Νευροχειρουργική: Σχεδίαση εργαλείου για την προσπέλαση μεγάλων σε βάθος εγκεφαλικών βλαβών

Transcript

1 Π Α Ν Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ι Ο Α Ι Γ Α Ι Ο Υ Τ Μ Η Μ Α Μ Η Χ Α Ν Ι Κ Ω Ν Σ Χ Ε Δ Ι Α Σ Η Σ Π Ρ Ο Ι Ο Ν Τ Ω Ν Κ Α Ι Σ Υ Σ Τ Η Μ Α Τ Ω Ν ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Νευροχειρουργική: Σχεδίαση εργαλείου για την προσπέλαση μεγάλων σε βάθος εγκεφαλικών βλαβών Κεντέρογλου Δέσποινα Α.Μ. 511 / Επιβλέπων καθηγητής Παπανίκος Παρασκευάς Συν-επιβλέπων καθηγητής Μουλιανίτης Βασίλειος Τριμελής επιτροπή Παπανίκος Παρασκευάς Μουλιανίτης Βασίλειος Ζαχαρόπουλος Νικόλαος Σύρος Οκτώβριος 2016

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Οφείλω ένα μεγάλο ευχαριστώ στον κ.ευτύχιο Κυριαζίδη, Ειδικό Νευροχειρουργό Σπονδυλικής Στήλης στο Κεντρικό Νοσοκομείο του Västerås στη Σουηδία, για τη μύηση στον κόσμο της νευροχειρουργικής και την ανεκτίμητη και αδιαμαρτύρητη συνεισφορά του χωρίς την οποία αυτή η διπλωματική δεν θα είχε πραγματοποιηθεί. Η βοήθεια που μου προσέφερε ήταν καθοριστική τόσο στην επιλογή του αντικειμένου μελέτης,αλλά πολύ περισσότερο στην επιμέλεια της έρευνας και της γενικής συγγραφής. Ευχαριστώ θερμά τον κ.βασίλειο Μουλιανίτη για την ενθάρρυνση, καθοδήγηση, συμβουλή και συμβολή του σε όλα τα στάδια της διαδρομής αυτής. Ακόμη, ευχαριστώ τη φίλη μου Αλίκη για τις προκλητικές παρεμβάσεις της και την ενεργή συμμετοχή της σε οποιοδήποτε σημείο, ιδιαίτερα στα στάδια του πειραματισμού και της αξιολόγησης αλλά και για όλες τις γνώσεις και τις γεμάτες στιγμές των χρόνων μου στο νησί. Τέλος, ευχαριστώ τους αγαπημένους μου φίλους Κωνσταντίνα,Λένια, Κωνσταντίνο,Παναγιώτα,Μαρία,Μάιρα και Έρση για το περιπετειώδες αυτό ταξίδι στην όμορφη Σύρο και την οικογένεια μου για την αγάπη, τη στήριξη και την εμπιστοσύνη που μου έδειξε ώστε να μπορώ να αναπολώ αυτή τη δημιουργική πορεία στη σχολή και στο νησί. 2

3 Περιεχόμενα 6 Α ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6 Α_0 Περίληψη 7 Α_1 Brief 7 Α_2 Στόχοι 8 Α_3 Δομή 9 Β ΕΡΕΥΝΑ 9 Β_0 Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (Κ.Ν.Σ) 10 Β_1 Μελέτη του εγκεφάλου 11 Β_1.0 Ανατομία / Φυσιολογία 11 Β_1.1 Κρανίο 12 Β_1.1.0 Neurocranium 12 Β_1.1.1 Viscerocranium 13 Β_1.2 Εγκεφαλικός χώρος 16 Β_1.3 Αναδιπλώσεις του εγκεφάλου 17 Β_1.4 Κύκλος του Willis (Circle of Willis) 18 Β_1.5 Συσχέτιση σημάνσεων του κρανίου με την εγκεφαλική ανατομία 19 Β_1.6 Συμπεράσματα κεφαλαίου 20 Β_2 Νευροχειρουργική 20 Β_2.0 Εισαγωγή 21 Β_2.1 Ιστορική αναδρομή 23 Β_2.2 Εγκεφαλικά χαρακτηριστικά 24 Β_2.3 Εγκεφαλονωτιαίο υγρό (Ε.Ν.Υ) 26 Β_2.4 Προστασία εγκεφαλικού ιστού 27 Β_2.5 Ενδοκράνια πίεση (Ε.Π / ICP) 27 Β_2.5.0 Εισαγωγή 28 Β_2.5.1 Φυσιολογία εγκεφαλικής αιματικής ροής 30 Β_2.5.2 Σύνδεση ενδοκράνιας πίεσης & εγκεφαλικής βλάβης 31 Β_2.6 Αύξηση ενδοκράνιας πίεσης 33 Β_2.6.0 Ενδοκράνια ενδοτικότητα 33 Β_2.6.1 Ενδοκράνια ελαστότητα 34 Β_2.6.2 Αυτορρύθμιση (autoregulation) 36 Β_2.6.3 Πιθανά αίτια αύξησης ενδοκράνιας πίεσης 3

4 36 Β_2.6.4 Αύξηση ενδοκράνιας πίεσης σαν αίτιο εγκεφαλικής αιμορραγίας 37 Β_2.7 Συμπεράσματα κεφαλαίου 38 Β_3 Παθήσεις του εγκεφάλου 38 Β_3.0 Απόστημα 38 Β_3.1 Αραχνοειδής κύστη 39 Β_3.2 Όγκος 39 Β_3.2.0 Μηνιγγίωμα 40 Β_3.3 Αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο 41 Β_3.3.0 Ισχαιμικό ΑΕΕ (ischemic stroke) 41 Β_3.3.1 Αιμορραγικό ΑΕΕ (hemorrhagic stroke) 42 Β_ Υπαραχνοειδής αιμορραγία (subarachnoid hemorrhage, SAH ) 44 Β_ Ενδοεγκεφαλική αιμορραγία (intracerebral hemorrhage) 49 Β_3.4 Συμπεράσματα κεφαλαίου 50 Β_4 Εξέλιξη εγκεφαλικής ισχαιμίας 53 Β_4.0 Εγκολεασμός (Brain Intussusception/herniation ) 54 Β_5 Τεχνικές διάγνωσης 56 Β_6 Σύστημα σταθεροποίησης κεφαλής Mayfield 57 Β_7 Στερεοταξία 58 Β_8 Εργαλεία 61 Β_9 Ελάχιστα επεμβατική νευροχειρουργική (Minimally invasive neurosurgery) 62 Β_10 Νευροπλοήγηση (neuronavigation) 63 Β_11 6 Pillar Approach 65 Β_12 Ήδη υπάρχουσες λύσεις / χειρουργικές προσπελάσεις 66 B_12.0 Nico BrainPath (2015) 68 Β_12.1 ViewSite Vycor Medical (2011) 70 B_12.2 Cannula (2009) 72 B_12.3 Transcylinder (2005) 73 Β_ to-1 (2004) 75 Β_13 Γενικά συμπεράσματα έρευνας 76 Β_14 Χαρακτηριστικά οφέλη ενός νέου συστήματος 77 Β_15 Περίπτωση του Phinea Gage 4

