Планирование лазерной хирургии с помощью трехмерных реконструкций на основе МРТ для внутриочаговой терапии Nd:YAG-лазером венозной мальформации шеи

Предпосылки: Трехмерная (3-D) визуализация с использованием данных компьютерной томографии или магнитно-резонансной томографии хорошо известна для хирургического планирования сложных поражений в нейрохирургии. В дерматологии чрескожная и внутриочаговая лазерная терапия Nd: YAG хорошо зарекомендовала себя при многих типах сосудистых мальформаций. Диагностическая визуализация с использованием ультразвука, компьютерной томографии или магнитно-резонансной томографии необходима для планирования лазерной терапии этих пороков развития. Терапевтическая проблема заключается в том, чтобы локализовать венозную мальформацию непосредственно перед лечением на двухмерных изображениях в разрезе.

Наблюдения: Мы описываем 27-летнюю женщину с венозной мальформацией шеи. Данные диагностической магнитно-резонансной томографии были использованы для трехмерной реконструкции венозной мальформации, чтобы продемонстрировать анатомические размеры и подкожное поражение для планирования лазерной хирургии. Чрескожная и внутриочаговая лазерная терапия проводилась с интервалом в 3 месяца с помощью Nd: YAG-лазера с использованием трехмерной реконструкции в качестве дорожной карты для Nd: YAG-лазера. Через восемь недель после последнего лазерного лечения объемные поражения шеи регрессировали. Используя трехмерную реконструкцию для планирования лазерной хирургии, врачи могут более точно выполнять лазерное лечение внутри очага поражения. Сложную анатомию венозной мальформации можно прояснить, изучив трехмерные изображения до и во время лазерной операции.

Заключение: Использование трехмерных реконструкций на основе магнитно-резонансной томографии для планирования лазерной хирургии может продемонстрировать часто неожиданные масштабы и улучшить лазерную терапию внутри очага поражения при лечении венозных мальформаций.

Большие венозные пороки развития с их преимущественно подкожным поражением делают магнитно-резонансную томографию (МРТ) важным диагностическим инструментом и предпосылкой лечения. МРТ может быть ценным диагностическим методом, особенно для малоинвазивной лазерной терапии венозных мальформаций внутри очага поражения.

Многочисленные сосудистые аномалии классифицируются в разные группы в соответствии с их патологическими и анатомическими особенностями. В соответствии с Гамбургской классификацией 1988 г. следует различать артериальные, венозные, лимфатические, артериовенозные и комбинированные пороки развития с дальнейшим делением на туловищные и внетрубчатые, ограниченные и инфильтрирующие пороки развития. Пороки развития туловища основаны на дизэмбриогенезе зрелых кровеносных сосудов, в то время как экстратрункулярные пороки развития происходят из примитивной капиллярной сети.

Мы сообщаем о случае 27-летней женщины с венозной экстратукулярной инфильтрирующей аномалией шеи с рождения. Было проведено лечение лазером на красителях с ламповой накачкой, чрескожная лазерная терапия и 1 сеанс внутриочаговой лазерной терапии Nd: YAG.

Nd: YAG-лазер излучает непрерывный инфракрасный свет с длиной волны 1064 нм, проникающий в дерму на глубину от 5 до 7 мм. При лечении кавернозных сосудистых опухолей и объемных пороков могут быть достигнуты хорошие результаты. В этой статье подчеркиваются два различных метода применения лазерного излучения Nd:YAG: чрескожное применение лазерного излучения и фотокоагуляция внутри очага поражения. При чрескожном применении лазерный луч передается в поражение непосредственно через вышележащую кожу, что приводит к коагуляции и сокращению сосудистого поражения. Побочные эффекты, такие как некроз и рубцевание, можно уменьшить, защитив кожу от серьезных тепловых повреждений. Для этого поверхность кожи следует охладить одновременно с ледяной водой или кубиками льда. Внутри очага поражения лазерный луч попадает в сосудистую ткань напрямую через гибкое оголенное кварцевое волокно. В ткань проникают иглой 16-го размера, и через иглу вводится волокно. Положение волокна можно контролировать с помощью ультразвука, пальпации или красного света пилотного лазера, проходящего через поверхность кожи.

