СТЕРЕОТАКСИЧЕСКАЯ НЕЙРОХИРУРГИЯ
СТЕРЕОТАКСИЧЕСКАЯ НЕЙРОХИРУРГИЯ (греч. stereos твердый, объемный, пространственный + taxis построение, расположение; нейрохирургия) — направление в нейрохирургии, использующее для получения лечебного эффекта стереотаксический метод деструкции или стимуляции проводящих путей и ядер центральной нервной системы. Разработка и внедрение в клин, практику стереотаксического метода (см.) сделали возможным оперативные вмешательства на глубоких подкорково-стволовых структурах мозга человека, ранее полностью недоступных для нейрохирурга, что, в свою очередь, обеспечило возможность лечения ряда тяжелых заболеваний и состояний, не поддающихся консервативным воздействиям. Применение этого метода значительно повысило эффективность оперативного вмешательства на мозге при наименьшей его травматизации.
С. н. вобрала в себя достижения мед. техники (стереотаксические аппараты, рентгеновские установки, приборы для различных методов деструкции), нейрофизиологии (стереотаксический метод, результаты изучения функций подкорковых структур), неврологии (результаты изучения патогенеза и клиники ги-перкинезов, болевых синдромов, эпилепсии и других заболеваний) и нейрохирургии (технику и методику операций на глубоких структурах мозга).
Стереотаксические операции эффективны, как показывает накопленный опыт, при различных патологических состояниях и заболеваниях; к их числу относятся паркинсонизм, детский церебральный паралич, деформирующая мышечная дистония, аневризмы сосудов и опухоли мозга, эпилепсия, нек-рые психические заболевания, болевые синдромы и др. Сфера применения стереотаксического метода продолжает неуклонно расширяться и постепенно включает все новые нозологические формы.
Основателем С. н. является профессор анатомии Московского ун-та Д. Н. Зернов, к-рый создал первый стереотаксиче-ский аппарат, предназначенный для анатомических исследований и нейрохирургических операций на головном мозге человека (так наз. энцефалометр). Этот прибор был продемонстрирован в 1889 г. на заседании физико-математического об-ва Московского ун-та. Энцефалометр, созданный Д. Н. Зерновым, стал прототипом ряда совр. стереотаксических аппаратов. Г. И. Россолимо в 1906 — 1907 гг. усовершенствовал энцефалометр, создал новый прибор, названный мозговым топографом. Д. Н. Зернов, Н. В. Алтухов и Г. И. Россолимо первыми высказали предположение о той большой роли, к-рую может сыграть стереотаксический метод в нейрохирургии, и успешно подтвердили это предположение во время операций на головном мозге человека.
В 1906 г. англ. ученые Хорсли (V. А. Н. Horsley) и Кларк (R. Н. Clarke) разработали свою конструкцию стереотаксического аппарата для нейрофизиол. экспериментов на животных с использованием системы прямоугольных координат: три плоскости, взаимно перпендикулярные друг к другу в пространстве, сопоставлялись с наружными костными ориентирами черепа животного. Ими же были созданы первые стереотаксические атласы мозга экспериментальных животных и на их основе выполнен ряд исследований. Однако в клин, практику стереотаксический метод вошел лишь в 40-х гг. 20 в., когда нем. невролог Шпигель (Е. A. Spiegel) и амер. нейрохирург Уайсиз (H. Т. Wycis) создали прототип современных стереотаксических аппаратов и произвели первые стереотаксические операции на глубоких структурах мозга; впоследствии такого рода вмешательства производились ими при многих заболеваниях ц. н. с. Им принадлежат большие заслуги в развитии нового метода; они также являются создателями первого стереотаксического атласа мозга человека. За последние 30—40 лет во многих странах сделаны десятки тысяч стереотаксических операций. Прогресс в этой области ознаменовался значительными теоретическими и практическими результатами.
В основе С. н. лежит совокупность приемов и математических расчетов, позволяющих с помощью специальных приборов и методов рентгенол. и функц. контроля с большой точностью осуществить введение канюли (или электрода) в определенную глубоко расположенную структуру головного или спинного мозга для воздействия на нее с леч. целью. Одной из главных задач в С. н. является определение точных пространственных соотношений между какой-либо заданной структурой мозга и рядом точек-ориентиров, к-рыми служат внутримозговые и (или) черепные (экстракраниальные) анатомические образования.
