СОВМЕЩЕННАЯ ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННАЯ ТОМОГРАФИЯ/МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИИ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ ПРИ ОПУХОЛЯХ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Цель исследования – изучение диагностических возможностей МРТ и ПЭТ/КТ, а также доступных пользовательских программ для обработки DICOM-изображений при осуществлении предоперационного планирования стереотаксических вмешательств у пациентов с глубинными церебральными глиомами в условиях совмещения изображений головного мозга.

Материал и методы. Подготовлено и проведено 35 стереотаксических операций (биопсий и лечебных криодеструций) у пациентов с опухолями головного мозга глубинной локализации. Для нацеливания на внутриопухолевые мишени в предоперационном периоде пациентам выполняли МРТ-сканирование в стереотаксических условиях и ПЭТ/КТ-сканирование с туморотропным радиофармпрепаратом 11С-метионином. Планирование операций проводилось на совмещенных МРТ/ПЭТ-изображениях. Совмещение осуществляли при помощи диагностической рабочей станции Philips и навигационной станции Medtronic StealthStation S7.

Результаты. Совмещение МРТ- и ПЭТ-изображений при помощи прикладных программных пакетов является удобным инструментом для прецизионного планирования целевых точек, доступов и траекторий введения стереотаксической канюли в мозг. На совмещенном изображении ПЭТ-компонент позволяет осуществлять планирование целевых зон для биопсии и избирательной деструкции опухоли благодаря способности радиофармпрепарата избирательно накапливаться в наиболее злокачественных участках опухоли. При этом МРТ-компонент, обеспечивая четкую анатомическую визуализацию, дает возможность проводить планирование безопасных траекторий стереотаксического доступа вне проекций функционально значимых зон, проводящих путей и внутри- мозговых сосудов, что снижает риск интраоперационных осложнений. Кроме того, МРТ обеспечивает визуализацию реперных элементов для стереотаксических расчетов.

 Заключение. Продемонстрирована высокая эффективность предоперационного планирования на совмещенных магнитно-резонансных/позитронно-эмиссионных томограммах. Предложенный метод планирования операций позволяет повысить информативность биопсий и предотвратить продолженный рост глиальных опухолей мозга даже при их частичной стереотаксической деструкции, а также обеспечить низкий уровень послеоперационных осложнений.

1. Мартынов Б.В., Холявин А.И., Парфенов В.Е., Низковолос В.Б., Труфанов В.Е., Фокин В.А. и др. Метод стереотаксической криодеструкции в лечении больных с глиомами головного мозга. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2011; 75 (4): 17–24. [Martynov B.V., Kholyavin A.I., Parfenov V.E., Nizkovolos V.B., Trufanov V.E., Fokin V.A. et al. The method of a stereotactic cryodestruction in a treatment of patients with cerebral gliomas. Voprosy Neyrokhirurgii imeni N.N. Burdenko (Problems of Neurosurgery Named after N.N. Burdenko, Russian journal). 2011; 75 (4): 17–24 (in Russ.).]

2. Lunsford L.D., Somaza S., Kondziolka D., Flickinger J.C. Brain astrocytomas: biopsy, then irradiation. Clin. Neurosurg. 1995; 42: 464–79.

3. Kholyavin A.I., Nizkovolos V.B., Anichkov A.D. Tomography of brain and stereotactic guidance. Biomed. Engineer. 2014; 48 (1): 24–6.

4. Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Устройство для криохирургического воздействия. Патент № 2115377 Российской Федерации. МПК7 А61В 17/36. Изобретения. Полезные модели. 1998; 20: 3 опубл. 20.07.98. [Nizkovolos V.B., Anichkov A.D. A device for a cryosurgery action. Patent № 2115377 Russian Federation, МPК7 А61В 17/36. Izobreteniya. Poleznye Modeli (Inventions. Useful models. Russian journal). 1998; 20: 3 published 20.07.98 (in Russ.).]

5. Полонский Ю.З., Холявин А.И., Мартынов Б.В., Парфенов В.Е., Труфанов В.Е. Безрамная расчетная магнитно-резонансная томография со стереотаксическими манипуляторами класса «Ореол». Вестник Российской военно- медицинской академии. 2009; 4 (28): 71–8. [Polonskiy Yu.Z., Kholyavin A.I., Martynov B.V., Parfenov V.E., Trufanov V.E. Use of stereotaxic manipulators of the Oreol class for frameless stereotaxic magnetic resonance imaging. Vestnik Rossiyskoy Voenno-Meditsinskoy Akademii (Herald of Russian Military Medical Academy, Russian journal). 2009; 4 (28): 71–8 (in Russ.).]

