Стереотаксическая компьютерная томография

Стереотаксический метод широко применяется в функциональной нейрохирургии. В его основе ле.жит построение индивидуальной внутримозговой системы координат, затем определение в ней, исходя из стереотаксических атласов пли «байка» анатомических сведений, мишеней для воздействия и соотношения этих мишеней с системой коор1ииат стереотаксического аппарата. В последние годы наметилась тенденция к расширению сферы применения стереотаксического метода, главным образо.м у больных с опухолями головного мозга. Однако, даже используя сложные нейрорент-генологпческне методы исследовании, не всегда удается точно определит!. границы патологического процесса и рассчитать его объем в системе координат стереотаксического аппарата.

С внедрением в клинику рентгеновской КТ открывается возможность использовать в стереотаксических расчетах Кт-данные. Сообщения о применении КТ для выбора внутричерепных мишеней п их расчетов в системе координат стереотаксического аппарата появились с середины 70-х годов [Ве^р&гбш ,М. е! а]., 1976, п др ]. В настоящее время эти методы разрабатываются во многих нейрохирургических центрах [Капдель Э. И. н др., 1981; Ьемапбег В. е! а1., 1978; Вгомп В., 1979, н др.]. Применяются различные, в том числе специально сконструированные для этих целей, стереотаксические системы. В литературе принят предложенный М. Ве^кКбш термин «стереотаксическая КТ».

Рассматривая аспекты применения КТ в стереотаксических расчетах, уточним, что геометрически каждый КТ-срез характеризуется следующим: сохраняются пространственные соотношения между отдельными элементами его площади, а толщину среза можпо с минимальными допущениями считать постоянной на всех его участках. Суть упомянутых допущений заключается в том, Что из-за дивергенции рентгеновских лучей сканируемый объем пред ставляется не идеальным диском а несколько сплюснутым в центре. Толщина же КТ-среза, как известно, определяется избранной для данного исследования коллимацией пучка рентгеновских лучен Эти свойства КТ-срезов в сочетании с определенным отнонн пнем каждого среза к какой-либо исходной (базовой) плоскости головы позволяют использовать КТ в стереотаксических расчетах (рнс. 296).

1 Гнава написана совместно с А. Г, Меликяном,

рис. 296. Реконструкция КТ срезов в системе координат стереотаксического аппарата.

а _ проекция аксиальных КТ-срезов, выполненных в орбитомеатальной плоскости.

на чдаеп (О- М-орбитомеатальная плоскость; Л(. Л2 и т. д. - расстояния чен ду О-Ы и каждым КТ-срезом соответствующие шагу передвижения стола томографа); б - системы координат для установления координат мишени Т (х, у, г - координатные оси этих систем), слева - на КТ. справа -в стереотаксической операционной. Плоскость КТ-среза параллельна осям х и у и перпендикулярна оси г, которая соответствует оси передвижения стола томографа [ВеіязНбт М., 1976].

Модификация способа фиксации головы больного в базовом кольце аппарата Ш«сЬнН-Мипйнщег для стереотаксической КТ (а, б)

Рис. 297. Модификация способа фиксации головы больного в базовом кольце аппарата Ш«сЬнН-Мипйнщег для стереотаксической КТ (а, б).

В Институте нейрохирургии стереотаксические расчеты по данным КТ производят с 1979 г. для биопсии глубинных опухолей мозга и ряда других объемных образований. К настоящему времени произведено 34 таких вмешательства у 32 больных. Суть метода стереотаксической КТ, отработанного в Институте пойрохнрургнн при участии Научно-производственного объединения «Квант» (Москва) [Меликян А. Г. и др., 1982], заключается в КТ-скапарованим с укрепленным па голове больпого стереотаксическим аппаратом. Такая фиксация окончательная н сохраняется на период всей стереотаксической манипуляции. Вся необходимая для рентгенометрических измерении информация имеется па КТ-срезах, В расчетах можно использовать вычислительные средства томографа в виде целого ряда специальных векторных функций консольной машины.

