Využití elektromagnetické navigace při léčbě hydrocefalu a arachnoidálních cyst u dětí do jednoho roku věku

Souhrn

Cíl:
Operační výkony pro hydrocefalus a arachnoidální cysty u malých dětí jsou stále zatíženy nemalým procentem komplikací. Formou retrospektivní studie prezentujeme naše pětileté zkušenosti s využitím elektromagnetické neuronavigace při těchto výkonech u dětí do jednoho roku věku.

Soubor a metodika:
Od ledna 2009 do prosince 2013 jsme na našem pracovišti použili elektromagnetickou neuronavigaci při operaci hydrocefalu nebo arachnoidální cysty u celkem 30 dětí průměrného věku 15,3 týdne (jeden týden– 11 měsíců). Provedli jsme 19 ventrikuloperitoneálních drenáží, jednu ventrikuloatriální, čtyři endoskopické ventrikulostomie třetí komory, dvě septostomie cavum septi pellucidi, dvě endoskopické fenestrace arachnoidálních cyst a dva kombinované výkony –  endoskopickou fenestraci a drenážní operaci v jedné době.

Výsledky:
V souboru pacientů jsme komorový katétr nebo endoskop zavedli vždy na první pokus do požadovaného prostoru a nezaznamenali jsme žádný technický problém navigace, který by vyústil v nepřiměřenou navigační odchylku, a znemožnil tak její použití. Všichni pacienti měli po operaci grafickou kontrolu (sonograficky přes velkou fontanelu nebo magnetickou rezonanci). Malfunkci komorového katétru (vždy obturaci komorovým plexem) jsme zaznamenali u čtyř pacientů (18,2 %), infekce drenážního systému vznikla u jednoho pacienta (4,5 %). „Roční přežití“ drenážního systému bez revize je v našem souboru 58,8 %. Dva pacienty (20 %) po endoskopickém výkonu jsme reoperovali pro selhání vytvořené komunikace a jednoho (10 %) pro likvoreu.

Závěry:
Elektromagnetická neuronavigace nám umožňuje provádět i u velmi malých dětí drenážní a endoskopické operace hydrocefalu a arachnoidálních cyst se stejnou přesností intraoperačního navigování jako u dospělých pacientů, bez nutnosti pevně fixovat hlavu v tříbodovém rámu.

Klíčová slova:
hydrocefalus – arachnoidální cysta – chirurgická léčba – elektromagnetická navigace – endoskop

Seznam použitých zkratek

EMN elektromagnetická neuronavigace

ETV endoskopická ventrikulostomie třetí komory

MR magnetická rezonance

VP ventrikuloperitoneální drenáž

Úvod

Nejčastější operační výkony v dětské neurochirurgii jsou drenážní a endoskopické operace hydrocefalu a operace arachnoidálních cyst, dnes už nejčastěji rovněž endoskopickou technikou [1]. Tyto operace jsou stále zatíženy nemalým procentem technických komplikací [2,3]. Každá technická chyba při tomto typu operací přináší riziko zvýšení další morbidity pacientů a výrazně zvyšuje cenu jejich léčby [4]. Při plánování přístupu pro neuroendoskopii a při zavádění komorového katétru intrakraniálně je tedy vyžadována naprostá přesnost, proto i při těchto výkonech používáme v neurochirurgii neuronavigaci [5,6]. Díky ní můžeme přístup při endoskopii naplánovat tak, abychom dosáhli cíle ideálním koridorem postihujícím co nejméně mozkové tkáně, a při zavedení komorového katétru se snažíme jeho konec uložit co nejdále od komorového plexu. Neuronavigace ve své klasické podobě ale vyžaduje pevné upnutí hlavy, které u dětí pod dva roky není vůbec možné a i u dětí starších může být spojeno s komplikacemi (fraktury kalvy, epidurální hematomy). Pro navigování operací malých dětí byla proto vyvinuta neuronavigace elektromagnetická (EMN). Technika EMN byla poprvé popsána již v roce 1991 [7]. První komerční systémy byly schváleny FDA (Food and Drug Administration) v roce 1997 [8,9]. Studií na fantomech pak byla prokázána stejná míra přesnosti EMN jako u navigace optické [10]. K širšímu využívání EMN dochází až v několika posledních letech [11], i když oproti navigaci optické nabízí u dětí několik výhod [12]:

