Результат интеллектуальной деятельности: Способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга моторных и речевой зон головного мозга

Изобретение относится к области медицины, а именно нейрохирургии, нейрофизиологии, неврологии и может быть использовано для нейрофизиологического мониторинга моторных и речевой зон головного мозга во время нейрохирургических операций.

Известен способ интраоперационного картирования мозга для локализации зон, ответственных за речевую продукцию (Electrocorticographic mapping of expressive language function without requiring the the patient to speak: A report of three cases. / de Pesters A., Taplin AM, Adamo MA et al. // Epilepsy Behav Case Rep. 2016 Mar 9;6:13-8. doi: 10. 1016/j.ebcr. 2016.02.002. eCollection 2016). Пациентам размещали корковые электроды субдурально в области левой височной доли и записывали с них электрокортикограмму в процессе прослушивания различных историй. Определяли те участки, чья активность изменялась сразу после предъявления речевого стимула. Результаты показали что наблюдается увеличение активности с частотой от 70 до 170 Гц в различных местах нижней лобной извилины, верхней височной извилины, премоторной и моторной областях. Предлагаемый способ позволяет проводить картирование речевой зоны без речевой продукции со стороны пациента и позволяет представить карту экспрессивной речевой зоны в течение нескольких минут. Исследователи предлагают использовать способ как дополнение или альтернативу картированию с использованием функциональной магнито-резонансной томографии (фМРТ) и в ситуации когда пациент не может говорить в ответ на предлагаемые инструкции.

Однако способ достаточно трудоемкий, кроме того, его использование более показательно на дооперационном этапе, т.к. пациент должен слышать текст и в процессе исследования не должен быть в состоянии седации, что усложняет и удлиняет время оперативного вмешательства.

Известен способ картирования речевой зоны коры методом понижения температуры отдельных корковых областей у нейрохирургических пациентов (Functional Segregation of Cortical Regions Underlying Speech Timing and Articulation. / Long MA, Katlowitz KA, Svirsky MA et al. // Neuron. 2016 Mar 16;89(6): 1187-1193. doi: 10.1016/j.neuron. 2016.01.032. Epub 2016 Feb 25). При этом у бодрствующих пациентов проводили снижение температуры коры и получали ухудшение артикуляции и речевой синхронизации при охлаждении pars triangularis / pars opercularis (область Брока) и вентральной части прецентральной извилины (речевой моторной коры) в левом полушарии.

Однако способ проводится также на бодрствующем пациенте, седация невозможна, так как необходима речевая продукция в процессе исследования, что удлиняет время оперативного вмешательства. Кроме того, необходима специальная установка для достаточного и, в то же время, безопасного охлаждения коры головного мозга.

Наиболее близким к заявляемому является способ диагностической локализации речевых зон путем картирования биполярным электростимулятором (Difficulty in identification of the frontal language area in patients with dominant frontal gliomas that involve the pars triangularis / Saito Т., Muragaki Y., Maruyama T. et al. // J.Neurosurg. 2016 Oct; 125(4):803-811. Epub 2016 Jan 22). Предварительно исследовалась фМРТ головного мозга для определения степени вовлеченности в зону опухоли pars triangularis РТ (области Брока). При этом было выявлено, что вовлеченность РТ в зону опухоли, способствовало отрицательным ответам при речевом картировании, что не позволяло точно идентифицировать локализацию лобной речевой области (FLA). Многомерный анализ показал, что вовлечение в опухоль РТ значительно коррелировало с не способностью идентифицировать FLA (р<0,0001). При этом, у таких пациентов практически не наблюдается дооперационных нарушений речевой функции. После операции у 22% после операции наблюдается ее ухудшение, которое у 5,6% переходит в постоянный речевой дефицит, сохраняющийся через 6 месяцев после операции.