5 79 Β_16 Σχεδιαστικές Προδιαγραφές (Guidelines) 81 Γ ΣΧΕΔΙΑΣΗ 81 Γ_0 Ιδεασμός 86 Γ_1 Σύνθεση 86 Γ_1.0 Χαρακτηριστικά τριών συστημάτων 88 Γ_1.1 Πειραματικά πρωτότυπα 91 Γ_1.2 Σύστημα 1 97 Γ_1.3 Σύστημα Γ_1.4 Σύστημα Γ_1.5 Σύνοψη 108 Δ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ 108 Δ_0 Αξιολόγηση με βάσει τις σχεδιαστικές προδιαγραφές 111 Δ_1 Συμπεράσματα 112 Ε ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΕΛΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 113 Ε_0 Χαρακτηριστικά εργαλείου 124 Ε_1 Σχεδιαστική εξέλιξη / δοκιμές 126 Ε_2 Διαστάσεις 130 Ε_3 Υλικά κατασκευής 133 Ε_4 Μελέτη περίπτωσης (Case study) 135 Ε_5 Αξιολόγηση τελικού συστήματος 136 Ε_5.0 Πρόταση και προβληματισμοί 139 ΣΤ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 141 ΣΤ_0 Προοπτικές: Ρομποτική τεχνολογία(robotic technology) 142 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 147 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 5

6 Α ΕΙΣΑΓΩΓΗ Α_0 Περίληψη Η νευροχειρουργική είναι μια χειρουργική ειδικότητα αφιερωμένη στη θεραπεία ασθενειών και τραυματισμών του κεντρικού και περιφερικού νευρικού συστήματος. Αποτελεί ένα σύνθετο κλάδο όπου εφαρμόζονται τεχνικές μικροχειρουργικής και για τις οποίες είναι απαραίτητη η υποστήριξη των δοκιμών απεικόνισης και των υπολογιστικών τεχνολογιών όπως η νευροθέση και νευροπλοήγηση για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του ασθενούς και να εξασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα της παρέμβασης. Η νευροχειρουργική συνδέεται με άλλες ιατρικές ειδικότητες, όπως η ενδοκρινολογία, η νευρολογία, η ογκολογία και άλλες, επιτρέποντας έτσι μια περιεκτική και ολοκληρωμένη αξιολόγηση της κάθε περίπτωσης. Το κρανίο είναι η βασική δομή της κεφαλής και πρωταρχικό αντικείμενο εφαρμογής της νευροχειρουργικής. Φιλοξενεί και προστατεύει τον εγκέφαλο στην κρανιακή κοιλότητα όπως επίσης προφυλάσσει άλλες ευαίσθητες δομές ζωτικής σημασίας για τις ειδικές αισθήσεις. Ο εγκέφαλος με τη σειρά του αποτελεί το πιο σύνθετο όργανο του ανθρωπίνου σώματος. Παράγει κάθε σκέψη, δράση, μνήμη, συναίσθημα και εμπειρία του κόσμου μας. Αυτή η ζελοειδής μάζα ιστού που ζυγίζει περίπου 1,4 κιλά περιέχει εκατό δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα ή νευρώνες. Οι εγκέφαλοι μας σχηματίζουν ένα εκατομμύριο νέες συνδέσεις για κάθε δευτερόλεπτο της ζωής μας. Το μοτίβο και η δύναμη των συνδέσεων αλλάζει συνεχώς και δεν υπάρχουν δύο όμοιοι εγκέφαλοι. Είναι σε αυτές τις μεταβαλλόμενες συνδέσεις εκεί όπου αποθηκεύονται οι μνήμες, αφομοιώνονται οι συνήθειες και διαμορφώνεται η προσωπικότητα, με την ενίσχυση ορισμένων μοντέλων της εγκεφαλικής δραστηριότητας και την απώλεια άλλων. Η νευροεπιστήμη έχει καταφέρει να αποσαφηνίσει ιδιότητες του εγκεφάλου σε επίπεδο κυτταρικό και νευρικό και να μεταφράσει αυτή τη γνώση σε θεραπεία για ασθένειες,παρόλ'αυτά, ακόμη έχουμε μία στοιχειώδη κατανόηση της εγκεφαλικής λειτουργίας.η αντιμετώπιση εγκεφαλικών διαταραχών και η σχεδιαστική προσέγγιση τους χαίρουν λεπτομερούς έρευνας και λειτουργικής προσέγγισης καθώς αναφερόμαστε σε ένα όργανο του σώματος επιρρεπή σε οποιαδήποτε μεταβολή της ισορροπίας του. 6

7 Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας,θα γίνει μία δευτερογενής έρευνα πάνω στην επιστήμη της μελέτης του εγκεφάλου και τη σημασία της ασφαλούς αποκατάστασης της λειτουργίας του σε περιπτώσεις εγκεφαλικών βλαβών. Στη συνέχεια, η έρευνα που προηγήθηκε θα μας εφοδιάσει με συμπεράσματα που θα χρησιμοποιηθούν ως αναφορά για τη σχεδίαση μοντέλων - συστημάτων ικανών να ικανοποιήσουν και να υποστηρίξουν την ανάγκη του ασθενούς και του γιατρού στο κομμάτι της εγκεφαλικής ισορροπίας/υγείας. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ εγκέφαλος χειρουργικός διάδρομος κανάλι εργασίας ελάχιστα επεμβατική βιοσυμβατότητα όγκος ενδοεγκεφαλική αιμορραγία απόστημα σταδιακή διάνοιξη πίεση νευροπλοήγηση εν τω βάθει νευροχειρουγική Α_0 Brief Νευροχειρουργική: Σχεδίαση εργαλείου για την προσπέλαση μεγάλων σε βάθος εγκεφαλικών βλαβών. A_1 Στόχοι Στόχοι της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση τριών εργαλείων/συστημάτων και η περαιτέρω εξέλιξη μιας πρότασης που θα εξυπηρετεί τις ανάγκες των νευροχειρουργών στην προσπέλαση και θεραπεία εγκεφαλικών βλαβών. Η έρευνα θα εστιάσει στο πώς μπορεί ένα σύστημα το οποίο συγκεντρώνει τα θετικά στοιχεία των συστημάτων που υπάρχουν ήδη μαζί με τη μελέτη και ενίσχυση τους με πρόσθετες ιδιότητες, να κάνει πιο εύκολη, γρήγορη και αποτελεσματική την αντιμετώπιση, κρίσιμων τις περισσότερες φορές, περιπτώσεων εγκεφαλικών διαταραχών. Το τελικό σύστημα θα πρέπει να ανταποκρίνεται στις σχεδιαστικές προδιαγραφές που έχουν οριστεί με κύριους γνώμονες, την ασφαλή και άμεση ανταπόκριση στο χειρουργικό έργο, τη μείωση της σωματικής καταπόνησης του γιατρού και τη συντόμευση και βελτίωση της παραμονής του ασθενούς στο χώρο του νοσοκομείου. Τα συστήματα που θα προταθούν, θα πρέπει στο σύνολο τους να επιδρούν ελάχιστα επεμβατικά στη χειρουργική διαδικασία επιφέροντας τη μικρότερη δυνατή πιθανότητα τραυματισμού του γειτονικού ιστού. Η διαφοροποίηση των τριών διαφορετικών σχεδιαστικών προτάσεων καθώς επίσης και το τελικό, ολοκληρωμένο προτεινόμενο μοντέλο έγκεινται στην ικανότητα σταθερής διάνοιξης και την αποδοτική αλληλεπίδραση του βασικού χρήστη με το σύστημα. 7