Такой метод расчетов адаптирован для стереотаксического ап парата Вихерта-Мундингера. Были сконструированы приспособления к ого базовому ко.дьцу для фиксации головы больного, а также самого кольца к головному концу стола томографа (рис. 297). Не останавливаясь на деталях этих приспособлений, заметим лишь, что необходимость их прпмепеппя обусловлена следующими обстоятельствами 1) диаметр «тоннеля» в штативе томографа меньше диаметра базового кольца; 2) наличие артефактов в изображении возникающих при сканировании от массивных металлических деталей; 3) необходимость использовать фик сацпю головы во время операции. Как и в стандартной модели аппарата, фиксация головы осуществляется за счет четырех вин- = товых упоров, с использованием местного обезболивания. Артефакты, возникающие при предлагаемом варианте фиксации, удалось уменьшить, изготовив упоры и их профили из сплавов алю : миния. Отметим также, что эти металлические детали видны только на нескольких базальпо ориентированных КТ-срезах.

| Базовое кольцо аппарата устанавливали на томографе с помощью светового визира в плоскости, параллельной плоскости сканирования. В период КТ-нсследовання к базовому кольцу крепят и сканируют вместе с головой больного «эквивалент» координатной системы стереотаксического аппарата. Алюминиевые стержни (расположенные пернендикулярно к нулевой плоскости и под углом к ней) хорошо видны на КТ-срезах при соответствующих уровне и ширине «окна» в виде светлых точек по обе стороны от черепа. Площадь этих точек - не более одного-двух матрпчпых элемептов изображения. Измеряя расстояпие между этими точками, мы рассчитывали координату по оси аппликат (г1), выстраивали проекцию нулевой оси аппарата па КТ-срез (О1) и определяли координаты мишеней но осям абсцисс (х1) и ординат (у1) (рис. 298). Все построения и измерения производили с помощью имеющихся программ консоли томографа. Отметим, что при отсутствии этих программ указанные построения и вычисления ножно производить на фотоотпечатках, внеся, естественно, поправку на уменьшение изображения. Мишени и траектории к ним моделировали на фантомном приспособлении стереотаксического аппарата (рис. 299).

Точпость метода зависит от разрешающш возможностей используемого компьютерного томографа. Известно, что разрешение но плотности, т. е. контрастное разрешепие (КР), и пространственное разрешение (ПР) находятся в следующем соотношении:

1

(КР)2 X (ПР)3 = с ---

Доза X толщина среза где а-пекая постоянная для каждого томографа величина, варьирующая от 1 до 6. При определенном значении а и постоянной толщине КТ-среза эти соотношения можно выразить графически. Па применяемом нами аппарате типа НД-8000 (СБИ) мппималь-яый размер стороны одного элемепта изображения равен 1,5 мм, минимальная толщина одного среза - 3 мм. Исходя из соотношения (1), при обычно используемых нами режимах для трубки (120 кВ, 20 мА) КР, возможно, будет иметь ошибку в пределах между 0,5 и 1%. Для применяемой на аппарате НД-8000 стандартной шкалы плотности ± 1000 ед. II. это соответствует Ю-20 ед. Н.

Принцип разработанного в НИМ нейрохирургии способа стереотаксической КТ

Рис. 298. Принцип разработанного в НИМ нейрохирургии способа стереотаксической КТ.

а - базовое кольцо в сборе с приспособлениями для фиксации и «эквивалентом» координатной системы; б - то же самое. Кольцо укреплено на головном конце стола томографа. В кольце фиксирован фантом черепа, в полости которого находятся пластиковые сферы-мишени; в - схематическое изображение КТ-среза, параллельного нулевой плоскости базового кольца (а - расстояние между СВ и нулевой плоскостью; DN и Р<2 - линии пересечения координатной системы плоскостью КТ-среза; х, у, г ¦- координатные оси аппарата; 0 - нулевая точка аппарата. О1 - проекция нулевой точки на плоскость КТ-среза; х1, у1, г1-расчетные координаты мишени в плоскости КТ-среза); г - то же самое, но со сложным наклоном плоскости КТ-срсза (заштрихована) и плоскости базового кольца под углами аир (обозначения те же, что и на рис. «в». Кроме того, Т - мишень, х" и у" ¦-истинные координаты мишени

(подробности в тексте).