6. Холявин А.И., Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Прецизионная стереотаксическая безрамная нейронавигация. Медицинская техника. 2016; 4: 26–8. [Kholyavin A.I., Nizkovolos V.B., Anichkov A.D. Precision stereotaxic frameless neuronavigation. Meditsinskaya Tekhnika (Medical Equipment, Russian journal). 2016; 4: 26–8 (in Russ.).]

7. Гомзина Н.А., Кузнецова О.Ф. Получение L-[метил-(11C)]метионина высокой энантиомерной чистоты путем on-line-11C-метилирования L-гомоцистеинтиолактонгидрохлорида. Биоорганическая химия. 2011; 37: 216–22. [Gomzina N.A., Kuznetsova O.F. Preparation of [11C-methyl]-Lmethionine in high enantiomeric purity by “on-line” 11C-methylation. Bioorganicheskaya Khimiya (Bioorganic Chemistry, Russian journal). 2011; 37: 216–22 (in Russ.).]

8. Kunz M., Thon N., Eigenbrod S., Hartmann C., Egensperger R., Herms J. et al. Hot spots in dynamic (18) FET-PET delineate malignant tumor parts within suspected WHO grade II gliomas. Neuro-oncology. 2011; 13 (3): 307–16.

9. Pirotte B., Goldman S., Massager N., David P., Vandesteene A., Salmon I. et al. Comparison of 18F-FDG and 11C-methionine for PET-Guided stereotactic brain biopsy of gliomas. J. Nucl. Med. 2004; 45 (8): 1293–8.

10. Van Laere K., Ceyssens S., Van Calenbergh F., de Groot T., Menten J., Flamen P. et al. Direct comparison of 18F-FDG and 11C-metionine PET in suspected of glioma: sensitivity, inter-observer variability und prognosis value. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imag. 2005; 32 (1): 39–51.

11. Kläsner B.D., Krause B.J., Beer A.J., Drzezga A. PET imaging of gliomas using novel tracers: a sleeping beauty waiting to bekissed. Expert Rev. Anticancer. Ther. 2010; 10 (5): 609–13.

12. Hariz M.I. CT scanning in stereotactic neurosurgery. In: Gildenberg P.L., Tasker R.R. (eds.) Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. New-York: McGraw-Hill; 1998: 265–70.

13. Simon S.L., Douglas P., Baltuch G.H., Jaggi J.L. Error analysis of MRI and Leksell stereotactic frame target localization in deep brain stimulation surgery. Stereotac. Functional Neurosurg. 2005; 83 (1): 1–5.

14. Yu C., Apuzzo M.L., Zee C.S., Petrovich Z. A phantom study of the geometric accuracy of computed tomographic and magnetic resonance imaging stereotactic localization with the Leksell stereotactic system. Neurosurgery. 2001; 48 (5): 1092–8.

15. Mori Y., Hayashi N., Iwase M., Yamada M., Takikawa Y., Uchiyama Y. et al. Stereotactic imaging for radiosurgery: localization accuracy of magnetic resonance imaging and positron emission tomography compared with computed tomography. Stereotact. Functional Neurosurg. 2006; 84 (4): 142–6.

16. Kuhn S.A., Romeike B., Walter J., Kalff R., Reichart R. Multiplanar MRI-CT fusion neuronavigationguided serial stereotactic biopsy of human brain tumors: proof of a strong correlation between tumor imaging and histopathology by a new technical approach. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2009; 135 (9): 1293–302.

17. Низковолос В.Б., Холявин А.И., Гурчин А.Ф. Практические аспекты использования совмещенной МСКТ-ПЭТ в стереотаксической нейроонкологии. Российский нейрохирургический журнал им. про- фессора А.Л. Поленова. 2012; 4 (2): 16–9. [Nizkovolos V.B., Kholyavin A.I., Gurchin A.F. The practical aspects of using the combined CTPET in stereotactic neuro-oncology. Rossiyskiy Neyrokhirurgicheskiy Zhurnal imeni professora A.L. Polenova (Russian Neurosurgery Journal named after A.L. Polenov). 2012; 4 (2): 16–9 (in Russ.).]

18. Guihong Q., Dali Z., Pingfan Y. Medical image fusion by wavelet transform modulus maxima. Optics Express. 2001; 9 (4): 184–90.

19. Ganasala P., Kumar V. CT and MR image fusion scheme in nonsubsampled contourlet transform domain. J. Digital Imag. 2014; 27 (3): 407–18