8 Α_2 Δομή Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την προσέγγιση του θέματος της ελάχιστα επεμβατικής χειρουργικής προσπέλασης στην νευροχειρουγική είναι το μοντέλο που εφαρμόστηκε κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών μαθημάτων Στούντιο σχεδίασης βιομηχανικών προϊόντων και συστημάτων, του τμήματος Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων και Συστημάτων. Τα βασικά βήματα της συγκεκριμένης μεθοδολογίας είναι o έρευνα και o ανάπτυξη και σχεδίαση συστημάτων Αρχικά, είναι απαραίτητη η έρευνα ώστε να διερευνηθεί ο προβληματικός χώρος,να κατανοηθεί το πλαίσιο εργασίας και να αναδυθούν νέες σχεδιαστικές προκλήσεις σε σχέση με το brief το οποίο έχουμε ορίσει. Θα ακολουθήσει δευτερογενής βιβλιογραφική έρευνα η οποία θα μας εφοδιάσει με γνώση περί των αρχών της νευροχειρουργικής, της σημασίας της ελάχιστα επεμβατικής παρέμβασης και προσαρμόσιμης διαπλάτυνσης του ιστού αλλά και της αναγκαιότητας άμεσης και ασφαλούς επέμβασης σε περιπτώσεις εγκεφαλικών βλαβών. Τέλος, θα μελετηθεί το πώς το σύστημα που θα προταθεί, θα αυξάνει την άνεση και ευχέρεια του γιατρού κατά το χειρουργικό έργο μέσω της αλληλεπίδρασης με αυτό(σύστημα) αλλά και πώς θα μειωθεί ο χρόνος παραμονής του ασθενούς με βελτίωση των συνθηκών ανάρρωσης. Αφού ολοκληρωθεί η έρευνα και η εξαγωγή συμπερασμάτων χρήσιμων για τα επόμενα βήματα, διατυπώνονται οι τελικές σχεδιαστικές προδιαγραφές και ξεκινάει η ανάπτυξη επιμέρους λύσεων που θα οδηγήσουν τελικά, στην παραγωγή τριών προσχεδίων-συστημάτων. Τα προσχέδια τα οποία θα δημιουργηθούν, θα προσεγγίσουν σχεδιαστικά το brief ως προς τις προδιαγραφές χωρίς να συνοδεύονται από πλήρη και λεπτομερή περιγραφή σχεδίαση του μηχανισμού διάνοιξης και της τεχνολογίας που πιθανόν να τα συνοδεύουν. Στο τελικό στάδιο, θα γίνει αξιολόγηση των τριών προτάσεων βάσει των σχεδιαστικών προδιαγραφών και θα μελετηθεί περαιτέρω εκείνο που θα βελτιστοποιηθεί μέσω λεπτομερής σχεδίασης. Το τελικό εργαλείο θα αποτελεί ένα ολοκληρωμένο σύστημα που θα ενσωματώνει όλες τις επιλεγμένες λύσεις των σχεδιαστικών προδιαγραφών και θα προσομοιώνει, όσο το δυνατόν καλύτερα, ένα λειτουργικό μοντέλο. Το μοντέλο αυτό στη συνέχεια θα αξιολογηθεί ώστε να κατανοήσουμε τα σχεδιαστικά δυνατά του σημεία, το κατά πόσο συμβάλλει στον αρχικό γενικό στόχο της εργασίας αλλά και αν επιδέχεται προτάσεις για περαιτέρω εξέλιξη. 8

9 Β ΕΡΕΥΝΑ Β_0 Κεντρικό Νευρικό Σύστημα Το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα(Κ.Ν.Σ) είναι το κεντρικό τμήμα του νευρικού συστήματος και αποτελείται από τον Νωτιαίο Μυελό και τον Εγκέφαλο. Λειτουργίες του ΚΝΣ : o να δέχεται & να μεταφέρει αισθητικές πληροφορίες τόσο από το εξωτερικό περιβάλλον όσο και από το υπόλοιπο σώμα μέσω της κεντρομόλου μοίρας του Περιφερειακού Νευρικού Συστήματος στο ΚΝΣ o να επεξεργάζεται τις πληροφορίες που προσλαμβάνει στο ΚΝΣ(νωτιαίος μυελός για τα αντανακλαστικά, εγκέφαλος για τις ανώτερες και πιο σύνθετες συμπεριφορές) o να απαντά στα ερεθίσματα που δέχεται, δηλαδή να ρυθμίζει και να ελέγχει μια απόκριση/απάντηση στα ερεθίσματα που δέχεται. Η απάντηση αυτή μπορεί να είναι είτε εκούσια όπως λόγου χάρη η απομάκρυνση από έναν κίνδυνο, είτε ακούσια όπως ο ιδρώτας όταν ζεσταινόμαστε υπερβολικά. Το νευρικό σύστημα αποτελείται από έναν τύπο ιστού: τον νευρικό ιστό, ο οποίος με τη σειρά του αποτελείται από νευρικά και νευρογλοϊκά κύτταρα. Τα νευρικά κύτταρα μεταδίδουν τις νευρικές ώσεις, που είναι και ο βασικός ρόλος του νευρικού ιστού ενώ τα νευρογλοϊκά κύτταρα υποβοηθούν αυτή τη λειτουργία αφενός με το να θρέφουν και να προστατεύουν τα νευρικά κύτταρα και αφετέρου με το να διευκολύνουν τις νευρικές ώσεις. Τα νευρογλοϊκά κύτταρα χωρίζονται στα ολιγοδενδροκύτταρα τα οποία παράγουν τη μυελίνη και τα αστροκύτταρα τα οποία θρέφουν τους νευρώνες και τους προστατεύουν απομακρύνοντας τοξικές ουσίες [1]. Εικόνα (1) : Κεντρικό νευρικό σύστημα (Κ.Ν.Σ) 9