Рис. 299. Стереотаксическая биопсия у больных с опухолями мозга. 4

а - фантомное приспособление аппарата lliechert-Mundinger с незначительными изменениями для ориентирования дуги выше нулевой плоскости m .оасстон^ре «а» (см. рис. 298, в. г); б - соотношение контрастного разрешения (KP), пространственного разрешения (ПР) и дозы облучении при постоянной толщине КТ-среза [Yignaud Y. 19781.

Среднее отклонение .попадания в мишени, полученное в експерименте на черепном фантоме с І і мишенями в виде 3 мпллпмет-ровых пластиковых сфер, составило 1 мм по всем координатным осям при коллимации в 3 мм. При коллимации в 6 мм соответственно возросли погрешности но оси аппликат (г), составив в среднем 2 мм. Найденные погрешности находятся, таким образом, в пределах разрешающих возможностей используемого нами компьютерного томографа, а метод позволяет выделить в КТ-пзо-браженнп и достигнуть стереотакспчески мишеней с минимальным объемом б-7 мм3 и отличающихся от окружающих тканей по плотности на 0,5-1%.

.При изменении угла томографических срезов по отношению к аксиальной плоскости (и базовому кольцу стереотаксического аппарата) координаты рассчитывают по следующим формулам:

хП = х1 • сойа = х1 • ВКЛЧО. (2)

уП= у1 . со?В = у1 • ВС/БХ (3)

Минимальный угол паклона плоскости штатива относительно кольца составляет по оси ординат 5°, по оси абсцисс - 6°. Вычисленные нами погрешности получены при установлении плоскости кольца но лазерному визиру.

Описанный способ стереотаксической КТ бы і успешно применен нами при стереотаксических биопсиях у больных с глубинными опухолями головного мозга. Вся манипуляция вместе с КТ занимала в среднем около О/2 ч (рис. 300). Расстояния между двумя верхними светлыми точками по обе стороны от черепа на расчетных срезах соответствуют отрезкам МІЧ на схеме (рис. 301), по которым рассчитывали координату г1. Пересечение осей абсцисс п орднпат на срезах соответствует точке о1 на схеме, от которой рассчитывали координаты х1 и у1 мишеней.

' Очевидно, что укладка головы больного и ориентация в кольце относительно его координатных осей может быть произвольной. Единственным методическим условием, от выполнения которого, помимо разрешающих возможностей КТ, зависит окончательная погрешность в достижении мншепей, является параллельность томографического среза плоскости кольца, - условие, которое легко выполнить при использовании данного способа с помощью светового визира.

Для выбора и расчетов мишеней достаточно одного- двух КТ-срезов. Все расчеты па консоли производят в считанные минуты, за время транспортировки больного в операционную. Контрольные снимки не требуются, н КГ становится единственным рентгенологическим методом исследования, необходимым для операции; сравнительно невелика и общая лучевая нагрузка на больного.

Пользуясь описанпым способом, можно рассчитать не только внутричерепные мшпени, но и траектории к ним. Рассматривая каждую прямую в системе координат стереотаксического аппарата как серию точек, легко рассчитать координаты и определить до операции место наложения треф.шацнонного отверстия. Пользуясь рядом векторных функций консоли томографа, можно визуализировать проекции траектории на каждый КТ срез. Таким обра зом можно произвести расчет нескольких траекторий к мишени, объединить несколько мишеней в одну траекторию н осуществить ах визуализацию до операции. Руководствуясь задачами стереотаксического исследования н анатомическими данными, полученными при: изучении КТ-срезов. легче выбрать наиболее оптимальную из этих гипотетических траєкторнії.