Недостатками прототипа являются то, что способ требует интраоперационного пробуждения пациента и не гарантирует функциональную сохранность речи после операции. Кроме того, наличие у многочисленной когорты пациентов прорастания опухоли в pars opercularis "левого" доминантного полушария, соответствующей области речи, повреждение которой может вызвать серьезное и стойкое неврологическое нарушение, делает невозможным полную хирургическую резекцию объемного образования. Кроме того, некоторые из них, в виду расположения опухоли в речевой зоне, априори не были отобраны для резекции и потеряли шанс на оперативное лечение. Фактически, исследование фМРТ у здоровых добровольцев продемонстрировало вариабельность, как структурной, так и функциональной анатомии функционально значимых зон головного мозга. При интраоперационном картировании посредством электростимуляции эта анатомо-функциональная изменчивость сохраняется, она огромна на корковом уровне и очень низка на подкорковом уровне. Условия пробуждения во время оперативного вмешательства удлиняют время операции и ставят под угрозу послеоперационное состояние пациента.

Изобретение направлено на создание способа интраоперационного нейрофизиологического мониторинга моторных и речевой зон головного мозга, повышающего безопасность и не снижающего радикальность оперативного лечения пациентов с объемными образованиями головного мозга доминантного полушария.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в картировании не только моторных зон, но и в возможности картирования речевой зоны, без пробуждения пациента во время операции для тестирования речевой функции, что позволяет повысить безопасность и не снизить радикальность оперативного лечения пациентов с объемными образованиями головного мозга доминантного полушария.

Указанный технический результат достигается тем, что способе интраоперационного нейрофизиологического мониторинга моторных и речевой зон головного мозга, включающем выполнение индукции наркоза и интубации трахеи, установку регистрирующих электродов в контрлатеральные пораженному полушарию мышцы-мишени: orbicularis oris, biceps brachii, triceps brachii, extensor digitorum, abductor pollicis brevis, abductor digiti minimi, vastus lateralis, gastrocnemius, tibialis anterior, abductor hallucis, и проведение тотальной внутривенной анестезии (ТВВА), дополнительно устанавливают электроды в мышцы-мишени оро-фациальной области: palatopharyngeus, lingua, submandibularis area, и после проведения ТВВА вскрывают твердую мозговую оболочку в зоне оперативного вмешательства, проводят тестирование коры головного мозга монополярным электродом, определяют границы моторных и речевой зон, далее выполняют резекцию объемного образования с одновременным тестированием подкорковых структур с помощью монополярного электрода, закрепленного на хирургический аспиратор: при появлении моторных ответов, считают эту зону функционально значимой и обходят при резекции объемного образования.

Известно, что картирование мозга в процессе оперативного лечения в проекции речевых зон во время бодрствования пациента является золотым стандартом. Тем не менее, единой картины языковых подсистем, встречающихся во время картирования левой лобной доли все еще нет. Проведенные исследования (Corrivetti F., de Schotten МТ, Poisson I. et al., 2019) показали, что существуют послеоперационные нарушения речи, связанные с двигательными функциями (арест речи и парез), которые условно названы «моторно-речевые» ответы и речевые нарушения (аномия, семантическая парафазия, персеверации и ошибки), которые условно были названы «лексико-семантические» ответы. Выявлено, что локализация «лексико-семантических» ответов находится в pars triangularis нижней лобной извилины и заднего конца средней и верхней лобной извилины, тогда как зона моторно-речевых ответов лоцируется в нижнем отделе прецентральной извилины и pars opercularis. В пределах белого вещества головного мозга эти тракты перекрываются, но лексико-семантические располагаются более спереди. Кроме того, было выявлено четкое различие между двумя подсистемами: задние лобные пути, кортикоспинальный тракт были связаны с моторно-речевыми участками, а передний лобный и нижний лобнозатылочный пучки и передняя таламическая лучистость, были связаны с лексико-семантическими участками. Это совершенно разные анатомические субстраты и для опухолей, примыкающих к прецентральной борозде, задние границы резекции состоят из моторно-речевых участков, что означает, что расположенная спереди лексико-семантическая система более не функционирует в результате реорганизации нейрональной сети.