10 Β_1 Μελέτη του εγκεφάλου Η ιστορία της μελέτης του εγκεφάλου και των ιδιοτήτων του ξεκινούν από πολύ νωρίς,από το π.χ. κιόλας με την καταγραφή των αισθήσεων ευφορίας που προκαλούνταν από την κατάποση του κοινού φυτού της παπαρούνας από τους Σουμέριους (1). Από τις θεωρίες περί της σημασίας της καρδιάς ως βασικό κέντρο και σημαντικότερο όργανο του ανθρώπινου σώματος γύρω στο π.χ. περνάμε στον Αριστοτέλη ο οποίος δήλωσε πως το όργανο της σκέψης και των αισθήσεων είναι η καρδιά και ότι ο εγκέφαλος είναι απλά το θερμαντικό μέσο για την ψύξη του, παρόλ'αυτά διακρίνει τον εγκέφαλο(cerebrum) από την παρεγκεφαλίδα (cerebellum). Ο Γαληνός το 170 π.χ.,περίπου, υποστήριξε για πρώτη φορά τη νοητική διαδικασία σαν απόλυτη αρμοδιότητα του εγκεφάλου βασιζόμενος στην ύπαρξη της pia και dura matter(χοριοειδή και σκληρά μήνιγγα). Το 1906 ο Santiago Ramòn y Cajal και η Camille Golgi υποστήριξαν πως ο νευρώνας είναι η ανατομική, φυσιολογική (physiological), γενετική, μεταβολική, διακριτή μονάδα του νευρικού συστήματος και περιέγραψαν τους μηχανισμούς που διέπουν τις συνεκτικές διαδικασίες των νευρικών κυττάρων εντός του νευρικού συστήματος. Από το 1911 και μετά μπορούμε να πούμε πως ξεκίνησε μία σειρά από νέα ευρήματα τα οποία συνεισέφεραν στην εξέλιξη και πρόοδο της νευροχειρουργικής όπως αυτή χρησιμοποιείται σήμερα σε μία πληθώρα διαφορετικών περιστατικών και για διαφορετικά σημεία του ανθρώπινου σώματος. Ανάμεσα σε αυτά τα ευρήματα είναι η χρήση των κλιπς(clips) για τη ''στερέωση'' των ανευρυσμάτων στον εγκέφαλο από τον Cushing,η μελέτη της υδροκεφαλίας, το πρώτο εγκεφαλογράφημα το 1929 από τον Hans Berger,ένα εργαλείο που υπολόγιζε και κατέγραφε την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου, η εισαγωγή στερεοτακτικών τεχνικών το 1947,το εύρημα ότι η ενεργοποίηση πολλαπλών κυττάρων θα δώσει συγκεκριμένα αποτελέσματα από τον Wilder Penfield, έναν από τους σπουδαιότερους νευροχειρουργούς, η μαγνητική τομογραφία το 1982,η μεταβίβαση σημάτων στο νευρικό σύστημα από μια ομάδα επιστημόνων το 2000.Αυτά είναι μόνο κάποια από τα στοιχεία που άνοιξαν το δρόμο και έθεσαν γερές βάσεις στη μελέτη της εγκεφαλικής δομής και νοητικής επεξεργασίας. Εικόνες (2),(3),(4),(5),(6),(7) : αναφορική ιστορική αναδρομή σταθμών στη μελέτη του εγκεφάλου από τη χρήση της παπαρούνας(2), τις έρευνες του Αριστοτέλη(3), το εγκεφαλογράφημα από τον Hans Berger(4), το μηχανισμό των νευρώνων(5), τη στερεοταξία(6) και τον homunculus man(7) 10

11 B_1.0 Ανατομία Ο εγκέφαλος αποτελεί ένα πολύ σύνθετο κομμάτι του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος(Κ.Ν.Σ) και αποτελείται από εξειδικευμένες περιοχές που δουλεύουν σε αρμονία μεταξύ τους. Πρόκειται για «ιξωδοελαστικό» στερεό που μπορεί να προσαρμοστεί ως κάποιο βαθμό, προκειμένου να δώσει χώρο σε μια αυξανόμενη μάζα. Είναι αρμόδιος για τον έλεγχο των καθημερινών μας δραστηριοτήτων όπως τα συναισθήματα, η συζήτηση, το περπάτημα, η εκμάθηση, οι αισθήσεις, η φαντασία και η δημιουργικότητα μας. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος βρίσκεται μέσα σε αυτό το ασυμπίεστο περιβάλλον που ονομάζεται κρανίο. Β_1.1 Κρανίο (skull or cranium) Το δόγμα Monro Kellie ορίζει ότι στο κρανίο, που είναι μια κλειστή, μη ευένδοτη κοιλότητα και περιέχει εγκέφαλο, αίμα και ΕΝΥ, παρουσιάζεται μια συγκεκριμένη, σταθερή τιμή ICP. Ο εγκέφαλος περικλείεται σε ένα οστεώδες περίβλημα, το κρανίο, το οποίο τον προστατεύει από χτυπήματα και δημιουργεί τον απαιτούμενο για τις βασικές εγκεφαλικές διεργασίες ζωτικό χώρο. Το ανθρώπινο κρανίο είναι αυτό το τμήμα του σκελετού που υποστηρίζει τις δομές του προσώπου(viscerocranium or facial skeleton) και σχηματίζει μία κοιλότητα για τον εγκέφαλο(neurocranium). Εκτός από την κάτω γνάθο, το σύνολο των οστών του κρανίου ενώνονται μεταξύ τους με ραφές, synarthrodial (ακίνητες) αρθρώσεις. Το ανθρώπινο κρανίο ενός ενήλικα αποτελείται από είκοσι δύο(22) οστά που χωρίζονται στα δύο τμήματα διαφορετικής εμβρυολογικής προέλευσης που αναφέραμε προηγουμένως (viscerocranium & neurocranium) (2). Εικόνα (8) : το κρανίο (cranium) είναι το ανώτερο μέρος του πλαισίου των οστών της κεφαλής (skull) )που στεγάζει τον εγκέφαλο 11

12 Β_1.1.0 Neurocranium Το neurocranium αποτελεί την κρανιακή κοιλότητα που περιβάλλει και προστατεύει τον εγκέφαλο και το εγκεφαλικό στέλεχος. Σχηματίζεται από το ινιακό οστό(occipital bone), δύο (2) κροταφικά οστά(temporal bones), δύο(2) βρεγματικά οστά(parietal bones) και τέλος τα σφηνοειδή, ηθμοειδή και μετωπιαία οστά (sphenoid, ethmoid and frontal bones),τα οποία ενώνονται μεταξύ τους με ραφές. Εικόνα (9) : Neurocranium components Β_1.1.1 Viscerocranium Τα οστά viscerocranium σχηματίζουν την εμπρόσθια και κάτω περιοχή του κρανίου και περιλαμβάνουν την κάτω γνάθο, η οποία συνδέεται με τη μόνη πραγματικά κινητική άρθρωση που εντοπίζεται στο κρανίο. Ο σκελετός του προσώπου περιέχει το ύνιδα (vomer), δύο(2) ρινικές κόγχες (nasal conchae), δύο(2) ρινικά οστά (nasal bones), δύο(2) άνω γνάθους (maxilla), την κάτω γνάθο (mandible), δύο(2) οστά Palatine, δύο(2) ζυγωματικά (zygomatic bones) και δύο(2) δακρυϊκά οστά (lacrimal bones) (3). Εικόνα (10) : Viscerocranium components 12

