ΠΙΣΩ
Δεματιογραφία
Τεύχος 25
Δεματιογραφία
Βασίλειος Κόκκινος
Διπλωματούχος Ηλεκτρολόγος
Μηχανικός MSc Νευρολογικών Επιστημών Παν/μιο McGill
MSc Επιληπτολογίας King’s College London
Διδάκτωρ Νευροεπιστημών Ιατρικής Παν/μίου Πατρών Μονάδα Επιληψίας
Κλινική «ΑΓΙΟΣ ΛΟΥΚΑΣ», Πανόραμα, Θεσσαλονίκη

Οι «Σελίδες Νευροεπιστημών» φιλοξενούν στο παρόν τεύχος το δεύτερο από μια σειρά τεσσάρων συνολικά άρθρων, σχετικών με σύγχρονες μεθόδους νευροαπεικόνισης, στις οποίες η Κλινική μας πρωτοπορεί στην Ελλάδα.


Φανταστείτε ότι ρίχνετε μια σταγόνα υγρής μπογιάς σε ένα ποτήρι με νερό. Αρχικά, η μπογιά δείχνει να μένει συγκεντρωμένη στο σημείο στο οποίο έπεσε, αλλά σύντομα απλώνεται τριγύρω, σφαιρικά και σχετικά συμμετρικά. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται διάχυση και αποτελεί μια διαδικασία μαζικής μετατόπισης στην φύση οφειλόμενη στην αυθόρμητη ανάμειξη μορίων και σωματιδίων. Οι διαδικασίες διάχυσης εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την γεωμετρία του περιβάλλοντος χώρου. Στο παραπάνω παράδειγμα, η σταγόνα μπογιάς θα είχε διαφορετικής κατανομής διάχυση αν το νερό ήταν σε ένα συνηθισμένο ποτήρι απ' ό,τι αν ήταν σε έναν λεπτό δοκιμαστικό σωλήνα. Ένα τέτοιο περιβάλλον όμοιο του λεπτού δοκιμαστικού σωλήνα είναι οι νευράξονες που απαρτίζουν κατά κύριο λόγο την λευκή ουσία του εγκεφάλου. Λόγω της λεπτής κυλινδρικής γεωμετρίας που χαρακτηρίζει τους άξονες των νευρώνων, τα οργανίδια που αυτοί περιέχουν τείνουν να διαχέονται με μεγαλύτερη ευκολία κατά μήκος των αξόνων. Αν μπορούσε λοιπόν κανείς να προσδιορίσει την επικρατούσα κατεύθυνση της διάχυσης εντός των νευραξόνων, θα μπορούσε με σημαντική ασφάλεια να την συσχετίσει με την γεωμετρική κατεύθυνση των νευραξόνων.

Η τομογραφία μαγνητικού συντονισμού παρέχει την μοναδική δυνατότητα της ποσοτικοποίησης των χαρακτηριστικών διάχυσης σε μια ποικιλία ιστών με μη επεμβατικό τρόπο. Η απεικόνιση διάχυσης, όπως ονομάζεται, αποτελείται από μια ιδιαίτερη σειρά ακολουθιών, οι οποίες εφαρμόζουν την μαγνητική βαθμίδωση κατά τέτοιον τρόπο ώστε να ανιχνεύουν μετατοπίσεις των μορίων νερού στον υποκείμενο ιστό. Καθώς τα μόρια του νερού στο εσωτερικό των νευραξόνων της λευκής ουσίας του εγκεφάλου δεν μπορούν λόγω της γεωμετρίας να κινηθούν αυθόρμητα προς πάσα κατεύθυνση, η συνήθης κίνησή τους χαρακτηρίζεται από υψηλή ανισοτροπία διάχυσης κατά μήκος του νευράξονα και χαμηλή τιμή σε όλες τις άλλες κατευθύνσεις. Έτσι, και εφαρμοζόμενη στον εγκέφαλο, η απεικόνιση διάχυσης δύναται να παρέχει έναν χάρτη τιμών της ανισοτροπίας για όλες τις κατευθύνσεις σε κάθε σημείο της λευκής ουσίας. Η διαδικασία της αναπαράστασης της κατεύθυνσης των νευραξόνων της λευκής ουσίας βασιζόμενη στον χάρτη ανισοτροπίας, η οποία χρησιμοποιεί ανώτερα μαθηματικά για τους εν λόγω υπολογισμούς, ονομάζεται απλούστερα δεματιογραφία.

