Προεγχειρητική χαρτογράφηση εγκεφάλου και διεγχειρητική νευροπλοηγήση.

Η συμβολή των σύγχρονων νευροαπεικονιστικών μεθόδων στις νευροχειρουργικές επεμβάσεις.

Η χειρουργική αντιμετώπιση μιας σειράς παθήσεων του εγκεφάλου (όγκοι, αγγειώματα, χειρουργική επιληψίας, κα.) έχει σημειώσει τεράστια πρόοδο τα τελευταία χρόνια, με την ενσωμάτωση μεθόδων και τεχνικών βασισμένων στις νέες ψηφιακές τεχνολογίες, που δίνουν τη δυνατότητα για ασφαλέστερη και αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση των προβλημάτων αυτών σε κρίσιμες περιοχές του εγκεφάλου που μέχρι πρότινος θεωρούνταν απροσπέλαστες, ή η προσπέλασή τους ενείχε πολλούς διεγχειρητικούς κινδύνους.  

Η προεγχειρητική χαρτογράφηση του εγκεφάλου, με εξειδικευμένες νευροαπεικονιστικές μεθόδους σε συνδυασμό με την διεγχειρητική νευροπλοήγηση και τον διεγχειρητικό νευροφυσιολογικό έλεγχο άνοιξαν νέους ορίζοντες στις νευροχειρουργικές προσπελάσεις, συμβάλλοντας καθοριστικά στο τελικό αποτέλεσμα της χειρουργικής επέμβασης.

Με τη νευροπλοήγηση (neuronavigation) έχουμε τη δυνατότητα, χρησιμοποιώντας τις εικόνες της προεγχειρητικής μαγνητικής τομογραφίας του ασθενούς, να προσδιορίζουμε με ακρίβεια στο χειρουργείο τη θέση της προς αφαίρεσης βλάβης και να σχεδιάζουμε χωρίς παρεκκλίσεις, τόσο την οδό προσπέλασής μας όσο και την έκταση και το βαθμό της αφαίρεσης της βλάβης-στόχου, επαναπροσδιορίζοντας διεγχειρητικά τις συντεταγμένες της σε σχέση με τη θέση μας στο χώρο.
Με το διεγχειρητικό νευροφυσιολογικό έλεγχο μας δίνεται η δυνατότητα να προσδιορίζουμε τις πλέον ευαίσθητες περιοχές του εγκεφάλου πλησίον της περιοχής του χειρουργείου και να αποφεύγουμε έτσι χειρισμούς που μπορεί να ερεθίσουν ή να ενοχλήσουν το φυσιολογικό εγκέφαλο και τις λειτουργίες του.
Καθοριστικό ρόλο όμως παίζει ο προεγχειρητικός σχεδιασμός της χειρουργικής επέμβασης. Σχεδιασμός που θα βασιστεί τόσο στην ορθή προεγχειρητική κλινική αξιολόγηση του ασθενούς όσο και στην αξιοπιστία των αποτελεσμάτων του προεγχειρητικού του ελέγχου. Η εξέλιξη της Μαγνητικής Τομογραφίας παραμένει διαρκής και εντυπωσιακή. Οι πλέον νεότερες μέθοδοι και τεχνικές που έχουν καθιερωθεί και στην καθημερινή κλινική πρακτική αφορούν στην λειτουργική μελέτη του εγκεφάλου και την προσέγγιση της ιστολογικής φύσης των ενδοκρανιακών όγκων. Οι νεότερες αυτές μέθοδοι απαιτούν εξελιγμένα λογισμικά προγράμματα και Μαγνητικούς Τομογράφους τελευταίας γενιάς (ισχύος τουλάχιστον 1.5 Τesla).