13 Β_1.2 Εγκεφαλικός χώρος(human brain area) Ανάμεσα στο κρανίο και τον εγκέφαλο είναι οι μήνιγγες,3 στρώματα ιστού που καλύπτουν και προστατεύουν τον εγκέφαλο και τη σπονδυλική στήλη. Από το εξωτερικό στρώμα προς τα μέσα συναντάμε τη σκληρά μήνιγγα(dura matter),την αραχνοειδή και χοριοειδή-μαλακά μήνιγγα(arachnoid and pia mater). Στη συνέχεια, η σκληρά μήνιγγα αποτελείται από δύο στρώματα μη ελαστικής υπόλευκης μεμβράνης με το εξωτερικό να ονομάζεται περιόστεο (periosteum) και να περιβάλλει εξωτερικά το κρανίο και το εσωτερικό τμήμα να αποτελεί την πραγματική dura. Βασικός ρόλος της dura είναι να δημιουργεί πτυχώσεις και διαμερίσματα μέσα στα οποία τμήματα του εγκεφάλου προστατεύονται και ασφαλίζονται. Το επόμενο στρώμα των μηνίγγων είναι η αραχνοειδής. Αυτή η μεμβράνη αποτελείται από λεπτό, ελαστικό ιστό και αιμοφόρα αγγεία διαφόρων μεγεθών και καλύπτει ολόκληρο τον εγκέφαλο. Ο χώρος μεταξύ της dura και των αραχνοειδών μεμβρανών ονομάζεται υποσκληρίδιος χώρος (subdural space). Γενικά, ο ρόλος των μηνίγγων είναι η διατήρηση ζωτικού για την περιοχή χώρου και η προστασία από λοιμώξεις και χτυπήματα. Εικόνα (11) : Skull and brain layers Το στρώμα των μηνίγγων πλησιέστερα στην επιφάνεια του εγκεφάλου ονομάζεται χοριοειδής μήνιγγα(pia mater) και αποτελεί το εσωτερικότερο περίβλημα καλύπτοντας τον εγκεφαλικό φλοιό. Η χοριοειδής μήνιγγα έχει πολλά αιμοφόρα αγγεία που φτάνουν βαθιά στην επιφάνεια του εγκεφάλου και ακολουθεί τις αναδιπλώσεις του εγκεφάλου. Επίσης, καλύπτει το νωτιαίο μυελό. Ο χώρος που ξεχωρίζει την αραχνοειδή από τη χοριοειδή μήνιγγα ονομάζεται υπαραχνοειδής χώρος(subarachnoid space ) και αποτελεί την περιοχή στην οποία ρέει το εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ - cerebrospinal fluid (CSF) (4). 13

14 Το μεγαλύτερο κομμάτι του εγκεφάλου καταλαμβάνεται από το cerebrum(ο βασικός εγκέφαλος), μία δομή που αποτελείται από έλικες και αύλακες και το οποίο διαιρείται σε δύο ημισφαίρια. Τα δύο ημισφαίρια συνδέονται μεταξύ τους μέσω του μεσολόβιου (corpus callosum), μία ευρεία ζώνη νευρικών ινών. Κάτω από αυτό είναι το εγκεφαλικό στέλεχος(brainstem), με βασικές λειτουργίες τη μεταφορά της πληροφορίας μεταξύ εγκεφάλου και σώματος, τον εφοδιασμό με κρανιακά νεύρα του προσώπου και του κεφαλιού και την εκτέλεση κρίσιμων λειτουργιών για τον έλεγχο της καρδιάς, της αναπνοής και της συνείδησης. Πίσω από αυτό εντοπίζουμε την παρεγκεφαλίδα(cerebellum), της οποίας βασική λειτουργία είναι να συντονίζει εκούσιες κινήσεις όπως η στάση του σώματος, η ισορροπία, ο συντονισμός και ο λόγος. Η εξωτερική στοιβάδα του cerebrum είναι ο εγκεφαλικός φλοιός(brain cortex) και έχει πάχος περίπου 3.4 χιλιοστά. Οι αισθητικές πληροφορίες από την περιφέρεια γίνονται αντιληπτές και συνειδητές μονάχα όταν καταλήξουν στον φλοιό. Εν συντομία η μορφολογική οργάνωση εγκεφάλου : αποτελείται από: o Το στέλεχος o Την παρεγκεφαλίδα o Τον πρόσθιο εγκέφαλο( ημισφαίρια+θάλαμος+υποθάλαμος ) Εικόνες (12),(13) : μέρη του εγκεφάλου 14

15 Τα ημισφαίρια χωρίζονται σε τέσσερις (4) λοβούς (lobes). Έχουμε λοιπόν τον μετωπιαίο(frontal lobe),τον κροταφικό(temporal lobe),τον βρεγματικό(pariental lobe) και τον ινιακό λοβό(occipital lobe) κάθε ένας από τους οποίους έχει διαφορετική αρμοδιότητα. Εικόνα (14) : λοβοί του εγκεφάλου Οι σωματοαισθητικές, οι οπτικές και ακουστικές αισθητικές πληροφορίες καταλήγουν στον φλοιό του βρεγματικού, τον ινιακού και κροταφικού λοβού αντίστοιχα. Από τον φλοιό, όμως, των ημισφαιρίων ξεκινούν και οι εντολές για τις εκούσιες κινήσεις μας. Ο φλοιός του μετωπιαίου λοβού είναι ο κινητικός μας φλοιός. Όλες οι πληροφορίες από την περιφέρεια περνάνε από τον θάλαμο προκειμένου να καταλήξουν στον φλοιό. Ο θάλαμος είναι το «παράθυρο» του φλοιού στον κόσμο. Όταν «κλείσει» ο θάλαμος χάνεται η επαφή μας με τον κόσμο. Π.χ. όταν ξυπνάμε, ενεργοποιείται ο δικτυωτός σχηματισμός που με τη σειρά του ενεργοποιεί («ανοίγει») τον θάλαμο και επομένως μας κάνει δεκτικούς στις πληροφορίες από το περιβάλλον. 15

16 Β_1.3 Αναδιπλώσεις του εγκεφάλου (brain folds) Στο εξωτερικό στρώμα/επιφάνεια του εγκεφάλου(ή φλοιός),που ονομάζεται Φαιά ουσία (Gray matter) περιέχονται αναδιπλωμένες αυλακώσεις και πτυχώσεις με νευρωνικά κυτταρικά σώματα, οι οποίες διανέμονται στην επιφάνεια του εγκεφάλου, μεγιστοποιώντας τον αριθμό των νευρώνων και συνεπώς το μέγεθος της εν δυνάμει επεξεργάσιμης πληροφορίας,που μπορούν να συγκεντρωθούν σε αυτή την περιοχή. Ο γενικός κανόνας είναι: περισσότεροι νευρώνες = πιο λειτουργικός εγκέφαλος. Αλλά το μέγεθος του εγκεφάλου περιορίζεται από το κρανίο. Και αυτός είναι ο λόγος που δημιουργούνται οι αναδιπλώσεις. Περισσότερες αναδιπλώσεις σημαίνουν περισσότερη επιφάνεια, δηλαδή ένας αναδιπλωμένος εγκέφαλος μπορεί να φιλοξενήσει περισσότερους νευρώνες από έναν λείο εγκέφαλο. Οι αναδιπλώσεις αυτές σχηματίζουν τις έλικες (gyri στον ενικό gyrus),και τις αύλακες (sulci στον ενικό sulcus) (5). Εικόνες (15),(16) : Λευκή και Φαιά ουσία (15), έλικες και αύλακες (16) Εσωτερικά και κάτω από τη γκρίζα ουσία,εντοπίζουμε τη λευκή ουσία(white matter) η οποία αποτελείται από δέσμες μυελινωμένων νευρικών κυττάρων(δηλαδή ένας νευράξονας(είσοδος πληροφοριών) και πολλοί δενδρίτες(έξοδος πληροφοριών) για κάθε κύτταρο-νευρώνα της Φαιάς ουσίας) καθιστώντας την άκρως προσανατολισμένη(nicolle et al., 2004) και η οποία σχετίζεται με μία πληθώρα λειτουργιών. Η λευκή ουσία μπορεί να θεωρηθεί ως μία εγκάρσια ισοτροπική δομή ενώ η γκρίζα ουσία είναι απλά ισοτροπική [2]. Στην πραγματικότητα αν ξετυλίγαμε το φλοιό του εγκεφάλου, αυτός θα απλωνόταν σε 2.5 τετραγωνικά πόδια ή 0.23 τετραγωνικά μέτρα. 16