Способ осуществляется следующим образом.

До оперативного лечения, которое проводится в условиях ТВВА по описанной выше методике, после индукции наркоза пропофолом 2 мг/кг, фентанилом 5,0 мкг /кг выполняется интубация трахеи в условиях тотальной

миорелаксации рокуронием бромидом 0,6 мг/кг, устанавливаются регистрирующие электроды в контрлатеральные пораженному полушарию мышцы-мишени: orbicularis oris, biceps brachii, triceps brachii, extensor digitorum, abductor pollicis brevis, abductor digiti minimi, vastus lateralis, gastrocnemius, tibialis anterior, abductor hallucis, и дополнительно устанавливают электроды в мышцы-мишени оро-фациальной области: palatopharyngeus, lingua, submandibularis area. Проводят тотальную внутривенную анестезию (ТВВА) по известной схеме: пропофолом 5-6 мг /кг /ч в сочетании с опиоидным анальгетиком фентанилом 5,0 мкг /кг / ч., вскрывают твердую мозговую оболочку в зоне оперативного вмешательства и проводят тестирование коры головного мозга монополярным электродом, определяют границы моторных и речевой зон, далее выполняют резекцию объемного образования с одновременным тестированием подкорковых структур с помощью монополярного электрода, закрепленным на хирургический аспиратор. При появлении в процессе оперативного вмешательства моторных ответов, считают эту зону функционально значимой и обходят при резекции.

Заявляемый способ разработан и прошел клинические испытания на базе отделения нейрохирургии ФГБУ «НМИЦ им В.А. Алмазова» Минздрава России при лечении 19 пациентов с глиальными опухолями доминантного «левого» полушария. После проведения оперативного лечения с использованием предложенного метода интраоперационного нейрофизиологического мониторинга 12 из них после пробуждения на операционном столе были без неврологического дефицита, у 7 - наблюдалось транзиторное снижение мышечной силы в контрлатеральных конечностях и элементы дизартрии и моторной афазии, которые регрессировали к моменту выписки из стационара (на 10-14 день).

Полезность предлагаемого способа лечения объясняется возможностью проводить интраоперационный нейрофизиологический мониторинг моторноречевых центров головного мозга доминантного полушария без пробуждения пациента, тем самым снизить процент побочных реакций со стороны оперируемого и сократить время оперативного лечения, что в свою очередь позволяет уменьшить количество осложнений в послеоперационном периоде.

Способ иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Пример 1.

Больная Д., 67 лет. Поступила на хирургическое лечение в НМИЦ им. В.А. Алмазова, Диагноз: Доброкачественное новообразование головного мозга над головным наметом. Описание диагноза: Опухоль левой теменной доли. Эписиндром.

При поступлении жалобы: на умеренные локальные головные боли в лобной области, не системное головокружение, шаткость при ходьбе без латерализации, снижение памяти на текущие события, приступы, сопровождающие снижение чувствительности в правой руке и ноге, затем присоединяются тонико-клонические судороги в правой руке и ноге, длятся около 3-5 мин, после приступа кратковременная слабость в правых конечностях, частота до 20 раз в сутки, провоцируются сменой положением тела и волнением.

Неврологический статус: Сознание: ясное, правша, оценка по шкале Карновского 70%, телосложения правильное, удовлетворительного питания

Ориентирован: правильно

Речевые нарушения: отсутствуют

Высшие мозговые функции: легкие когнитивные нарушения

Зрачки: D=S

Реакция зрачков на свет:: сохранена

Глазные щели: D=S Поля зрения (ориентировочным методом): не нарушены

Движения глазных яблок:: не ограничены

Конвергенция: сохранена

Нистагм: нет

Корнеальный рефлекс: сохранен, D=S

Чувствительность на лице: не нарушена

Лицевая мускулатура: симметрична

Гипомимия: нет

Хоботковый рефлекс: нет

Точки выхода тройничного нерва: безболезненны

Глоточный рефлекс: сохранен

Дисфония: нет

Дизартрия: нет

Дисфагия: нет

Синдром Маринеску-Родовичи: не выявлено

Язык: по средней линии

Мышечный тонус в конечностях: изменен по пирамидному типу справа 1 балл по шкале Ашфорт