В реальных клинических условиях объекты, для определения локализации которых необходимо произвести стереотаксические

Стереотаксическая биопсия у больных с опухолями мозга

Рис. 300. Стереотаксическая биопсия у больных с опухолями мозга.

а - стереотаксическая КТ. Опухоль медиальных отделов правой височной доли. Выставлена мишень для биопсии; б- КТ после биопсии на том же уровне. В месте биопсии для лучевой терапии оставлена рентгеноконтрастная метка; в- стереотаксическая КТ. Опухоль ствола, прорастающая в область зрительного бугра справа. Видны изображения элементов координатной системы и реконструированные по ним координатные оси х и у. В опухоль введена мишень для биопсии; г - один из произведенных в этом случае контрольных снимков. Биопсийная канюля в расчетной мишени.

расчеты, как правило,- больше в объеме, чем упомянутые выше (6 - 7 мм3), что сопровождается улучшением разрешения по плотности. Иными словами, могут быть визуализованы и «рассчитаны» в системе коорднпат стереотаксического аппарата также и те патологические процессы, которые сопровождаются незначительными изменениями плотпостн при КТ и плохо реагируют на «усиление» после внутривенного введения контрастного вещества. Однако наиболее широко в клинической практике стереотаксическую ¦ГГ применяют для расчета мишеней при биопсии. Этот метод был применен для терапевтических пункций и аспираций внутричерепных гематом и абсцессов [Backlnnd Е.-О., ot al, 1977, 1978; Moran С. L-t al., 1979], а также использован в сочетании с криодеструкцией [Капдель И. Э. и цр., 1981; Conway L., 1973], лазерным облучением [Kelly Р , Alker G.nl980] и интерстициальной радиотерапией [Mnndinger F. ot al., 1978; Kelly P. et al., 1978]. Стереотаксический КТ-нодход к небольшим глубинным опухолям с последующим удалением их методом микрохирургии испаВьзовалн С. Shelden и соавт. (1980).

В Каролинском университете для точного определения локализации процесса в нолостн черепа используют комплекс методик (гамма-энцефалография, серпппая селективная церебральная ап гнография, нозитропная эмиссионная компьютерная томография, КТ, крапнография), применяя стереотаксический аппарат Лексел-ля, а затем осуществляют лечение с помощью установок Лекселля. В состав последпей входят: операцпонпая система аппарата Лекселля, установка для стереотаксической гамма-терапии и линей ный ускоритель. ЭтоТ комплекс» авторы применяют у больных с иноперабельными артериовепозными апеврпзмамп и опухолями, в частпостн для их биопсии [Greitz et al., 1980], Имеются также сообщения о применении стереотаксической КТ для расчета мн шеней нри классических функциональных операциях [Brown R., 1979, Colombo F. et al, 1981].

Таким образом, совместпое применение КТ и стереотаксического метода в нейрохирургической клинике является точным и надежным способом расчета координат практически для любого внутричерепного патологического процесса, открывающим новые перспективы в диагностике и лечении нейрохирургических больных.

Стереотаксическая 'биопсия опухоли подкорковых узлов справа

Рис. 301. Стереотаксическая 'биопсия опухоли подкорковых узлов справа.

а - КТ о»« контрастного усилении; б - КТ с контрастным усилением; в - стереотаксическая КГ (с контрастным усилением), в опухоли выставлена мишень дли биоп сек; г - мнкрофото препарата полученного материала - • злокачественная лимфома (Окраска гематоксилнн-эозином. Х10*О); д. е - КТ через 2 мес после биопсии н ком-бпппровлннпго лечонип - химиотерапии (2 курса по программе СОР) н телега.чма-терапнн (43 гр ); д - без усиления; е - с контрастным усі тчннем.

Рекомендуем к просомтру

www.kievoncology.com благодарны автору и издательству, которые способствует образованию медицинских работников. При нарушении авторских прав, сообщите нам и мы незамедлительно удалим материалы.