Интраоперационная контактная микрососудистая допплерография в хирургии поверхностных артериовенозных мальформаций, расположенных в функционально значимых зонах головного мозга

Семенютин В.Б., Никитин П.И., Говоров Б.Б.

Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова,
Санк-Петербург, Россия

Развитие современных технологий цветного дуплексного сканирования (ДC) позволяет во время проведения вмешательства локализовать артериовенозную мальформацию (АВМ), определить ее питающие и дренирующие сосуды, а также оценить полноту ее удаления [1, 10, 15, 21, 22]. Вместе с тем, метод имеет ряд ограничений, связанных с невозможностью идентификации сосудов диаметром меньше 1 мм или расположенных поверхностно [21]. Эти ограничения принципиальны при хирургии поверхностных АВМ, расположенных в функционально значимых зонах головного мозга, и могут быть преодолены с помощью контактной микрососудистой допплерографии [3]. Используемые при этом специальные датчики диаметром 1-3 мм и длиной 10 мм позволяют исследовать кровоток в сосудах диаметром 0.5-1.0 мм. Метод может быть использован во время проведения открытых вмешательств на АВМ для определения транзитных сосудов, кровоснабжающих функционально значимые структуры мозга, повреждение которых может приводить к инвалидизации больного.

Задача исследования – оценить возможности контактной микрососудистой допплерографии для идентификации афферентных, эфферентных и транзитных сосудов и контроля полноты удаления поверхностных АВМ функционально значимых зон головного мозга.

Материалы и методы исследования

Обследовано 14 больных с поверхностными церебральными АВМ, расположенными в функционально значимых зонах головного мозга. Клиническая характеристика больных представлена в таблице 1.

Таблица 1

Клиническая характеристика больных с поверхностными АВМ "функционально значимых" зон головного мозга

 

Клинические данные

Возраст
/пол

Локализация (доля мозга)

Градация по
Spetzler, Martin [18]

Кровоизлияние ICH

Эпилептические
припадки

Гемипарез

Гемианопсия

Цефалгия

1 (38/ж)

затылочная

3

+

+

-

+

-

2 (15/м)

лобная

2

+

-

+

-

-

3 (30/м)

височная

2

-

+

-

-

-

4 (34/м)

лобная

3

-

-

-

-

+

5 (36/м)

лобная

3

+

-

+

-

-

6 (20/м)

лоб. / височная

3

-

+

+

-

-

7 (17/м)

лоб. / теменная

3

-

+

-

-

-

8 (45/м)

лобная

2

-

+

-

-

-

9 (35/ж)

затылочная

2

+

-

-

+

-

10 (12/ж)

теменная

2

-

+

+

-

-

11 (31/м)

лобная

2

+

-

-

-

-

12 (27/ж)

лобная

2

+

-

+

-

-

13 (21/м)

лобная

3

-

+

-

-

-

14 (43/ж)

теменная

3

-

+

-

-

-

Всем больным проведено микрохирургическое удаление АВМ. Костно-пластическую трепанацию выполняли в проекции АВМ. Удаление АВМ проводили под увеличением 6-12 крат (операционный микроскоп Opton, Япония). После вскрытия твердой мозговой оболочки, часто сращенной с утолщенной, бледной арахноидальной оболочкой, достаточно хорошо были видны сосуды и тело АВМ. Прилежащий мозг часто был атрофичен, со следами перенесенных кровоизлияний в виде отложений гемосидерина и/или кист различного объема. Наличие последних облегчало выделение АВМ и позволяло проводить ее удаление без резекции участков непораженного мозга. Афферентные и эфферетные сосуды АВМ не всегда могли быть визуально идентифицированы: и тем и другим артериальная кровь придавала одинаковый красно-бордовый цвет, диаметр был примерно равным, а локализация (параллельный ход сосудов) часто еще более затрудняла распознавание. Наиболее затруднительной была визуальная диагностика транзитных сосудов. Такие сосуды также располагались в мозговых бороздах, часто имели идентичный цвет и диаметр. Направляясь к телу АВМ и симулируя афферентный сосуд, транзитный сосуд мог резко изменить свое направление и направиться в глубину мозгового вещества, не принимая участие в кровоснабжении АВМ.

Регистрацию линейной скорости кровотока (ЛСК) в афферентных, эфферентных и транзитных сосудах проводили до и после удаления АВМ по методике контактной микрососудистой допплерографии [3] с помощью 20 МГц-датчика, системы Multi Dop X (DWL, Германия) и оригинального приспособления, позволяющего изменять угол между осью датчика и исследуемым сосудом, а также фиксировать торец датчика на его стенке (Рис.1).