Η Μαγνητική Φασματοσκοπία (Magnetic Resonance Spectroscopy-MRS) είναι μία τεχνική μαγνητικής τομογραφίας που επιτρέπει την μελέτη μεταβολιτών του εγκεφαλικού παρεγχύματος. Πρόκειται ουσιαστικά για μια ποσοτική απεικονιστική μέθοδο, η οποία μετρά την ποσότητα μεταβολιτών στους ιστούς και κατά συνέπεια μπορεί να ανιχνεύσει βιοχημικές μεταβολές, τόσο σε εστίες βλάβης, όσο και στη φαινομενικά φυσιολογική εγκεφαλική ουσία των ασθενών.  Η τεχνική αυτή αξιοποιεί το γεγονός ότι η συχνότητα μαγνητικού συντονισμού ενός ατομικού πυρήνα επηρεάζεται από το χημικό του περιβάλλον. Επηρεάζεται επομένων και η συχνότητα μαγνητικού συντονισμού των πρωτονίων υδρογόνου (που αξιοποιούνται στην μαγνητική τομογραφία) από τους μεταβολίτες που τα περιβάλλουν. Οι σημαντικότεροι από τους μεταβολίτες αυτούς είναι: μυο-ινοσιτόλη (ΜΙ), χολίνη (Cho), κρεατίνη (Cr), Ν-ακετυλασπαρτάτη (NAA), γαλακτικό, γλουταμάτη (Glu), γλουταμίνη (Gln), αλανίνη και λιπίδια. Οι ιστολογικοί τύποι των ενδοκρανιακών όγκων διαφέρουν ως προς τους μεταβολίτες και η εφαρμογή της μαγνητικής φασματοσκοπίας μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στην διαφορική τους διάγνωση πάντοτε σε συνδυασμό με την κλασσική μαγνητική τομογραφία.
Την τελευταία δεκαετία η Λειτουργική Μαγνητική Τομογραφία (fMRI - functional Magnetic Resonance Imaging) έχει εξελιχθεί από ερευνητικό εργαλείο για την μη-επεμβατική μελέτη της εγκεφαλικής λειτουργίας, σε μια καθιερωμένη τεχνική για την διερεύνηση μιας ποικιλίας κλινικών διαταραχών με τη χρήση κινητικών, αισθητικών και γνωστικών ερεθισμάτων. Βασίζεται στην μεταβολή των επιπέδων οξυγόνου στο αίμα σε κάθε ανατομική περιοχή ανάλογα με την δραστηριότητα των αντίστοιχων νευρικών κυττάρων. Μία κλινική εφαρμογή της μεθόδου είναι η χαρτογράφηση των εγκεφαλικών λειτουργιών σε σχέση με ενδοκράνιους όγκους, επιληπτικές εστίες ή αγγειακές δυσπλασίες πριν από την σχεδιαζόμενη χειρουργική αφαίρεσή τους. Ο σκοπός είναι η εξαίρεση του μέγιστου τμήματος της βλάβης με περιορισμό των μετεγχειρητικών λειτουργικών επιπτώσεων ή η επιλογή μη χειρουργικής θεραπείας όταν τα  αναμενόμενα μετεγχειρητικά λειτουργικά ελλείματα είναι τέτοια που η ποιότητα ζωής του ασθενούς θα είναι εξαιρετικά χαμηλή. Κάθε εξέταση περιλαμβάνει 3-6 παραγγέλματα-ερεθίσματα τα οποία επιλέγονται ανάλογα με την εντόπιση της βλάβης. Σκοπός είναι να ενργοποιούνται με τα παραγγέλματα αυτά οι περιοχές του φλοιού που ανατομικά σχετίζονται με την βλάβη και πιθανά να επηρεασθούν από την χειρουργική προσπέλαση.