Понимание сложного анатомического вовлечения сосудистых мальформаций на основе секционных МРТ остается сложной задачей для клиницистов. Трехмерная (3-D) реконструкция поражения на основе магнитно-резонансной томографии может помочь дерматологу в комплексном планировании лазерной хирургии. Этот метод, который широко используется в сложных нейрохирургических процедурах в течение нескольких лет, необходимо адаптировать к дерматологическим требованиям. Используя современные рабочие станции с компьютерной графикой, врачи могут решить эту задачу, применяя методы трехмерной реконструкции, визуализацию поверхностей и объемную визуализацию.

Для визуализации поверхности опытный пользователь должен определить структуру каждого изображения сечения. Для создания трехмерной модели точки на всех изображениях сечения соединяются. Используя конвейер визуализации, врачи формируют поверхность (на основе этих точек) и визуализируют ее с помощью виртуальных источников света. Из-за ручного взаимодействия с пользователем этот метод требует очень много времени. С другой стороны, он позволяет точно отображать патологические структуры и менее требователен к вычислительной мощности.

Объемный рендеринг описывает метод, который использует все воксели в наборе данных магнитного резонанса. Каждый воксель определяется определенным значением непрозрачности, цвета и отражения. Этот подход требует меньше времени, поскольку не требуется ручная обработка изображений. Однако существует большая потребность в мощности графического компьютера. Для планирования дерматологической лазерной хирургии мы применили гибридную технику с использованием поверхностной и объемной визуализации в одной комплексной модели.

Пациент, материалы и методы

Пациент

27-летняя женщина обратилась с жалобой на большую, но бессимптомную венозную деформацию правой части шеи, которая была там с рождения. До сих пор она не получала никакого лечения. Результаты клинического осмотра выявили массу сжимаемых синюшных и объемных узлов под подбородком и подкожную опухоль в правой части шеи.

Перед планированием внутриочаговой лазерной терапии было выполнено 4 чрескожных лазерных лечения поверхностной области с помощью лазера Nd: YAG с различными параметрами (1064 нм, 25-35 Вт, непрерывная волна, импульсы от 0, 3 до 1, 0 секунды, размер пятна от 2 до 3 мм) под общим наркозом с интервалом в 3 месяца. Лазерный луч воздействовал на поражение чрескожно с одновременным охлаждением поверхности ледяной водой. Побочных эффектов не было. Для лазерного хирургического планирования внутриочаговой лазерной терапии Nd: YAG подкожной части венозной мальформации была выполнена диагностическая МРТ с реконструкцией виртуальной трехмерной модели венозной мальформации, чтобы показать патологическое поражение и степень поражения.

Материалы и методы

Диагностическая МРТ была проведена, чтобы оценить истинную анатомическую протяженность и поражение поражения. Визуализацию выполняли на магнитно-резонансном томографе 1, 5 Тл с использованием катушки для головы. Были получены Т1-взвешенные последовательности МРТ с усилением гадолинием (3-D быстрый снимок под малым углом). Кроме того, были выполнены последовательности спинового эхо-сигнала с подавлением жира, взвешенные по Т1 и Т2. На этих кадрах опухоль была четко изображена в виде яркой структуры. Последовательности с подавлением жира выявили расширение сосудистой мальформации в околоушной и подчелюстной железах.

Используя T2-взвешенные аксиальные МРТ, врачи создали трехмерные модели венозной мальформации и окружающей ткани на компьютерной рабочей станции Silicon Graphics O2 с программным обеспечением Virtuoso3D. Венозная мальформация, яремная вена, околоушная кость и подчелюстная железа были выделены отдельно на аксиальных изображениях. Для сокращения времени обработки была применена полуавтоматическая сегментация на основе интенсивности с ручным точным редактированием. Окружающая анатомия, состоящая из кожи, мышц и глаз, была реконструирована с использованием техники объемной визуализации. У опытного радиолога эта процедура занимает около 60 минут. Была достигнута комплексная трехмерная визуализация сложной венозной мальформации, связанной с анатомией лица с последовательными трехмерными реконструкциями. Это привело к лучшему пониманию патологического поражения для планирования лазерной терапии внутри очага поражения.