Рис. 1. Схематическое изображение определения координат искомой точки в глубине головного мозга путем рентгенографии в боковой и переднезадней проекциях в процессе подготовки к стереотаксической операции: 1—трубка рентгеновского аппарата; 2 — рентгеновская пленка; 3 — искомая точка в глубине головного мозга; пунктирными линиями обозначены прямой и боковой центральные лучи пучка рентгеновского излучения, проходящие через искомую точку.
На двух рентгеновских снимках — в боковой и переднезадней проекциях (рис. 1) — определяют координаты искомой точки в глубине мозга в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Третью координату (в горизонтальной плоскости) рассчитывают по имеющимся двум. Рентгенол. исследование является обязательным компонентом стереотаксической нейрохирургической операции.
При проведении стереотаксической операции важно определение степени индивидуальной вариабельности локализации и размеров подкорковых структур. Основные данные по этому вопросу собраны в стереотаксических атласах. Для индивидуальной коррекции вводят так наз. фактор относительности, к-рый представляет собой коэффициент, отражающий соотношение между размерами какой-либо структуры в стереотаксическом атласе, т. е. в эталонном мозге, и теми же размерами в мозге данного больного, получеиными в процессе рентгенол. обследования. Основой каждого стерео-таксического атласа являются серии фотографий срезов «стандартного» мозга, выполненные в различных плоскостях — сагиттальной, фронтальной, горизонтальной, а также косых.
Наиболее полным современным стереотаксическим атласом является трехтомный атлас, созданный в 1977 г. коллективом авторов под руководством Шальтенбранда (G. Scha-ltenbrand) и Варена (W. Wahren). В нем даны подробные сведения о морфологии и физиологии подкорковых структур мозга человека, изложены вопросы методики стерео-таксичееких операций, содержатся схемы и фотографии срезов мозга в трех взаимно перпендикулярных плоскостях пространства, произведенные с соблюдением особых условий.
За основу системы координат, в к-рой произведены срезы, взята ин-теркомисеуральная линия, т. е. линия, соединяющая переднюю и заднюю комиссуры (спайки), а в качестве нулевой точки — точка пересечения этой линии с перпендикуляром, восстановленным в ее средней точке в сагиттальной плоскости. Указанная линия и перпендикуляр к ней представляют собой две координатные оси, а третья ось, перпендикулярная двум предыдущим, проходит через точку начала координат. По этим осям (плоскостям) произведены фронтальные, сагиттальные и горизонтальные срезы «эталонного» мозга.
В период становления стереотак-сического метода существовало мнение, что за основу естественной координатной системы можно принять горизонтальные плоскости, образованные костными структурами основания черепа. Использование этих плоскостей предполагает строгую симметрию черепа, к-рая, однако, наблюдается только в 10% случаев; внутренние слуховые проходы, напр., могут располагаться в разных плоскостях, что сводит на нет локали-зационное значение указанных плоскостей. Тем не менее костные ориентиры необходимы для определения места наложения трепанационного отверстия в костях черепа, а также являются основными при двух сте-реотаксических операциях: при операциях на гипофизе (турецкое седло) и при деструкции гассерова узла (овальное отверстие).
Рис. 2. Вентрикулограммы головного мозга в переднезадней (а) и боковой (б) проекциях с ориентирами, используемыми при етереотаксических расчетах: а — вентрикулограмма в переднезадней проекции (1 — тело бокового желудочка, 2 — передний рог бокового желудочка, 3 — третий желудочек, 4 — нулевая расчетная точка; I — срединная линия, II — горизонтальная линия, проведенная через границу верхней и средней трети тени третьего желудочка); б — вентрикулограмма в боковой проекции (1 — тело бокового желудочка, 2 — задний рог бокового желудочка, 3 — водопровод мозга, 4 – четвертый желудочек, 5 — задняя спайка, 6 — нижний рог бокового желудочка, 7 — нулевая расчетная точка, 8 — передняя спайка, 9 — задний край межжелудочкового отверстия, 10 — передний рог бокового желудочка; I — прямая, соединяющая задний край межжелудочкового отверстия с задней комыссурой; II — интеркомиссуральная линия).