Мышечная сила в конечностях: сохранена, 5 б

Глубокие рефлексы: D>=S, повышены: с бицепсов: D>=S; с трицепсов: D>=S;

карпо-радиальные: D>=S; коленные: D>=S; ахилловы: D>=S

Брюшные рефлексы: снижены с двух сторон

Патологические кистевые знаки Россолимо-Вендеровича: справа

Патологический стопные знаки Бабинского: не выявлено

Поверхностная чувствительность: не нарушена

Глубокая чувствительность: не нарушена

Координация движений: Диадохокинез: справа; Координаторные пробы

Пальце-носовая: постуральный тремор больше в правой руке,

Пяточноколенная: удовлетворительно; В позе Ромберга: не устойчив

Ригидность мышц затылка: нет

Симптом Кернига: нет

Функции тазовых органов: не нарушены

При исследовании КТ: В области переднего наклоненного отростка справа визуализируется округлое образование с четкими ровными контурами, размерами 1,45×1,35×0,9 см, обызвествленное по периферии, неоднородной структуры, плотностью +35..+83 HU (вероятно, менингиома). Принято решение о проведении хирургического лечения с интраоперационным нейрофизиологическим мониторингом по моторным и речевой зонам головного мозга по предлагаемому способу.

После индукции наркоза пропофолом 2 мг/кг, фентанилом 5,0 мкг/кг выполнена интубация трахеи в условиях тотальной миорелаксации рокуронием бромидом 0,6 мг/кг, устанавлены регистрирующие электроды в mm. palatopharyngeus, lingua, submandibularis area, orbicularis oris, biceps brachii, triceps brachii, extensor digitorum, abductor pollicis brevis, abductor digiti minimi, vastus lateralis, gastrocnemius, tibialis anterior, abductor hallucis контралатерально пораженному полушарию. Проведена тотальная внутривенная анестезия (ТВВА) пропофолом 5 мг/кг/ч в сочетании с опиоидным анальгетиком фентанилом 5,0 мкг/кг/ч., После этого была вскрыта мозговая оболочка в зоне оперативного вмешательства и проведено тестирование коры головного мозга монополярным электродом, определены границы моторных и речевой зон. Выполнена резекция объемного образования с одновременным тестированием подкорковых структур монополярным электродом, закрепленным на хирургический аспиратор.

В положении пациента на правом боку с головой, фиксированной в скобе Mayfield, выполнен дугообразный разрез в левой теменно-затылочной области. Сформирован кожно-апоневротический лоскут, отвернут к основанию ЗЧЯ. Из 4 фрезевых отверстий сформирован костный лоскут, удален на время операции. ТМО не напряжена, передает сосудистую и дыхательную пульсацию, вскрыта П-образно с основанием к ВСС. В проекции медиальных отделов верхней теменной дольки визуализирован солидный компонент опухоли, мягкой консистенции, красно-серого цвета, обильно кровоснабжаемая, занимающая медиальные отделы верхней и нижней теменных долек и распространяющаяся в глубокие отделы левой теменной доли и задний рог бокового желудочка. Опухоль удалена по перифокальной зоне тотально под нейрофизиологическим контролем NIM Eclipse. Гемостаз состоятелен при АД 120/80 Surgisel. ТМО ушита непрерывно. Костный лоскут уложен на место, фиксирован 3 краниофиксами. Послойное ушивание раны с оставлением подкожно активного дренажа. Асептическая повязка.

