio significativo da imagem. Alguns estudiosos acreditam que evitar as drogas desidratantes pode impedir o desvio da imagem. Contudo, o autor verificou que o uso adequado de drogas desidratantes e a administração de 250 ml de manitol num sedativo rápido após a exposição do crânio não resultou em desvios de imagem que afectassem significativamente a navegação contínua.
(ii) Para tumores com alterações císticas, evitar perfuração para libertar líquido cístico até que a localização do tumor seja clara. (ii) Tentar encontrar ou remover a parte sólida do tumor em navegação.
(iii) Para tumores em locais mais profundos, tente não remover tecido cerebral normal.
Durante as fístulas corticais, tentar seleccionar o sulco cerebral natural do tecido cerebral como o local da fístula para reduzir o volume do tecido removido e assim minimizar a deriva da imagem. O desvio estrutural da imagem só pode ser corrigido por compensação de imagem com digitalização de imagem em tempo real. Há três métodos principais para isso.
① Os sistemas de ultra-sons 3D podem detectar muito bem as imagens de marcadores localizados e facilitar a detecção de desvios de imagem. No entanto, não visualizam bem estruturas substanciais. Consequentemente, a deriva por vezes não é completamente corrigida.
(ii) As tomografias intra-operatórias, que fornecem informações mais satisfatórias de compensação de imagem para o sistema de navegação, não fornecem dados precisos para lesões mais pequenas. E devido à contaminação radioactiva, o pessoal médico cirúrgico é obrigado a usar vestuário de protecção, o que não é propício à operação.
A RM intra-operatória aberta, que se desenvolveu rapidamente nos últimos anos nos países desenvolvidos, pode fornecer uma compensação de imagem muito precisa em tempo real e é o método mais ideal para resolver o desvio da imagem, mas é dispendioso. O sistema de navegação tornou-se um coadjuvante indispensável da neurocirurgia moderna.