Результаты

Данные контактной микрососудистой 20 МГц-допплерографии (МСД) в афферентных, эфферентных и транзитных сосудах до и после удаления АВМ представлены в таблице 2.

МСД до удаления АВМ. У 11 из 14 больных в афферентных сосудах были зарегистрированы спектры, представляющие собой характерные паттерны шунта с высокими значениями ЛСК и низкими показателями ПИ (Рис.2А). ЛСК была тем выше, чем большим был диаметр сосуда. Средняя ЛСК была в пределах 33-95 (56.5±17.3) см/с, а ПИ - от 0.26 до 0.66 (0.40±0.12). У одного больного (набл.5) измерить кровоток в афферентных сосудах не представлялось возможным из-за невозможности выделения их до удаления АВМ. У двух больных (набл. 11 и 12) идентификацию афферентных сосудов по резкому повышению в них ЛСК провести не удалось, т.к. последняя не превышала 20 см/с, что соответствовало нормальным показателям [3, 21]. ПИ был снижен во всех обследованных сосудах, но определить афферентные сосуды в этих двух случаях мы смогли только ретроспективно после удаления АВМ.

У всех 14 больных в дренирующих сосудах спектры ЛСК содержали отчетливый артериальный паттерн (Рис.2Б). Средняя ЛСК и ПИ в них широко варьировали от 4 до 44 см/с и от 0.2 до 0.65 соответственно (табл.2).

Транзитные сосуды были идентифицированы у 10 из 14 больных. Показатели ЛСК (13.2±3.9 см/с) и ПИ (1.10±0.19) соответствовали нормальным (табл.2, Рис.2В). Исключение составляет набл.14, в котором наряду с афферентными сосудами были выявлены сосуды, ЛСК в которых была в 3 раза ниже, а ПИ значительно выше. По-видимому, их следует отнести, согласно классификации W.Hassler [3], к сосудам, частично питающим АВМ (partly AVM supplying).

МСД после удаления АВМ. У 9 больных после удаления АВМ спектры ЛСК в афферентных сосудах характеризовались низкоамплитудными пиковыми сигналами, подтверждающими отсутствие кровотока (табл. 2). Эти сосуды АВМ, по-видимому, можно отнести к сосудам, питающим исключительно АВМ (по классификации W.Hassler [3] exclusively AVM supplying). У 5 больных ЛСК в афферентных сосудах снижалась до нормальных и субнормальных величин (Рис.3А). ПИ повышался, как правило, до значительно превышающих единицу величин (1.18-1.55), что позволило нам классифицировать афферентные сосуды в набл. 1, 9, 14 (табл.2) как главные питающие АВМ сосуды (по классификации W.Hassler [3] mainly AVM supplying ), а в набл. 3 и 10 (табл. 2) - частично питающие АВМ (по классификации W.Hassler [3] partly AVM supplying).

В эфферентных сосудах после удаления АВМ у всех обследованных больных средняя ЛСК снижалась до 5.0±1.0 см/с, ПИ до 0.25±0.07 (табл. 2). Снижение ЛСК сопровождалось исчезновением артериального компонента в ее спектре. Регистрировался паттерн, типичный для нормальных вен (Рис.3Б). Исчезновение артериального компонента в спектре ЛСК в эфферентных сосудах свидетельствовало о полном удалении АВМ.

В 9 из 10 наблюдениях ЛСК и ПИ в транзитных артериях не претерпевали существенных изменений (табл.2), что позволяет сделать вывод том, что эти артерии кровоснабжали исключительно мозговые структуры и не имели отношения к АВМ (Рис.3В). Снижение ЛСК и повышение ПИ в транзитных сосудах после полного удаления АВМ у одного больного (набл. 14) подтверждают предположение, сделанное при МСД до удаления АВМ, о том, что эти сосуды частично питают АВМ (по классификации W.Hassler [3] partly AVM supplying).

Контрольная ангиография при выписке больных подтвердила полное выключение АВМ из кровообращения. Нарастания неврологической симптоматики не было, у 9 из 14 обследованных больных в ближайшем послеоперационном периоде наблюдали ее частичный регресс - повышение силы в конечностях (набл. 2, 5, 6, 12), снижение частоты припадков (набл. 1, 3, 7, 8), исчезновение головной боли (набл. 4).