H τρακτογραφία (tractography) είναι μία εφαρμογή της τεχνικής Diffusion που έχει ως σκοπό την τρισδιάστατη απεικόνιση της οδού της λευκής ουσίας του εγκεφάλου. Είναι η μόνη μη επεμβατική μέθοδος που επιτρέπει την χαρτογράφηση των νευρικών ινών. Η πληροφορία αυτή είναι εξαιρετικά κρίσιμη για τον προεγχειρητικό σχεδιασμό νευροχειρουργικών επεμβάσεων και ειδικά για την αφαίρεση ενδοκράνιων όγκων, καθώς επιτυγχάνει την ανάδειξη των λεπτομερών ανατομικών τους σχέσεων με την πορεία των νευρικών ινών. Πρακτικά μπορεί να γίνει διάκριση μεταξύ διηθημένων οδών λευκής ουσίας από οδούς που απλώς απωθούνται από τον όγκο. Σε συνδυασμό με την λειτουργική μαγνητική τομογραφία που χαρτογραφεί την δραστηριότητα του φλοιού προσφέρουν μία πλήρη λειτουργική μελέτη του εγκεφάλου. Με τον τρόπο αυτό ο νευροχειρουργός εκτιμά προεγχειρητικά τους λειτουργικούς κινδύνους από μια επέμβαση εξαίρεσης ενός ενδοκράνιου όγκου.

Η δυναμική απεικόνιση του εγκεφάλου με την τεχνική διάχυσης (perfusion) μετά από χορήγηση σκιαγραφικού, προσφέρει αιμοδυναμικές πληροφορίες που συμπληρώνουν τις ανατομικές πληροφορίες οι οποίες λαμβάνονται με την κλασσική μαγνητική τομογραφία. Με την τεχνική αυτή καταγράφονται οι μεταβολές που προκαλούνται στην ένταση σήματος λόγω της διόδου της σκιαγραφικής (παραμαγνητικής) ουσίας και εξάγονται πληροφορίες για τον όγκο αίματος και την ταχύτητα ροής σε κάθε περιοχή του εγκεφάλου. Μετά από την μαθηματική επεξεργασία των δεδομένων ποσοτικοποιείται ο όγκος αίματος του εγκεφάλου που αντανακλά την υποκείμενη μικροκυκλοφορία και αγγειογένεση. Η μορφολογία της αγγείωσης και ο βαθμός αγγειογένεσης ενός νεοπλάσματος αποτελούν σημαντικά στοιχεία για την εκτίμηση του ιστολογικού τύπου και της βιολογικής συμπεριφοράς του όγκου. Η τεχνική διάχυσης (perfusion) βοηθά πολύ στον να διακρίνουμε την νεπλασματική διήθηση από κακοήθεις όγκους του εγκεφάλου από το οίδημα που συνήθως τους περιβάλλει.   Επίσης επιτρέπει την διαφορική διάγνωση μεταξύ υποτροπής του όγκου και νέκρωσης μετά από μια συμπληρωματική θεραπεία (σύνηθες πρόβλημα ειδικά μετά από ακτινοθεραπεία). 
Η Μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG) είναι μια από τις μη επεμβατικές μεθόδους απεικονίσεως εγκεφαλικών λειτουργιών. Συνίσταται, πρώτον: στην επιφανειακή καταγραφή της μαγνητικής ροής που προέρχεται από ενδοκυτταρικά ηλεκτρικά ρεύματα σε ενεργοποιημένες στήλες νευρικών κυττάρων. Δεύτερον: στον ακριβή υπολογισμό της θέσεως αυτών των στηλών (οι οποίες αποτελούν λειτουργικές μονάδες) σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού. Και τρίτον: στην προβολή τους πάνω σε ανατομικές (αξονικές ή μαγνητικές) τομογραφικές απεικονίσεις, γεγονός που καθιστά δυνατή, την αναγνώριση των ενεργοποιημένων εγκεφαλικών περιοχών. Οι κλινικές χρήσεις της σήμερα βρίσκονται στην ανίχνευση και εντοπισμό παθολογικής δραστικότητας σε ασθενείς με επιληψία και στον εντοπισμό του "εύγλωττου φλοιού" (Eloquent Cortex) στον χειρουργικό σχεδιασμό σε ασθενείς με όγκους στον εγκέφαλο.