Пациент проходил курс комбинированной лазерной терапии под общим наркозом. Подкожный узел на шее обрабатывали внутри очага поражения лазером Nd: YAG (6 Вт, непрерывная волна, импульс 1-2 секунды) с использованием оголенного волокна 600 мкм. После проникновения в ткань пункционной канюли волокно вводили через иглу. Положение волокна сначала контролировалось ультразвуком (10 МГц). Кроме того, точное положение волокна было оптимизировано путем сравнения трехмерных изображений, ультразвукового изображения и красного света пилотного лазера, проходящего через поверхность кожи. В правильном положении лазерный луч попадал непосредственно в сосудистую ткань. Эту процедуру повторяли несколько раз, применяя лазерный луч практически ко всем участкам сложной деформации. Наконец, поверхностный красный участок обрабатывали лазером на красителе с ламповой накачкой без охлаждающего устройства (размер пятна 10 мм; 4,5 Дж / см2; длительность импульса 450 микросекунд).

Полученные результаты

После лазерной операции осложнений не возникло. Через восемь недель после первого лазерного лечения внутри очага поражения у пациента отмечен удовлетворительный регресс объемных поражений шеи. Срок наблюдения составил около 3 месяцев после последнего лечения.

Тем временем была проведена вторая комбинированная чрескожная и внутриочаговая лазерная терапия под общей анестезией с аналогичными параметрами. Объемные поражения шеи снова показали регресс, но новой МРТ для контроля анатомической степени подкожного поражения в корреляции с клиническим проявлением тогда не было.

В результате трехмерной реконструкции применение лазера внутри очага поражения может быть выполнено более точно, поскольку дерматолог может гораздо лучше понять сложную анатомию венозной мальформации; особенно анатомическая ситуация около поднижнечелюстной железы была выяснена путем изучения трехмерных изображений перед лазерной операцией. Цветные репринты трехмерных реконструкций вместе с секционной двухмерной МРТ были показаны дерматологу во время лазерной операции. Кроме того, примечательно, что трехмерная реконструкция венозной мальформации с аксиальной и сагиттальной последовательностями может быть легко выполнена опытным радиологом в течение 1 часа.

Обсуждение исследования

Nd: YAG-лазер излучает свет с длиной волны 1064 нм, который проникает на глубину от 5 до 7 мм из-за относительно низкого поглощения, но большого рассеяния в коже. Поглощение света вызывает повышение температуры в сосудистом поражении и приводит к при коагуляции сосудов, даже расположенных глубоко в дерме. Чтобы уменьшить эпидермальное и кожное повреждение и рубцевание, а также свести к минимуму отек, который обычно возникает, особенно в таких областях, как губы и веки, лазерное лечение следует проводить с интраоперационным охлаждением поверхность кожи. Полезно дополнительное охлаждение после лазерной обработки. В течение нескольких дней после чрескожной терапии образуются волдыри и струпья. Обычно заживление раны завершается через 2-4 недели.

Преимуществами фотокоагуляции внутри очага поражения являются прямое проникновение в ткань-мишень без термического повреждения кожи и возможность более глубокого воздействия лазерного света после введения волокна через иглу. Лазерный свет попадает непосредственно в сосудистую ткань. Уменьшение размера поражения достигается за счет тромбоза и коагуляционного некроза ткани. Возможные осложнения лазерной терапии внутри очага поражения включают повреждение лицевого нерва или термический некроз нижней поверхности кожи из-за неправильной настройки, т.е. поверхностное расположение волокна или высокая выходная мощность. Первое можно предотвратить с помощью интраоперационного мониторинга лица, который позволяет подтвердить электрическую целостность нерва во время операции. Общим для обоих методов является физическое свойство вызывать внутреннюю и неспецифическую усадку и нагрев сосудов.