Обсуждение

Использование современной микрохирургической техники для удаления АВМ, расположенных в "функционально значимых" зонах головного мозга, позволяет произвести полное удаление АВМ, тем самым свести к минимуму возможность повторных геморрагий из ее остатков [9, 14, 23]. Поэтому на первый план выдвигается проблема максимального сохранения мозговых структур, окружающих АВМ. Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать различные методы оценки функционального состояния этих структур [2, 5, 6, 7, 8, 11, 17, 19, 20] и кровотока в сосудах АВМ и окружающих их структур головного мозга [1, 3, 4, 13, 15, 16, 24].

Для интраоперационной идентификации АВМ наиболее часто используются системы ДC для получения их изображения, позволяющие выявить AВМ и с высокой точностью обеспечить безопасную навигацию. Методика также позволяет выявлять афферентные и эфферентные сосуды АВМ [1, 12, 15, 21, 22]. При этом некоторые авторы подчеркивают и возможность интраоперационного подтверждения удаления АВМ [1, 15, 21]. В то же время недостатки, связанные с невозможностью идентификации сосудов диаметром меньше 1 мм или большего диаметра, но расположенных поверхностно, не позволяют оценить кровоток в афферентных и эфферентных сосудах небольших по объему АВМ, расположенных в "функционально значимых" зонах головного мозга и транзитных артерий, проходящих по поверхности мозга в глубине борозд [21].

Использование МСД по методу W.Hassler [3] с помощью оригинального приспособления (Рис.1) позволило идентифицировать афферентные, эфферентные и транзитные сосуды на основании полученных данных ЛСК и ПИ практически независимо от их расположения и диаметра. В то же ремя в некоторых случаях, особенно при расположении афферентных и дренирующих сосудов на большой глубине, нам не удавалось получить необходимые данные, хотя это и не сказалось на результатах оперативного вмешательства. Подключение в этом случае ДС было бы не лишним и уменьшило неопределенность при удалении таких АВМ. Разброс ЛСК в афферентных сосудах (33-95 см/с) подтверждает классификацию афферентных сосудов, впервые представленную W.Hassler [3]. После удаления АВМ (полнота удаления контролировалась по исчезновению артериального компонента во всех дренирующих сосудах) кровоток в частично питающих АВМ сосудах был существенно снижен, но сохранен, что наряду с сохранением проходимости транзитных артерий крайне важно для сохранения нормальной перфузии церебральных структур.

Таким образом, исходя из полученных данных и данных литературы, можно сделать вывод о целесообразности использования комбинации методов МСД и ДС для проведения интраоперационного мониторинга при удалении АВМ, расположенных в различных (не только поверхностных) "функционально значимых" зонах головного мозга.