Γίνεται λοιπόν εύκολα αντιληπτό, ακόμα και από τους μη επαΐοντες, ότι με την ενσωμάτωση των νέων νευροαπεικονιστικών μεθόδων στην προετοιμασία και στο σχεδιασμό μιας νευροχειρουργικής επέμβασης, έχουμε πλέον τη δυνατότητα να επιτυγχάνουμε το στόχο της επέμβασης (πχ. ολική αφαίρεση ενός κακοήθους όγκου, αφαίρεση μιας επιληπτογόνου εστίας ή μιας υποτροπής ενός καλοήθους όγκου σε μια λειτουργική περιοχή του εγκεφάλου, κα.) με λιγότερο επεμβατικούς τρόπους, μεγενθύνοντας έτσι τα προσδοκώμενα αποτελέσματα του χειρουργείου και ελαχιστοποιώντας τους κινδύνους του. 
Πρέπει όμως να γίνει και κατανοητό ότι όλα τα σύγχρονα μέσα της νευροχειρουργικής, παραμένουν μέσα". Δηλαδή με τίποτα δεν αντικαθιστούν την εμπειρία, τις γνώσεις και την διαίσθηση του χειρουργού. Η "εμπορευματοποίηση" της χειρουργικής έχει οδηγήσει στην εσφαλμένη αντίληψη ότι ο ρόλος του χειρουργού περιορίζεται μέσα στο χειρουργείο. Και ότι είναι δυνατόν στο μέλλον ρομπότ να υποκαταστήσουν τους χειρουργούς. Είναι όμως ακριβώς αυτά τα ανθρώπινα χαρακτηριστικά που κανενός είδους μηχανή ποτέ δεν θα αποκτήσει, όπως είναι η διαίσθηση, η κρίση, η αντίληψη, η εγρήγορση, η αποφασιστικότητα και η εμπειρία, που καθιστούν τον χειρουργό αναντικατάστατο. Ο χειρουργός οφείλει να αξιολογεί όχι μόνο τον ασθενή αλλά και τις εξετάσεις του.  Και οφείλει να παίρνει τις καλύτερες δυνατές αποφάσεις για το καλό του ασθενή του, ακόμα και τις πιο κρίσιμες στιγμές του χειρουργείου. 
Οι τεχνολογικές δυνατότητες που χρησιμοποιεί η σύγχρονη νευροχειρουργική είναι σήμερα σημαντικές. Ο ρόλος του χειρουργού είναι όμως περισσότερο σημαντικός. Δε χρειάζεται να έχει αναλάβει χιλιάδες περιπτώσεις για να θεωρείται κορυφαίος (εξάλλου η σπανιότητα των περισσότερων νευροχειρουργικών παθήσεων καθιστά κάτι τέτοιο ανέφικτο, ακόμη και για μεγάλα κέντρα αναφοράς στο εξωτερικό). Αρκεί ο νευροχειρουργός να έχει τις γνώσεις και τη θέληση να ασχοληθεί με το πρόβλημα του ασθενούς του: να βάλει τις σωστές ενδείξεις για να οδηγήσει τον ασθενή στο χειρουργείο, να τηρήσει κατά γράμμα τους κανόνες της χειρουργικής τεχνικής, να έχει τόσο την αυτοσυγκράτηση που παρέχει η εμπειρία όσο και το θάρρος που γεννά γνώση ώστε να ξέρει που και πότε πρέπει να σταματήσει μια χειρουργική πράξη, να μπορεί να παρακολουθήσει σωστά και με επιμέλεια μετεγχειρητικά τον ασθενή του, και να μπορεί να αντιμετωπίσει όλες τις πιθανές επιπλοκές που αυτός μπορεί να έχει, έχοντας πάντα ως γνώμονα το όφελος του ασθενούς του.