1. hlava se nemusí pevně fixovat, a může se s ní tedy hýbat i po registraci;
2. referenční senzor se na hlavu pouze lepí, rovněž nemusí být fixován šroubky;
3. navigovaný nástroj nemusí být navigací „viděn“, nehrozí tedy vizuální konflikt např. s rukou operatéra, s dalším nástrojem apod.;
4. pro navigování EMN jsou již kalibrovány některé nástroje, takže je lze navigovat bez upínání dalších referencí (např. mandrén pro zavádění katétrů se do katétru přímo zasune atd.).

V české literatuře zatím práce o využití EMN chybí, proto v našem sdělení prezentujeme pětileté zkušenosti s tímto typem navigace při léčbě hydrocefalu a arachnoidálních cyst u dětí do dvou let věku.

Soubor a metodika

Od ledna 2009 do prosince 2013 jsme na našem pracovišti použili EMN při operaci hydrocefalu nebo arachnoidální cysty u celkem 30 dětí ve věku od jednoho týdne do 11 měsíců. Provedli jsme 19 ventrikuloperitoneálních (VP) drenáží, jednu ventrikuloatriální, čtyři endoskopické ventrikulostomie třetí komory (ETV), dvě septostomie cavum septi pellucidi, dvě endoskopické fenestrace arachnoidálních cyst a dva kombinované výkony –  endoskopickou fenestraci a drenážní operaci v jedné době. Detaily souboru pacientů jsou uvedeny v tab. 1, která je dostupná na webu časopisu (www.csnn.eu)

K navigaci používáme přístroj AxiEM™ –  StealthStation^® S7^® (Medtronic Czechia s.r.o.). Systém využívá pro simultánní sledování nástrojů a anatomické struktury tzv. elektromagnetický lokalizační systém. Emitor vyzařuje nízkoenergetické magnetické pole a vzhledem k tomu, že každý bod v navigačním poli má jedinečnou intenzitu pole, systém může stanovit jeho polohu změřením intenzity pole v daném umístění. K tomuto účelu jsou v referenčním senzoru a navigovatelných nástrojích zabudovány mikrosenzory (obr. 1).

Všechny děti byly předoperačně vyšetřeny na 1,5T magnetické rezonanci (MR) navigačním protokolem T1w GE FLASH iso s rozlišením 1 × 1 × 1 mm, délka trvání 6 min a 11 s. Protokol je zahrnut do MR vyšetření, které děti absolvovaly v rámci diagnostiky, nebyly tedy zatěžovány dalším vyšetřením v narkóze jenom kvůli použití EMN. Vlastní plánování přístupu bylo provedeno přímo na operačním sále během uvádění dítěte do narkózy. U drenážní operace byl zvolen vstup katétru intrakraniálně parietookcipitálně s ohledem na nutné správné uložení gravitačního ventilu rovnoběžně s dlouhou osou těla. Zároveň byla naplánována poloha katétru v dlouhé ose komory tak, aby mohl být zaveden co možná nejhlouběji s ohledem na další růst dítěte. Výjimku představovaly děti s kombinovanými výkony u izolované IV. komory s hydrocefalem, u nichž jsme volili přístup frontální. U endoskopických výkonů jsme na navigaci naplánovali přístup tak, aby trajektorie zavedení endoskopu dovolovala provést bezpečně zamýšlený výkon.

Při vlastní implantaci VP drenáže zprava dítě leží na zádech s hlavou doleva v mírné anteflexi s fixací pouze náplasťovým pruhem. Referenční senzor je nalepen frontolaterálně vpravo (obr. 2). I v této poloze lze dobře provést registraci metodou „surface matching“, protože registrační pointer nemusí být navigací „viděn“. Referenční senzor je před operací normálně zakryt rouškami. K zavedení komorového katétru při operaci používáme navigovaný mandrén, který lze zasunout přímo do katétru. To umožňuje jeho přesné uložení v komoře v její nejdelší ose co nejhlouběji (obr. 3, 4).