Для выявления пространственной локализации подкорковой структуры, подлежащей деструкции, используют внутримозговые ориентиры, определяемые на вентрикулограммах в двух проекциях. При анализе снимков, выполненных в переднезадней проекции (рис. 2, а), обращают внимание на форму, размеры и степень заполнения боковых и третьего желудочков мозга контрастом. В очертаниях боковых желудочков можно определить центральную часть — тело (более контрастная часть тени, прилегающая к средней линии) и передний рог (менее контрастная часть тени). Оба желудочка разделены тонкой линией, образованной прозрачной перегородкой. Она начинается под мозолистым телом, затем идет книзу до верхнего края тени третьего желудочка, к-рый имеет вид узкой прямой щели, утолщенной в средней части до 3—4 мм в поперечнике. Продольный диаметр третьего желудочка обычно составляет 14—15 мм. Вент-ральнее нижней части третьего желудочка видна тень сильвиева водопровода (водопровода мозга, Т.), а под ней в виде треугольника четвертый желудочек с его латеральными апертурами (боковыми воротами). В качестве координатных осей в прямой проекции используют срединную линию и перпендикулярную к ней горизонтальную линию, проведенную на границе верхней и средней трети III желудочка. Нулевой точкой координат в этой проекции является точка пересечения указанных линий.
В боковой проекции (рис. 2, б) видна вытянутая тень бокового желудочка, в к-роп легко различить центральную часть, передний, нижний и задний рога. Важнейшим ориентиром для стереотаксических расчетов является межжелудочковое отверстие (Монро), соединяющее боковой и третий желудочки. На снимке это отверстие представлено в виде узкого короткого перешейка, направленного вентрально и кзади. Непосредственно под межжелудочковым отверстием и чуть кпереди от него видна небольшая вырезка (ок. 2—3 мм) — передняя комиссура.
Задний отдел купола третьего желудочка, опускаясь вентрально, переходит в тонкую тень сильвиева водопровода. В точке этого перехода располагается задняя комиссура. В качестве такой основной координатной оси при стереотаксических расчетах используют интеркомиссу-ральную линию, соединяющую обе комиссуры. Преимуществом этой линии является то, что ее длина не зависит от длины черепа и его антропологического типа. Иногда при стереотаксических расчетах используют линию, соединяющую задний край межжелудочкового отверстия с задней комиссурой. Обе эти линии, заканчиваясь в одной точке, начинаются на расстоянии 3,5—4 мм друг от друга по вертикали. Нулевой расчетной точкой координат в боковой проекции является середина интер-комиссуральной линии.
Быстрое развитие С. н. явилось стимулом для создания новых и усовершенствования существующих стереотаксических аппаратов и устройств, что, в свою очередь, обусловило дальнейший прогресс этой области нейрохирургии. Создано много универсальных стереотаксических аппаратов, к-рые отличаются друг от друга принципом действия, степенью сложности, способом фиксации к черепу, системой координат и т. д. Созданы также устройства специального назначения, напр, для операций на гипофизе.
Наиболее распространенные аппараты для С. н. основаны на системе полярных координат. Принцип их действия заключается в том, что электрод (канюлю) вводят в мозг по направлению к точке цели под определенными углами. Эти углы определяются линией, к-рую проводят от конца введенной на незначительную глубину в мозг канюли, и линией направления ее в точку цели (нулевой линией).
Существующие аппараты можно разделить на две группы: аппараты сравнительно простой конструкции, фиксируемые в небольшом трепана-ционном отверстии в костях черепа по внешним черепным ориентирам, и аппараты более сложной конструкции, в к-рых фиксируют голову больного с помощью специальных упоров, ввинчиваемых в кости черепа под рентгенол. контролем.
В связи с развитием стереотаксиче-ской хирургии, усложнением ее методик и повышением требований к точности попадания в заданную структуру мозга для стереотаксичес-ких расчетов и для уточнения локализации конца электрода (канюли) в подкорковых структурах мозга начали применять ЭВМ. Предложены сложные математические расчеты, к-рые позволяют определить положение конца электрода в мозге как при прямом, так и при выдвигающемся вбок электроде.