Ο κύριος στόχος της δεματιογραφίας στα πλαίσια της νευροχειρουργικής είναι η αποφυγή πρόκλησης χειρουργικής βλάβης σε λειτουργικά σημαντικά δεμάτια του εγκεφάλου, είτε σε διαδικασίες εκτομής είτε σε διαδικασίες βιοψίας. Δευτερευόντως, η δεματιογραφία μπορεί να παρέχει μια ποιοτική εκτίμηση της ακεραιότητας των δεματίων και του βαθμού πληγής αυτών από την εκάστοτε βλάβη. Η δεματιογραφία αποτελεί συμπληρωματική επέκταση της λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (λΜΤ), ως προς την χρήση της στον προεγχειρητικό έλεγχο ασθενών, καθώς παρέχει την δυνατότητα αποτύπωσης των ανατομικών συνδέσεων που υπόκεινται των εντοπισμένων λειτουργιών. Επιπλέον, όπως και η λΜΤ, τα αποτελέσματα της δεματιογραφίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πραγματικό χρόνο χειρουργείου από νευροπλοηγό, ενσωματωμένα στην τρισδιάστατη δομική μαγνητική του ασθενούς. Το κύριο πλεονέκτημα της δεματιογραφίας ως εξέτασης, σε σχέση με την λΜΤ, είναι ότι δεν απαιτεί την ιδιαίτερη συνεργασία του ασθενούς. Κατά συνέπεια, μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύτερο φάσμα περιστατικών, συμπεριλαμβανομένων ασθενών χαμηλού βαθμού αποκρισιμότητας ή υπό αναισθησία.

Ένα τυπικό παράδειγμα δεματιογραφίας οδηγούμενης από λΜΤ φαίνεται στην Εικόνα 1, όπου οι προσδιορισμένες από την λΜΤ περιοχές παραγωγής και κατανόησης του λόγου (περιοχές Broca και Wernicke, αντίστοιχα) χρησιμοποιούνται για την αποτύπωση της τοξοειδούς δεσμίδος η οποία ενώνει τις δύο περιοχές.

Εικόνα 1: A) Λειτουργική μαγνητική τομογραφία (λΜΤ) περιοχών παραγωγής και κατανόησης του λόγου. Β) Δεματιογραφία: επιλογή της περιοχής παραγωγής λόγου βάσει της λΜΤ. Γ) Δεματιογραφία: Αποτύπωση της τοξοειδούς δεσμίδος που συνδέει την περιοχή παραγωγής λόγου με την περιοχή κατανόησης του λόγου στο αριστερό ημισφαίριο.


Η τοξοειδής δεσμίδα αποτελεί έναν από τους πιο δημοφιλείς στόχους της δεματιογραφίας, καθώς βλάβη της μπορεί να οδηγήσει σε αφασικά μετεγχειρητικά φαινόμενα. Ένας άλλος εξίσου σημαντικός στόχος χειρουργικού ενδιαφέροντος είναι τα πυραμιδικά δεμάτια, μέσω των οποίων προβάλλουν οι ίνες του πρωτοταγούς κινητικού φλοιού στον νωτιαίο μυελό. Στην Εικόνα 2 φαίνεται μια τέτοια αποτύπωση σε περιστατικό με αρτηριοφλεβική δυσπλασία στο ύψος της γέφυρας του στελέχους.
 

Εικόνα 2: Α) Δομική μαγνητική τομογραφία ασθενούς με αγγειακή δυσπλασία στο στέλεχος. Β) Δεματιογραφία των φλοιονωτιαίων δεματίων, τα οποία παρεκτοπίζονται (κόκκινο χρώμα) στο ύψος της βλάβης. Γ) Η παρεκτόπιση των φλοιονωτιαίων δεματίων επιτρέπουν ένα σαφές "παράθυρο" χειρουργικής προσέγγισης (κίτρινες γραμμές).


Παρατηρήστε την μετατόπιση που έχει προκαλέσει στο αριστερό σκέλος η βλάβη και το "παράθυρο" για προσέγγιση της βλάβης από αριστερά. Η πυραμιδική οδός είναι μείζωνος σημασίας, καθώς ο τραυματισμός της μπορεί να οδηγήσει σε ημιπαρετικού ή ημιπληγικού τύπου απώλεια των κινητικών λειτουργιών. Αντίστοιχης σημαντικότητας είναι το σύστημα του έσω λημνίσκου που αποτελείται από ανερχόμενες από την περιφέρεια αισθητικές ίνες, οι οποίες προβάλλουν αρχικά στον θάλαμο και εν συνεχεία στον πρωτοταγή αισθητικό φλοιό (Εικόνα 3). Η οδός αυτή είναι απαραίτητη για την σωματική αισθητικότητα και τυχόν βλάβη επιφέρει αισθητικά ελλείμματα, καθώς και διαταραχές στον συντονισμό της κίνησης.

Εικόνα 3: Δεματιογραφία της αισθητικής οδού. Παρατηρήστε την "στάση" των δεματίων στο ύψος του θαλάμου πριν την προβολή τους στον φλοιό.