Проводился интраоперационный нейрофизиологический мониторинг моторной зоны левого полушария методом ТЭС и моторного картирования. Регистрирующие электроды установлены в следующие мышцы-мишени: mm. palatopharyngeus, lingua, submandibularis area, orbicularis oris, biceps brachii, triceps brachii, extensor digitorum, abductor pollicis brevis, abductor digiti minimi, vastus lateralis, gastrocnemius, tibialis anterior, abductor hallucis контрлатерально пораженному полушарию. При ТЭС - исходно, зарегистрированы моторные вызванные ответы со всех мышц-мишеней, включая оро-мандибулярную группу. На протяжении удаления объемного образования при моторном картировании регистрировались нейротонические реакции только с мышц оро-мандибулярной группы и моторные ответы с мышц руки. При периодической ТЭС стимуляции - амплитуда МВП с мышц-мишеней ноги и mm. lingualis, palatopharyngeus, submandibularis area, orbicularis oris без ухудшения.

После оперативного вмешательства - без неврологических речевых и моторных выпадений.

Кривые, полученные до и после оперативного лечения при транскраниальной электростимуляции головного мозга с мышц-мишеней представлены на фиг. 1, после лечения - фиг. 2.

На протяжении лечения отмечено улучшение состояния пациента, выписан из больницы на 23 сутки.

Пример 2.

Больная К., 67 лет. Поступила на хирургическое лечение в НМИЦ им. В.А. Алмазова,

Диагноз: Глиобластома задних отделов левой лобной доли. Состояние после удаления опухоли от 01.10.2018 г. Продолженный рост опухоли.

При поступлении жалобы: на нарушение речи в виде сложности произнесения слов, письменная речь не нарушена.

Неврологический статус: Сознание: ясное, правша, оценка по шкале

Карновского 70%

Ориентирован: правильно

Речевые нарушения: афферентная моторная афазия.

Высшие мозговые функции: контактна, легкие когнитивные нарушения

Зрачки: D=S

Реакция зрачков на свет:: сохранена

Глазные щели: D=S

Поля зрения (ориентировочным методом): не нарушены

Движения глазных яблок:: не ограничены

Конвергенция: сохранена

Нистагм: нет

Корнеальный рефлекс: сохранен, D=S

Чувствительность на лице: не нарушена

Лицевая мускулатура: парез мимической мускулатуры по центральному типу справа

Гипомимия: нет

Хоботковый рефлекс: нет

Точки выхода тройничного нерва: безболезненны

Глоточный рефлекс: сохранен

Дисфония: нет

Дизартрия: есть

Дисфагия: нет

Синдром Маринеску-Родовичи: не выявлено

Язык: девиирует вправо

Мышечный тонус в конечностях: не изменен

Мышечная сила в конечностях: сохранена, 5 б

Глубокие рефлексы: D>=S, повышены: с бицепсов: D>=S; с трицепсов: D>=S;

карпо-радиальные: D>=S; коленные: D>=S; ахилловы: D>=S

Брюшные рефлексы: сохранены

Патологические кистевые знаки Россолимо-Вендеровича: справа

Патологический стопные знаки Бабинского: не выявлено

Поверхностная чувствительность: не нарушена

Глубокая чувствительность: не нарушена

Координация движений: Диадохокинез: справа; Координаторные пробы

Пальце-носовая: интенционный тремор справа, Пяточно-коленная: удовлетворительно;

В позе Ромберга: не устойчив

Ригидность мышц затылка: нет

Симптом Кернига: нет

Функции тазовых органов: не нарушены

При исследовании КТ: опухоль левой височной доли: признаки продолженного роста опухоли. Принято решение о проведении хирургического лечения с интраоперационным нейрофизиологическим мониторингом по предлагаемому способу.