Активное развитие получил метод стереотаксической компьютерной томографии, основанный на получении серий изображений срезов мозга, служащих для точного определения координат любой точки в глубоких структурах мозга с помощью компьютера (см. Томография компьютерная). (
При стереотаксической биопсНи глубокорасположенных опухолей мозга применяется методика переноса данных компьютерной томографии на обычные краниограммы.
Эффективность любой стереотаксической операции в первую очередь зависит от точности попадания активного конца канюли (электрода) в заданную подкорковую структуру. При неточности расчетов возможны серьезные осложнения, поскольку в большинстве случаев подкорковая структура (мишень), подлежащая деструкции (стимуляции), располагается в непосредственной близости к другим функционально важным структурам мозга.
Стереотаксическая операция состоит из нескольких этапов. Выбор цели, т. е. структуры, подлежащей деструкции (стимуляции), производится до операции. Поскольку при разных заболеваниях эти структуры различны, их правильный выбор является одной из основных задач. Наиболее общие этапы стереотаксической операции следующие: анестезия и наложение трепана-ционного отверстия; установка сте-реотаксического аппарата; контрастирование системы желудочков мозга; определение на рентгенограммах, выполненных в двух проекциях, внутримозговых ориентиров и расчет по этим ориентирам локализации заданной структуры в соответствии с данными стереотаксического атласа; сопоставление пространственной локализации искомой подкорковой структуры с координатной системой стереотаксического аппарата и перенос полученных данных на направляющее устройство аппарата; введение в заданную подкорковую структуру канюли (электрода) под контролем рентгеновских снимков или электронно-оптических преобразователей; рентгенологический и функциональный контроль точности попадания; деструкция (стимуляция) подкорковой структуры; удаление канюли (электрода), снятие аппарата, закрытие операционной раны.
Положение больного на операционном столе зависит от методики и характера стереотаксической операции. Так, при операциях на базальных ядрах мозга, при трансназальной гипофизэктомии и др. больной лежит на спине (лицом вверх), а при стереотаксической дентатото-мии, перкутанной трактотомии и др.— на животе (лицом вниз).
Методы обезболивания при стереотаксических операциях также различны и зависят от характера и задач операции. При нек-рых заболеваниях (напр., при паркинсонизме, болевых синдромах и др.) используется местная анестезия с легкой премедикацией. Нередко применяется нейролептаналгезия, преимущество к-рой в возможности быстрого пробуждения больного, что позволяет проверить эффект операции и убедиться в отсутствии осложнений. При заболеваниях, сопровождающихся выраженными гиперкинеза-ми, показан интратрахеальный наркоз с помощью анестетиков.
Выбор места для наложения тре-панационного отверстия в костях черепа определяет ту точку коры большого мозга, через к-рую канюля (электрод) будет введена в подкорковые ядра. При этом соблюдают три условия: место введения канюли (электрода) должно находиться на безопасном расстоянии от функционально важных зон коры большого мозга; продвижение канюли (электрода) на пути к заданной структуре не должно сопровождаться повреждением других важных структур мозга; путь канюли (электрода) до заданной структуры должен быть по возможности более коротким. Введение канюли (электрода) через кору заднего отдела средней лобной извилины практически полностью удовлетворяет перечисленным условиям.
Жесткая фиксация головы больного осуществляется в специальном подголовнике, в строго сагиттальной плоскости с помощью двух винтов, ввинчиваемых в лобной области до кости.
Контрастирование желудочковой системы — обязательный и важный этап каждой стереотаксической операции. В С. н. применяют два метода контрастирования желудочков мозга: пневмоэнцефалографию (см.) и вентрикулографию (см.).
Определение пространственной локализации стереотаксической подкорковой структуры, выбранной для оперативного вмешательства, является наиболее сложным и ответственным этапом операции. Он включает определение основных внутримозговых ориентиров, вычисление на основании этих ориентиров координат подкорковой структуры, подлежащей деструкции (стимуляции), контроль точности попадания в нее.
Точность попадания в заданную подкорковую структуру контролируется рентгенологически. С этой целью после введения канюли (электрода) на рассчитанную глубину производят контрольные снимки в двух проекциях, идентичных тем, к-рые необходимы для стерео-таксических расчетов. Затем с расчетных снимков основные ориентиры н центр искомой структуры переносят на контрольные. Если канюля (электрод) введена точно, то центр ее активного конца должен совпасть с указанной точкой. В случае расхождения, превышающего 1 мм, необходима коррекция направления канюли (электрода).