17 Β_1.4 Κύκλος του Willis (Circle of Willis) Ο κύκλος του Willis είναι ένα αρτηριακό πολύγωνο,η βασική αρτηρία που τροφοδοτεί με αίμα όλη τη βάση του κρανίου και όλη τη βάση του εγκεφάλου και τους ανάλογους σχηματισμούς που περιέχει. Για αυτό έχει ένα μεγάλο δίκτυο αγγείων που επικοινωνούν το ένα με το άλλο και όλο μαζί τους και σχηματίζουν έναν αγγειακό κύκλο, πράγμα το οποίο επιτρέπει εξίσωση της ροής του αίματος μεταξύ των δύο πλευρών του εγκεφάλου, και επιτρέπει την αναστομωτική κυκλοφορία, σε περίπτωση που αποφράσσεται ένα μέρος της κυκλοφορίας (6). Αγγεία που αποτελούν τον κύκλο του Willis: 1. Πρόσθια κυκλοφορία ή Καρωτιδικό σύστημα o Έσω Καρωτίδα o Πρόσθια εγκεφαλική αρτηρία o Μέση εγκεφαλική αρτηρία 2. Οπίσθια κυκλοφορία ή Σπονδυλοβασικό σύστημα o Σπονδυλική αρτηρία o Βασική αρτηρία o Οπίσθια εγκεφαλική αρτηρία Εικόνα (17) : Κύκλος του Willis *Το όνομα του το πήρε από τον άγγλο φυσικό Thomas Willis,ο οποίος περιέγραψε για πρώτη φορά τον κύκλο το 1664 στο βιβλίο του Cerebri anatome: cui accessit nervorum descriptio et usus«(η ανατομία του εγκεφάλου και των νεύρων του) 17

18 Β_1.5 Συσχέτιση σημάνσεων του κρανίου με την εγκεφαλική ανατομία Οι γραμμές Taylor Haughton (T-H) μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα αγγειογράφημα*,ένα προκαταρκτικό ακτινογραφικό φιλμ ή ταινία αξονικής τομογραφίας (CT scout film) ή μία ακτινογραφία κρανίου και στη συνέχεια μπορούν να εφαρμοστούν στην εξωτερική ανατομία του ασθενή στο χειρουργείο, βοηθώντας το χειρουργό στον προσανατολισμό του ως προς τις εν τω βάθει δομές του εγκεφάλου και τις πιθανές παθολογίες. - Frankfurt plane: η βάση του κρανίου, το νοητό επίπεδο ή γραμμή που ενώνει το κατώτερο όριο του κόγχου, διά της ζυγωματικής υπόφυσης, με το ανώτερο όριο του έξω ακουστικού πόρου - Posterior ear line(οπίσθωτιαία γραμμή ):κάθετη στο Frankfurt plane μέσω της μαστοειδούς απόφυσης (mastoid process) -Condylar line(κονδυλική γραμμή):κάθετη στο Frankfurt plane μέσω του κονδύλου της κάτω γνάθου Εικόνα (18) : Γραμμές Taylor Haughton Με βάση αυτές τις γραμμές μπορούν να προσδιοριστούν η σχισμή του Silvius και ο κινητικός φλοιός [3]. θα πρέπει βέβαια σε αυτό το σημείο να πούμε πως η δημιουργία διαδρομών και σημάνσεων στον εγκέφαλο αποτελεί τεχνική που πλέον δεν αποτελεί μέθοδο εντοπισμού και προσπέλασης μία εγκεφαλικής βλάβης μιας και πλέον αυτό γίνεται με τη χρήση σύγχρονων νευροαπεικονιστικών μεθόδων όπως η αξονική και η μαγνητική τομογραφία και η νευροπλοήγηση. 18

19 Β_1.6 Συμπεράσματα κεφαλαίου > Ο εγκέφαλος είναι ένα όργανο με πρωταρχική σημασία για τη λειτουργία ενός οργανισμού στο σύνολο του. Περικλείει βασικές δομές που κινητοποιούν όλες τις διάφορες αισθητικές, κινητικές, νοητικές πληροφορίες και μία πληθώρα άλλων διεργασιών μέσω μίας προνοητικής και απόλυτα ασφαλούς σχεδίασης. > Η κρανιακή κοιλότητα είναι ανένδοτη, δηλαδή συγκεκριμένης και αμετάβλητης χωρητικότητας. Έτσι οποιαδήποτε μάζα, ανεξαρτήτου συμπεριφοράς, καλής ή κακής, αναπτύσσεται εντός της κρανιακής κοιλότητας, μπορεί δυνητικά να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα αυξάνοντας την ενδοκράνια πίεση. > Η ύπαρξη των διαφορετικών μηνίγγων στο κρανίο έχουν ως πρωταρχικό σκοπό την προστασία του εγκεφαλικού ιστού και συνεπώς των λειτουργιών για τις οποίες είναι υπεύθυνος. > Οι λειτουργίες βρίσκονται καταμερισμένες στα διάφορα τμήματα του εγκεφάλου σε προσανατολισμούς εξειδικευμένους και αρμονικά συντονισμένους. > Οι αναδιπλώσεις αποτελούν μία έξυπνη σχεδιαστική προσέγγιση την οποία ο σχεδιαστής καλείται να λάβει υπόψη του αφού η είσοδος στον ιστό εκμεταλλευόμενης αυτών προκαλεί σημαντικό μειωμένο τραυματισμό. > Η ενδοκράνια πίεση σε κατάσταση ηρεμίας,σε φυσιολογικές συνθήκες, είναι συνήθως 10 mmhg σε ύπτια θέση για τους ενήλικες, ενώ αριθμοί μεγαλύτεροι των 20 mmhg,αποτελούν όρια ζωτικής σημασίας για τον εγκέφαλο και τον ίδιο τον άνθρωπο. 19