Выводы

ЛИТЕРАТУРА

  1. Black KL, Rubin JM, Chandler WF, McGillicuddy JE Intraoperative color-flow Doppler imaging of AVM's and aneurysms. J Neurosurg 1988 Apr;68(4):635-9
  2. Duffau H, Capelle L, Sichez J, Faillot T, Abdennour L, Law Koune JD, Dadoun S, Bitar A, Arthuis F, Van Effenterre R, Fohanno D. Intra-operative direct electrical stimulations of the central nervous system: the Salpetriere experience with 60 patients. Acta Neurochir (Wien) 1999;141(11):1157-67
  3. Hassler W. Hemodynamic aspects of cerebral angiomas // Acta Neurochir. - 1986. - Vol. 37., Suppl. - P. 38-108.
  4. Hassler W., Gilsbach J. Intra- and perioperative aspects of the hemodynamics of supratentorial AV malformations // Acta Neurochir. - 1984. - Vol. 73, № 1-2. - P. 35-44.
  5. Kato Y, Sano H, Kanaoka N, Imai F, Katada K, Kanno T. Successful resection of arteriovenous malformations in eloquent areas diagnosed by surface anatomy scanning and motor evoked potential.Neurol Med Chir (Tokyo) 1998;38 Suppl:217-21.
  6. Kombos T, Pietila T, Kern BC, Kopetsch O, Brock M. Demonstration of cerebral plasticity by intra-operative neurophysiological monitoring: report of an uncommon case.Acta Neurochir (Wien) 1999;141(8):885-9.
  7. Maldjian J, Atlas SW, Howard RS 2nd, Greenstein E, Alsop D, Detre JA, Listerud J, D'Esposito M, Flamm ES. Functional magnetic resonance imaging of regional brain activity in patients with intracerebral arteriovenous malformations before surgical or endovascular therapy. J Neurosurg 1996 Mar;84(3):477-83.
  8. Mine S, Hirai S, Yamakami I, Ono J, Yamaura A, Nakajima Y. Location of primary somatosensory area in cerebral arteriovenous malformation involving sensorimotor area No To Shinkei 1999 Apr;51(4):331-7.
  9. Muacevic A, Steiger HJ. Computer-assisted resection of cerebral arteriovenous malformations. Neurosurgery 1999 Nov;45(5):1164-70; discussion 1170-1.
  10. Murayama Y, Usami S, Abe T, Hata Y, Ganaha F, Massoud TF. Transvenous Doppler guidewire sonographic monitoring during treatment of a complex vertebral arteriovenous fistula associated with neurofibromatosis type 1. Neuroradiology. 1999 May;41(5):328-33.
  11. Nyberg G, Andersson J, Antoni G, Lilja A, Pellettieri L, Valind S, Langstrom B. Activation PET scanning in pretreatment evaluation of patients with cerebral tumours or vascular lesions in or close to the sensorimotor cortex. Acta Neurochir (Wien) 1996;138(6):684-94
  12. Otsuki H, Nakatani S, Yamasaki M, Kinoshita A, Iwamoto F, Kagawa N.Intraoperative ultrasound arteriography with the "Coded Harmonic Angio" technique. Report of three cases. J Neurosurg. 2001 Jun;94(6):992-5.
  13. Pietila TA, Stendel R, Jansons J, Schilling A, Koch HC, Brock M. The value of intraoperative angiography for surgical treatment of cerebral arteriovenous malformations in eloquent brain areas. Acta Neurochir (Wien)1998;140(11):1161-5
  14. Pik JH, Morgan MK. Microsurgery for small arteriovenous malformations of the brain: results in 110 consecutive patients. Neurosurgery 2000 Sep;47(3):571-5; discussion 575.
  15. Rubin JM, Hatfield MK, Chandler WF, Black KL, DiPietro MA. Intracerebral arteriovenous malformations: intraoperative color Doppler flow imaging. Radiology 1989 Jan;170(1 Pt 1):219-22
  16. Schaller C, Schramm J, Haun D. Significance of factors contributing to surgical complications and to late outcome after elective surgery of cerebral arteriovenous malformations. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1998 Oct;65(4):547-54.
  17. Seghier M, Lazeyras F, Momjian S, Annoni JM, de Tribolet N, Khateb A. Language representation in a patient with a dominant right hemisphere: fMRI evidence for an intrahemispheric reorganisation. Neuroreport 2001 Sep 17;12(13):2785-90.
  18. Spetzler R.F., Martin N.A. A proposed grading system for arteriovenous malformations // J. Neurosurg. - 1986. - Vol. 65, № 4. - P. 476-483.
  19. Stapleton SR, Kiriakopoulos E, Mikulis D, Drake JM, Hoffman HJ, Humphreys R, Hwang P, Otsubo H, Holowka S, Logan W, Rutka JT. Combined utility of functional MRI, cortical mapping, and frameless stereotaxy in the resection of lesions in eloquent areas of brain in children. Pediatr Neurosurg 1997 Feb;26(2):68-82.
  20. Vinas FC, Zamorano L, Mueller RA, Jiang Z, Chugani H, Fuerst D, Muzik O, Mangner TJ, Diaz FG. [15O]-water PET and intraoperative brain mapping: a comparison in the localization of eloquent cortex. Neurol Res 1997 Dec;19(6):601-8.
  21. Woydt M, Perez J, Meixensberger J, Krone A, Soerensen N, Roosen K. Intra-operative colour-duplex-sonography in the surgical management of cerebral AV-malformations. Acta Neurochir (Wien) 1998;140(7):689-98.
  22. Woydt M, Vince GH, Krauss J, Krone A, Soerensen N, Roosen K. New ultrasound techniques and their application in neurosurgical intra-operative sonography. Neurol Res 2001 Oct;23(7):697-705.
  23. Yamada S, Iacono RP, Mandybur GT, Anton R, Lonser R, Yamada S, Haugen G. Endoscopic procedures for resection of arteriovenous malformations. Surg Neurol 1999 Jun;51(6):641-9.
  24. Zamorano L, Matter A, Saenz A, Portillo G, Diaz F. Interactive image-guided surgical resection of intracranial arteriovenous malformations. Comput Aided Surg 1998;3(2):57-63.