Při neuroendoskopických výkonech je poloha dítěte volena tak, aby trepanace byla nejvyšším bodem těla. Zde je největší přínos navigace při určení místa zavedení endoskopu intrakraniálně vzhledem k požadované trajektorii (obr. 5). S navigovaným mandrénem postupně zavádíme do komory nebo cysty nejprve komorový katétr a poté tzv. peel- away sheet (plastový zavaděč), který slouží jako vstupní kanál během výkonu. Vlastní výkon pak již probíhá většinou pouze pod optickou kontrolou endoskopu, ale je možné navigovat i endoskop zasunutím navigovaného mandrénu do pracovního kanálu endoskopu (obr. 6). Toho využíváme např. uvnitř cyst, kdy není jasně vidět skrze stěnu cysty komory nebo cisterny, do kterých chceme vytvořit komunikaci. U kombinovaných výkonů, při zavádění komorového katétru pod endoskopickou kontrolou, sledujeme jeho polohu rovněž zavedením navigovaného mandrénu.

Výsledky

V souboru pacientů s drenážními výkony jsme komorový katétr zavedli vždy na první pokus, nezaznamenali jsme žádný technický problém navigace, který by vyústil v nepřiměřenou navigační odchylku, a znemožnil tak navigovat (např. posun přilepeného referenčního senzoru). Všichni pacienti měli po operaci sonografickou kontrolu přes velkou fontanelu prokazující správné uložení katétru v komoře. Malfunkci komorového katétru (vždy obturaci komorovým plexem) jsme zaznamenali u čtyř pacientů (18,2 %), v průměru za šest měsíců po zavedení. Infekce drenážního systému vznikla u jednoho pacienta (4,5 %) za šest týdnů po operaci. Roční „přežití“ drenážního systému bez revize je v našem souboru 58,8 %. Detaily souboru jsou opět uvedeny v tab. 1.

V souboru pacientů s endoskopickým výkonem jsme vždy zavedli endoskop do požadovaného prostoru (cysty, komory) na první pokus. Ve všech případech jsme provedli plánovaný endoskopický výkon bez jakéhokoliv technického problému, který by znemožnil provedení navigace. Všichni pacienti po endoskopickém výkonu měli po operaci MR kontrolu (obr. 7). Dva pacienty (20 %) jsme reoperovali pro selhání vytvořené komunikace. Pacienta po ETV za šest týdnů a pacientku po ventrikulocystostomii za 12 týdnů. U pacienta po druhé ETV jsme za sedm dní provedli plastiku rány pro likvoreu.

Diskuze

Variabilita anatomie u dětských pacientů s hydrocefalem a arachnoidálními cystami je veliká. Proto je navigace využívána k individualizaci přístupu a trajektorie výkonu u každého pacienta podle jeho vlastních anatomických poměrů [13,14]. Neuronavigace se tak stává nástrojem, který zvyšuje bezpečnost a přesnost operace dětských pacientů. Je třeba ale vždy mít na paměti možný posun intrakraniálních struktur při vypuštění mozkomíšního moku. Důležitá je poloha pacienta tak, aby pokud možno byl operační přístup „nejvyšším“ bodem pacienta [15]. Pomocí EMN můžeme navigovat endoskopické a drenážní operace i malých dětí neinvazivně, bez nutnosti pevně fixovat hlavu v tříbodovém rámu s možností pohybu hlavou i po kalibraci navigace. Možnost navigovat do hloubky mozku flexibilní mandrén lze využít právě při operacích s cílem uvnitř mozkových komor. U komorových katétrů zaváděných bez navigace se v literatuře uvádí uložení katétru mimo komorový systém až ve 4 % [16]. Naproti tomu u katétrů zaváděných pomocí EMN lze dosáhnout dle literatury prakticky bezchybného uložení [17], což potvrdily i výsledky v našem souboru drénovaných pacientů.