20 Β_2 Νευροχειρουργική Β_2.0 Εισαγωγή Η νευροχειρουργική είναι,από πολλές απόψεις, ένα από τα αρχαιότερα επαγγέλματα. Ο πρώτος άνθρωπος αναγνώριζε σαφώς πως για να κατατροπώσει τον εχθρό, ένα χτύπημα στο κεφάλι ήταν το πιο γρήγορο μέσο. Σε μια πληθώρα ανθρωπολογικών συλλογών σε όλο τον κόσμο, βρίσκονται παραδείγματα κρανίων με τραύματα στο κεφάλι μετά από τραύμα αλλά και μετά από ενδεχόμενη χειρουργική επέμβαση(ευρήματα κρανιοανατρήσεων ή τρυπανισμού).αξιοσημείωτη είναι η ανεύρεση σε σειρά τέτοιων κρανίων, εμφανή στοιχεία επούλωσης του οστικού τραύματος υποδηλώνοντας επιτυχημένους τρυπανισμούς(δηλαδή ο ασθενής επέζησε σαφώς του τρυπανισμού ή του κρανιακού τραύματος). Ο 19ος αιώνας έφερε την εισαγωγή της αναισθησίας, της αντισηψίας και του εγκεφαλικού εντοπισμού με το δεύτερο μισό του αιώνα να παράγει σημαντικές χειρουργικές προσωπικότητες. Στο πρώτο μισό του 20ού αιώνα η επισημοποίηση του τομέα της νευροχειρουργικής είναι γεγονός. Εκτός από τις πρωτοποριακές τεχνικές του Dandy, Cushing, και άλλων, μια σειρά από διαγνωστικές τεχνικές εισήχθησαν που κατέστησαν ευκολότερο για τον νευροχειρουργό τον εντοπισμό βλαβών. Ο Antonio Caetano de Egas Moniz ( ),καθηγητής νευρολογίας στη Λισαβόνα, τελειοποίησε τις τεχνικές αρτηριακού καθετηριασμού και εγκεφαλικής αγγειογραφίας σε μελέτες ζώων, ενώ η είσοδος του μικροσκοπίου και αργότερα του ενδοσκοπίου προσέφεραν στο νευροχειρουργό μία λεπτομερειακή εικόνα των ενδοκρανιακών περιεχομένων. Σαν αποτέλεσμα των χειρουργικών προγόνων μας, οι νευροχειρουργοί σήμερα μπορούν να ολοκληρώσουν μία νευροχειρουργική διαδικασία με τον ασθενή να μην υπόκειται σε πόνο ή ενδεχόμενο κίνδυνο μόλυνσης. Οι πρόγονοι του 19ου αιώνα μας εφοδίασαν με πρωτοποριακές τεχνικές στον εγκεφαλικό εντοπισμό που οδήγησε στην εισαγωγή συστημάτων καθοδήγησης χωρίς πλαίσιο. Ο χειρουργικός φόβος της επέμβασης σε λάθος περιοχή δεν αποτελεί πλέον πρόβλημα, και για αυτό πρέπει να ευχαριστούμε τους ιστορικούς γιατρούς που αποτέλεσαν τη θεμελιώδη βάση ώστε να αναπτυχθεί ο τομέας της νευροχειρουργικής [4]. Εικόνα (19) : Δύο κρανιοανατρημένα κρανία με καλά επουλωμένες τρύπες 20

21 Β_2.1 Ιστορική αναδρομή Η ιστορία της νευροχειρουργικής ξεκινάει με την ιστορία του ανθρώπου πάνω στη γη και τη γέννηση της Αθηνάς μέσα από το κεφάλι του Δία με τη βοήθεια της κρανιοτομίας με τσεκούρι από τον Ήφαιστο. Η εξελικτική πορεία του ανθρώπου όσον αφορά στην ανακάλυψη νέων εργαλείων είναι εντυπωσιακή, από την Ιπποκρατική περίοδο και την ανατομο-φυσιολογική μελέτη του νευρικού συστήματος από τους Ερασίστρατο και Ηρόφιλο(300 π.χ. περίπου) με τον τελευταίο να εκτελεί ανατομή σε ανθρώπους, και όχι σε ζώα όπως ήταν η κοινή πρακτική τότε. Θα κάνουμε μία σύντομη αναφορά σε σημαντικά σημεία της εξέλιξης της νευροχειρουργικής ώστε να έχουμε μία λογική πορεία της επιστήμης αυτής : o Κατά την Ιπποκρατική περίοδο (5ος αιώνας π.χ.) υποστηρίχθηκε η άποψη ότι ένας άνθρωπος μπορεί να επιζήσει ακόμα και μετά από εκτεταμένα τραύματα μέσω βασικής περιποίησης αυτών των τραυμάτων και αναγνώριση της βασικής ανατομίας. o Ο Αυρήλιος Κορνήλιος Κέλσος (25 π.χ-50 μ.χ.) έγραψε ένα από τα πιο σημαντικά πρώιμα ιατρικά έγγραφα μετά τα γραπτά του Ιπποκράτη, το βιβλίο Da Medicina στο οποίο αναφέρει πολλές ενδιαφέρουσες παρατηρήσεις πάνω στη νευροχειρουργική. o Κατά τη Ρωμαϊκή εποχή, συναντάμε τον Γαληνό τον Περγαμηνό το δεύτερο σπουδαιότερο Έλληνα γιατρό της Αρχαιότητας μετά τον Ιπποκράτη, τη μελέτη της χειρουργικής τραυματολογίας και κατηγοριοποίηση των καταγμάτων του κρανίου ανάλογα με τη βαρύτητά τους και την αναλυτική χειρουργική τους αντιμετώπιση με κρανιοτομία. o Ο Μεσαίωνας αποτέλεσε σημαντική βάση για την πρόοδο της νευροχειρουργικής με ευρήματα όπως η συρραφή της μήνιγγας από τον Roger (1170),η αιμόσταση υπερβολικής αιμορραγίας με συγκολλητικές ουσίες από τον Guy de Chauliac ( ) κ.ά. o Ακολουθούν οι έρευνες για συστηματική χαρτογράφηση του εγκεφάλου από τους Paul Broca ( ), David Ferrier ( ) και John Hughlings Jackson ( ), η αφαίρεση ενός από τους πιο γνωστούς όγκους το 1885 από τον Sir Rickman Godlee ( ),περίπτωση-ορόσημο στη νευροχειρουργική. o Ο Harvey William Cushing ( ),ιδρυτής της Αμερικανικής νευροχειρουργικής, ταξινόμησε τους όγκους εγκεφάλου (1926), υπόφυσης (1932) και μηνιγγιωμάτων (1938) με τις αντίστοιχες χειρουργικές τους προσπελάσεις, συμβολή - σταθμός στην εξέλιξη της νευροχειρουργικής. 21