Η αποτύπωση της οπτικής ακτινοβολίας, του οπισθίου σκέλους της οπτικής οδού που ενώνει τον θάλαμο με τον πρωτοταγή οπτικό φλοιό, είναι σημαντική σε επεμβάσεις στο οπίσθιο τμήμα του κροταφικού λοβού. Η Εικόνα 4 δείχνει ένα τέτοιο παράδειγμα, σε περιστατικό με νεοπλασία στην πλάγια κροταφο-ινιακή περιοχή. Παρατηρήστε πως η οπτική ακτινοβολία έχει υποστεί ελαφρά παρεκτόπιση από την βλάβη και περνά από το χείλος του έσω ορίου της βλάβης.
 

Εικόνα 4: Α) Δεματιογραφία της οπτικής οδού. Β) Η οπτική ακτινοβολία διέρχεται από το οπίσθιο χείλος της κροταφο-ινιακής βλάβης. Γ) Σύζευξη της δεματιογραφίας και της δομικής μαγνητικής για νευροπλοήγηση.


Τραυματισμός της οπτικής ακτινοβολίας προκαλεί σοβαρές διαταραχές της όρασης μετεγχειρητικά, γεγονός που καθιστά την ακεραιότητά της απαραίτητη. Εξίσου σημαντικές για την συντονισμένη γνωσιακή και αντιληπτική λειτουργικότητα είναι οι διημισφαιρικές συνδέσεις μέσω του μεσολοβίου. Στην Εικόνα 5 παρουσιάζεται περιστατικό με νεοπλασία στον μετωπιαίο λοβό, στο οποίο απεικονίστηκαν τα δεμάτια που διέρχονται του μεσολοβίου προκειμένου να προστατευθούν κατά την χειρουργική προσέγγιση στην βλάβη.
 

Εικόνα 5: Α) Δεματιογραφία του πρόσθιου μεσολοβίου και του προσθίου συνδέσμου σε πλάγια όψη. Β) Η ίδια δεματιογραφία σε κάτοψη. Γ) Σύζευξη της δεματιογραφίας και της δομικής μαγνητικής για νευροπλοήγηση.


Ένας άλλος - λιγότερο δημοφιλής αλλά σημαντικός στην χειρουργική της επιληψίας - στόχος είναι οι ιπποκάμπειες συνδέσεις. Στην Εικόνα 6 φαίνονται τα αποτελέσματα της δεματιογραφίας των περι-ιπποκάμπειων δεματίων, σε δύο ασθενείς με εκτεταμένη νεοπλασία στον αριστερό κροταφικό λοβό η οποία ήταν υπεύθυνη για τις επιληπτικές τους κρίσεις.

Εικόνα 6: Α) Ασθενής με κροταφική βλάβη που παρεκτοπίζει σημαντικά τα περι-ιπποκάμπεια δεμάτια. Β) Ασθενής με κροταφική βλάβη στην οποία οι περι-ιπποκάμπειες συνδέσεις διατηρούνται.


Στα αριστερά παρατηρήστε ότι τα δεμάτια έχουν παρεκτοπιστεί σημαντικά από την βλάβη και δεν φαίνεται σύνδεση με τον ιππόκαμπο. Κατά την εκτομή, ο εν λόγω ιππόκαμπος αφαιρέθηκε. Στα δεξιά φαίνεται ότι τα δεμάτια έχουν διατηρήσει την ακεραιότητά τους, αποτέλεσμα που καταδεικνύει λειτουργικό ιππόκαμπο και που οδήγησε στην διατήρησή του κατά την διαδικασία της εκτομής της βλάβης.

Όπως δείχνουν τα παραδείγματα περιστατικών που παρουσιάστηκαν, η δεματιογραφία μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό εργαλείο στα πλαίσια των προεγχειρητικών εκτιμήσεων και του χειρουργικού σχεδιασμού. Όπως και η λΜΤ, η δεματιογραφία δεν προτείνεται ως υποκατάστατο κάποιας υπάρχουσας τεχνικής, αλλά ως εργαλείο παροχής συμπληρωματικών και λεπτομερέστερων πληροφοριών που αφορούν την καλύτερη αντιμετώπιση του νευροχειρουργικού ασθενούς. Ο συνδυασμός της δεματιογραφίας με την λΜΤ αναδεικνύει την ουσιαστική αξία των νευροαπεικονιστικών τεχνικών χάρις στις οποίες έχουμε την μοναδική δυνατότητα ταυτόχρονης μελέτης της λειτουργίας και της δομής του εγκεφάλου. Η απεικόνιση των δεματίων της λευκής ουσίας του εγκεφάλου βελτιώνει τον προεγχειρητικό έλεγχο, τον χειρουργικό σχεδιασμό, καθώς και την χειρουργική προσέγγιση του στόχου με νευροπλοήγηση.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΤΟ ΤΕΛΕΥΤΑΙΟ ΜΑΣ ΤΕΥΧΟΣ