При стереотаксической операции, производимой под местной анестезией, надежным критерием точности попадания в искомую подкорковую структуру является клин, эффект (напр., исчезновение тремора, ригидности, болей), наступающий непосредственно на операционном столе. Этот эффект, как правило, наблюдается через 1 —1,5 мин. после попадания в искомую точку, т. е. до применения деструкции.
Важным компонентом функциональных операций на всех уровнях нервной системы является электростимуляция. Накоплен большой опыт электростимуляции различных структур мозга человека (многих ядер зрительного бугра, субталамической области, бледного шара, скорлупы, ядер мозжечка и др.)- Получены данные по нейро- и патофизиол. организации ряда процессов, протекающих с участием подкорковых структур головного мозга (о функциональной организации подкорковых структур, их взаимосвязях, скоростях проведения нервных импульсов, патогенезе тремора, ригидности, гиперкинезов, болевых синдромов).
Кроме того, электростимуляция подкорковых структур головного мозга является информативным этапом большинства стереотаксических операций и рассматривается как один из основных методов идентификации подкорковых структур. Метод позволяет контролировать точность попадания инструмента в заданную структуру. При большинстве операций на глубоких структурах мозга электростимуляция применяется с целью определения положения конца электрода по отношению к внутренней капсуле мозга, к-рая непосредственно прилежит к латеральной поверхности вентролатерального ядра таламуса и медиальной поверхности бледного шара.
Электростимуляции подкорковых структур используются также в качестве самостоятельного леч. метода. В этом случае применяют имплантацию долгосрочных электродов в глубокие структуры мозга.
Основной целью и завершающим этапом каждой стереотаксической операции является деструкция ядер или проводящих путей головного или спинного мозга. В связи с этим одна из наиболее важных проблем стереотаксической хирургии — разработка наиболее эффективного, простого и безопасного метода деструкции мозговой ткани.
Методы деструкции, применяемые в С. н., делят на четыре группы: физические, электрические, химические и механические. Из них наиболее эффективными и распространенными являются два — локальное замораживание и высокочастотная термокоагуляция, к-рые в наибольшей степени отвечают требованиям С. н.
Локальное замораживание производят с помощью специальных приборов, позволяющих создать на активном конце тонкой канюли, введенной в глубину мозга, низкую температуру — минус 150—170° (см. Криохирургия). В результате в намеченной подкорковой структуре создается сфера замороженной мозговой ткани заданного объема. После оттаивания происходит постепенное рассасывание участка мозговой ткани, подвергнутого криовоздействию.
Высокочастотная термокоагуляция осуществляется с помощью специальных генераторов, подающих на электрод импульсный ток высокой частоты. Применяется как моно-, так и биполярная коагуляция. На конце электрода создают температуру, приводящую к деструкции мозговой ткани. Температуру измеряют термодатчиком на конце электрода. Иногда применяют другие методы деструкции (анодный электролиз, индукционное нагревание, подсечение мозговой ткани специальным стереоэнцефалотомом и др.).
Развитием и совершенствованием нового направления в нейрохирургии занимаются во многих странах мира. Созданы Всемирное и Европейское научные об-ва функциональной и стереотаксической нейрохирургии, к-рые регулярно организуют и проводят международные конгрессы и симпозиумы по проблемам С. н. Издается международный журнал «Applied neurophysiology». В СССР материалы по различным вопросам С. н. помещаются в журнале «Вопросы нейрохирургии»; публикуются монографии.
См. также Головной мозг, Нейрохирургия.
Библиография: Абраков Л. В. Основы стереотаксической нейрохирургии, JI., 1975, библиогр.; Кандель Э. И. Сте-реотаксическая нейрохирургия, в кн.: Первый Всесоюз. съезд нейрохир., т. 5, с. 195, М., 1972; он же, Функциональная и стереотаксическая нейрохирургия, М., 1981, библиогр.; Atlas for stereotaxy of the human brain, ed. by G. Schaltenbrand a. W. Wahren, Stuttgart, 1977; Stereotaxy of the human brain, ed. by G. Schaltenbrand a. A. E. Walker, N. Y., 1982.
Э. И. Кандель.