После индукции наркоза пропофолом 2 мг/кг, фентанилом 5,0 мкг/кг выполнена интубация трахеи в условиях тотальной миорелаксации рокуронием бромидом 0,6 мг/кг, установлены регистрирующие электроды в mm. palatopharyngeus, lingua, submandibularis area, orbicularis oris, biceps brachii, triceps brachii, extensor digitorum, abductor pollicis brevis, abductor digiti minimi, vastus lateralis, gastrocnemius, tibialis anterior, abductor hallucis контрлатерально пораженному полушарию. Проведена тотальная внутривенная анестезия (ТВВА) пропофолом 6 мг/кг/ч в сочетании с опиоидным анальгетиком фентанилом 5,0 мкг/кг/ч., После этого была вскрыта мозговая оболочка в зоне оперативного вмешательства и проведено тестирование коры головного мозга монополярным электродом, определены границы моторных и речевой зон. Выполнена резекция объемного образования с одновременным тестированием подкорковых структур монополярным электродом, закрепленным на хирургический аспиратор.

В положении пациентки на спине с поворотом головы вправо, выполнен линейный разрез кожи и прилежащих мягких тканей с захватом старого послеоперационного рубца в левой лобно-височной области. Скелетированы кости черепа. При помощи высокооборотитистого бора сформирован костный лоскут включающий в себя фрагмент левой лобной, теменной, височной кости с вовлечением старого послеоперационного дефекта. ТМО умеренно напряжена, прослеживается сосудистая пульсация. ТМО рассечена по старому рубцу С образно. Визуализирована опухоль серо-розового цвета эластичной консистенции, хорошо васкуляризованная, без четких границ с окружающей мозговой тканью. С помощью микрохирургической техники под нейрофизиологическим контролем опухоль удалена в пределах неизмененной мозговой ткани при интраоперационной УФ - флуорисценции. Ткань опухоли отправлена на гистологическое исследование. Гемостаз состоятелен при АД 120\75 мм.рт.ст. ТМО ушита. Костный лоскут уложен на место, фиксирован 3 краниофиксами. Рана ушита послойно с оставлением активного дренажа. Асептическая повязка.

Проводился интраоперационный нейрофизиологический мониторинг моторной зоны левого полушария методом ТЭС и моторного картирования. Регистрирующие электроды установлены в следующие мышцы-мишени: palatopharyngeus, lingua, submandibularis area, orbicularis oris, biceps brachii, triceps brachii, extensor digitorum, abductor pollicis brevis, abductor digiti minimi, vastus lateralis, gastrocnemius, tibialis anterior, abductor hallucis контрлатерально пораженному полушарию.

При ТЭС - исходно, зарегистрированы моторные вызванные ответы со всех мышц-мишеней, включая оро-мандибулярную группу, моторные ответы достаточно высокоамплитудны, латентность моторных ответов не увеличена.

На протяжении удаления объемного образования при моторном картировании регистрировались нейротонические реакции с мышц оро-мандибулярной группы и моторные ответы с мышц руки и ноги - на заключительном этапе удаления - практически постоянно - больше с мышц руки. При периодической ТЭС стимуляции - амплитуда МВП со всех мышц-мишеней без ухудшения, на этапе гемостаза МВП при ТЭМ не изменились. Заключение: учитывая постоянный контакт с моторными проводящими путями левого полушария на заключительном этапе удаления опухоли и стабильных МВП при ТЭС на этапе гемостаза возможен транзиторный моторный дефицит после операции.

Кривые, полученные до и после оперативного лечения при транскраниальной электростимуляции головного мозга с мышц-мишеней представлены на фиг. 3, после лечения - фиг. 4.

Выписана из больницы на 14 сутки в удовлетворительном состоянии.

Таким образом, в представленных наблюдениях с помощью предлагаемого способа предоперационного нейрофизиологического мониторинга, отмечена достоверная показательность метода при картировании моторных и речевой зон без пробуждения пациента.

Заявитель просит рассмотреть представленные материалы заявки «Способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга моторных и речевой зон головного мозга» на предмет выдачи патента РФ на изобретение.