Ačkoliv při použití EMN je třeba vždy zvažovat narušení magnetického pole kovovými nástroji (např. rozvěračem), dle údajů z literatury [18] a i zkušeností z našeho souboru je toto riziko minimální, a není tedy nutné používat např. nemagnetické nástroje. Nevýhodou zůstává, že referenční senzor je na hlavu pouze nalepen, a je třeba tedy dbát zvýšené opatrnosti při rouškování, aby nedošlo k jeho posunutí. Značná výhoda EMN je stálá detekce navigovaného nástroje, aniž je třeba vizuální kontakt s navigačním přístrojem. To je velmi užitečné při práci s intrakraniálně zavedeným endoskopem, kdy jsou možnosti pohybu omezené. Výrazně se tak zvyšuje bezpečnost výkonu.

Obecnou nevýhodou neuronavigace zůstává práce pouze s předoperačním grafickým vyšetřením, což může vést k nepřesnosti při intraoperační změně intrakraniální anatomie. To při zavedení katétru nebo endoskopu do komory obvykle problém není, protože se jedná o jednorázový děj před případným vypuštěním mozkomíšního moku. Jediná navigace v „reálném čase“ je navigace ultrasonografická [19], která ale v porovnání s EMN vyžaduje větší trepanaci a nelze ji samozřejmě použít uvnitř katétru nebo pracovního kanálu endoskopu.

Dalším „diskutabilním“ bodem je zvýšení ceny operace s EMN –  jednorázový set (referenční senzor + mandrén) stojí cca 14 000 Kč. To však může být relativně levné v porovnání s náklady na případnou reinzerci komorového katétru, nemluvě o jistě nižší bezpečnosti výkonu při zavádění endoskopu intrakraniálně bez navigace.

Navigování drenážních operací pro hydrocefalus je též kritizováno pro prodloužení operačního času. Podle našich zkušeností kalibrace navigace s registrací pacienta prodlužuje operaci maximálně o 10 min, podobný údaj uvádí i další pracoviště [20]. O prodloužení operace se nepochybně jedná, ale podle našeho názoru je lze akceptovat, vede-li k eliminaci chybného uložení komorového katétru.

Podle literárních údajů použití navigace u drenážních výkonů nezvyšuje riziko infekce drenáže [21]. V našem souboru bylo procento infekčních komplikací rovněž nízké, odpovídající této rizikové skupině pacientů.

Při zavádění komorového katétru u drenážních výkonů lze kromě EMN a ultrazvuku použít také endoskop a katétr zavést pod endoskopickou kontrolou. Zde ale v literatuře benefit prokázán nebyl [22]. Navíc použijeme-li pouze endoskop, odpadá možnost si dle EMN naplánovat optimální místo trepanace, což je u parietookcipitálního přístupu poměrně důležité. K dispozici je i tzv. Shunt Scope –  semirigidní endoskop, který se dá zasunout do již zavedeného komorového katétru. Ten musí být na konci předem perforován a tímto otvorem lze vizuálně potvrdit jeho uložení uvnitř likvorového prostoru. Na pracovišti autorů byl již vyzkoušen, jeho použití je jednoduché. Nevýhodou zůstává samozřejmě horší kvalita obrazu, jež je při průměru endoskopu 1 mm pochopitelná.

Závěr

EMN umožňuje provádět i u velmi malých dětí drenážní a endoskopické operace hydrocefalu a arachnoidálních cyst se stejnou přesností intraoperačního navigování jako u dospělých pacientů. U tohoto typu operací navíc můžeme využít některých odlišností EMN od navigace optické –  navigovaný mandrén v lumen katétru nebo endoskopu, absenci vizuálního konfliktu navigovaného nástroje a ostatních nástrojů anebo rukou v operačním poli. Dosahujeme tak potřebné přesnosti při zavádění katétru nebo endoskopu intrakraniálně při minimálním časovém prodloužení výkonu a bez zvýšení infekčních komplikací.

Dle našich zkušeností doporučujeme při tomto typu operací používat paušálně některou z možností navigace nebo kontroly polohy ventrikulárního katétru. K tomuto názoru se ostatně v literatuře přiklání i většina celosvětově renomovaných dětských neurochirurgů [23].

MUDr. Petr Vacek

Neurochirurgické oddělení

LF UK a FN Plzeň

Alej Svobody 80

323 00 Plzeň

e-mail: pepe.vacek@seznam.cz

Přijato k recenzi: 31. 3. 2014

Přijato do tisku: 21. 5. 2014

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.