По нашему опыту, сочетание чрескожного и внутриочагового лазерного лечения полезно в терапии сложных пороков развития, поскольку как глубокие, так и поверхностные сосуды можно лечить с оптимальными параметрами и приемлемым риском побочных эффектов. Количество лазерных процедур, а также энергия, необходимая для регресса, в основном зависят от эктазии сосудов, типа и местоположения поражения. Чем меньше пролиферирующая часть сосудистого поражения, тем более эффективен ответ. Поражения с высоким потоком и выраженным артериальным кровообращением или артериовенозным шунтированием обычно неудовлетворительно реагируют на лечение лазером Nd: YAG, потому что циркулирующая кровь, действующая как «охлаждающий контур», вероятно, препятствует эффективной коагуляции очага поражения. Лазерное лечение сосудистых опухолей слизистых оболочек дает лучшие результаты, чем на нематериальной коже, поскольку сосуды опухоли в основном расположены поверхностно и легко доступны для лазерного света. Многократное лазерное лечение предпочтительнее агрессивно выполняемого одиночного лечения, поскольку последнее сопряжено с повышенным риском побочных эффектов из-за чрезмерного термического некроза (рубцеванию, длительному отеку, инфекции или повреждению нервов).

Другим хорошо известным методом лечения сложных венозных мальформаций является чрескожная склеротерапия или, в случае артериовенозных мальформаций, транскатетерная эмболизация. С помощью этого вида терапии можно достичь результатов, почти аналогичных лазерной терапии внутри очага поражения. Наиболее частым осложнением жидких агентов является локальное повреждение тканей, такое как некроз кожи или повреждение периферических нервов.

Сложный трехмерный сетевой характер венозных мальформаций и их превосходные характеристики сигнала на Т2-взвешенных последовательностях и последовательностях с повышенным контрастом с подавлением жира делают МРТ потенциальным диагностическим стандартом при оценке этих мальформаций и их степени вовлеченности. Из-за известных побочных эффектов йодсодержащих контрастных веществ и высокой дозы облучения этот метод исключает рутинное хирургическое планирование у пациентов, в основном молодых. По нашему опыту, для нерадиологов остается сложной задачей понять сложное анатомическое вовлечение венозных мальформаций на основе двухмерных изображений. Инвазивные методы диагностики, такие как флебография или артериография, не предоставляют более полезной информации, чем неинвазивные методы. Допплерография (дуплексное сканирование) может продемонстрировать поверхностные и глубокие области венозной системы с дилатацией или эктазией также в 2-х измерениях и может использоваться для отслеживания состояния течение болезни. Проблема состоит в точной анатомической и трехмерной локализации венозной мальформации у пациента до внутриочаговой лазерной терапии, особенно в отношении тенденции венозных мальформаций к коллапсу в зависимости от положения пациента. Для этой цели трехмерная реконструкция данных МРТ может быть чрезвычайно полезным инструментом, который позволяет всестороннюю трехмерную визуализацию сложной венозной деформации, связанной с окружающей анатомией лица. С точки зрения радиолога, обычная МРТ дает ту же информацию, что и трехмерная реконструкция, но, по нашему опыту, использование трехмерных реконструкций может значительно помочь в планировании лазерных хирургических процедур. Насколько нам известно, техника трехмерной визуализации на основе МРТ, которая использовалась в тонких нейрохирургических процедурах в течение нескольких лет, никогда не описывалась для хирургических дерматологических процедур, таких как лазерная терапия внутри очага поражения. В частности, минимально инвазивная дерматологическая лазерная терапия может быть улучшена за счет точного трехмерного хирургического планирования в сложных анатомических областях, таких как лицо. Наличие трехмерной «дорожной карты» поражения, включая окружающие ткани, дает дерматологам лучшее понимание патологического поражения и степени лазерной терапии внутри очага поражения.

Заключительные выводы

Комбинированная чрескожная и внутриочаговая лазерная терапия Nd: YAG является ценным инструментом в лечении сосудистых мальформаций, особенно преимущественно венозного типа. Выходная мощность, размер пятна, длительность импульса и общая доза энергии должны индивидуально адаптироваться к размеру, цвету и консистенции уродств. С использованием трехмерных реконструкций на основе МРТ возможно точное планирование и позиционирование для лечения внутри очага поражения. Используя эту технику, можно снизить риск побочных эффектов.