22 o Το 1971 εφαρμόστηκαν νέες διαγνωστικές μέθοδοι όπως η αξονική υπολογιστική τομογραφία (CT) και έπειτα η μαγνητική τομογραφία (MRI), από τον Godfrey Hounsfield Εικόνες (20),(21),(22),(23),(24),(25),(26) : αναφορική εξελικτική πορεία σταθμών νευροχειρουργικής από τη γέννηση της Αθηνάς μέσα από το κεφάλι του Δία(20),τις μελέτες του Ηρόφιλου(21),το βιβλίου του Κέλσου περί ιατρικής(22), τις μελέτες του Γαληνού(23), την αφαίρεση όγκου από τον Godlee(24),τον σπουδαίο Harvey Cushing(25) και την αξονική τομογραφία του Hounsfield (26). Αυτές είναι μόνο κάποιες από τις σημαντικές στιγμές που συνέβαλαν στην επιστήμη της νευροχειρουργικής όπως αυτή εφαρμόζεται σήμερα με αρκετές ακόμη να συμπληρώνουν το εύρος των ικανοτήτων της [5]. 22

23 Β_2.2 Εγκεφαλικά χαρακτηριστικά Ο ανθρώπινος εγκέφαλος ενός ενήλικα ζυγίζει περίπου γρ, αντιστοιχώντας έτσι στο 2-3 % του σωματικού βάρους, αλλά τροφοδοτείται περισσότερο από το % της καρδιακής παροχής καταναλώνοντας αντιστοίχως μεγάλες ποσότητες ενέργειας, πρώτων υλών και οξυγόνου.το ΚΝΣ χρησιμοποιεί κυρίως γλυκόζη(απαιτεί μια συνεχή παροχή περίπου 150 γραμμαρίων τη μέρα) ως ενεργειακό υπόστρωμα και έχει υψηλή μεταβολική κατανάλωση Ο2 (CMRO2)(72 λίτρα περίπου Ο2 κάθε 24 ώρες). To 75% του εγκεφάλου αποτελείται από νερό, ενώ τουλάχιστον το 60% από αυτόν(σε αφυδατωμένο παρασκεύασμα) είναι λίπος καθώς ο εγκέφαλος είναι το πιο παχύ όργανο του ανθρώπινου σώματος. Η αφυδάτωση του κατά μόλις 2% επηρεάζει τη συγκέντρωση, τη μνήμη και λοιπές ανώτερες εγκεφαλικές λειτουργίες. Βάρος: ~1,350 gr ολικός αριθμός νευρώνων: νευρώνες στο νευροφλοιό: ολικός αριθμός συνάψεων: ολικό μήκος νευρικών ινών: km παροχή αίματος: 50 ml/100gr/min 972 lt/day (16%) κατανάλωση ο 2 : 3,7 ml/100gr/min 72 lt/day κατανάλωση γλυκόζης: 5,5 mg/100g/min 107 g/day απαιτήσεις σε ενέργεια (ATP): 1,1 mmol/100g/min 19,4 mol/day (20%) [6]. Περισσότερες από 100,000 διαφορετικές χημικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται στον εγκέφαλό κάθε δευτερόλεπτο. Το εγκεφαλονωτιαίο υγρό περιβάλλει τόσο σε αυτές τις αντιδράσεις όσο και στην προστασία του εγκεφάλου από τραυματισμούς. Έχει υπολογιστεί ότι ο εγκέφαλος μέσα στο φυσικό υδάτινο περιβάλλον του, το ΕΝΥ, μειώνει το καθαρό του βάρος σε 25 γρ. (μείωση του βάρους του εγκεφάλου 60 φορές ). Συμβάλλει έτσι στην προστασία του από ενδεχόμενες πλήξεις κατά τις μετακινήσεις της κεφαλής αποσβαίνοντας τες μέσα στον ενδοκράνιο[1]. Η ενδοκράνια πίεση μετριέται σε χιλιοστά στήλης υδραργύρου (mmhg) και,σε κατάσταση ηρεμίας,σε φυσιολογικές συνθήκες, είναι κατά μέσο όρο 10 mmhg σε ύπτια θέση για τους ενήλικες ενώ γίνεται αρνητική,(-10 mmhg κατά μέσο όρο), σε κατακόρυφη θέση [7]. 23

24 Β_2.3 Εγκεφαλονωτιαίο υγρό (Ε.Ν.Υ) Ο εγκέφαλος διαβρέχεται από το ΕΝΥ, το οποίο τον προστατεύει και με το οποίο βρίσκεται σε κατάσταση δυναμικού μεταβολισμού, εξασφαλίζοντας του το ιδανικό περιβάλλον για τις σύνθετες διεργασίες του. o Περιέχει αυστηρή συγκέντρωση σε ηλεκτρολύτες και πρωτεΐνες μαζί με νερό, αέρια σε διάλυμα(οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα),νάτριο, κάλιο, μαγνήσιο, ιόντα χλωρίου, γλυκόζη και μερικά λευκά αιμοσφαίρια (κυρίως λεμφοκύτταρα).. o Το % παράγεται στα χοριοειδή πλέγματα του κοιλιακού συστήματος του εγκεφάλου, ενώ το υπόλοιπο % παράγεται ως διάμεσο υγρό στα εγκεφαλικά τριχοειδή αγγεία. o Είναι διαυγές,άχρωμο υγρό που δρα ως προστατευτικό / ρυθμιστικό για το φλοιό, παρέχοντας μηχανική και ανοσολογική προστασία στον εγκέφαλο εντός του κρανίου. o Η παραγωγή του είναι γραμμική και μειώνεται με την αύξηση της ICP, ενώ η απορρόφησή του είναι στενά συνδεδεμένη με τη φλεβική πίεση και κυκλοφορία(απορρόφηση ασήμαντη, αν ICP < 6,8 mmhg, και γραμμική πάνω απ αυτήν την τιμή. Ένα ακόμη παράδειγμα είναι αυτό της αύξησης της φλεβικής πίεσης, π.χ. λόγω θρόμβωσης, η οποία οδηγεί σε μείωση απορρόφησης του ΕΝΥ που με τη σειρά του συμβάλλει στην περαιτέρω αύξηση της ICP. o Επίσης, συμβάλλει στη διατήρηση της ομοιόστασης για την σωστή λειτουργία του κάθε νευρώνα. Αποτελεί, ουσιαστικά, τον σημαντικότερο και πρωταρχικό μηχανισμό απόσβεσης όγκου. Σε αντίθεση με τον εγκέφαλο, το ΕΝΥ μπορεί εύκολα να μετακινηθεί διά του ινιακού τρήματος από τον ενδοκράνιο χώρο στον υπαραχνοειδή χώρο του σπονδυλικού σωλήνα, αντιρροπώντας έτσι την ενδοκράνια αύξηση μιας μάζας. Ένα ακόμη χαρακτηριστικό του είναι ο ρόλος του ως κατάλληλο μέσο για την συνεχή ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών και αποβλήτων. Εικόνα (27) : Ροή Ε.Ν.Υ. 24

25 Συνοπτικά το ΕΝΥ έχει δύο βασικούς λειτουργικούς ρόλους: 1. Μηχανική υποστήριξη. Ενεργώντας ως υγρό κάλυµµα που περιβάλλει τον εγκέφαλο παρέχοντας έτσι πλευστότητα. Ετσι, το ΕΝΥ προστατεύει, στηρίζει, και δίνει την δυνατότητα στον εγκέφαλο να επιπλέει σε ένα δοχείο ρευστού. 2. Ομοιόσταση *. Το ΕΝΥ των κοιλιών και του υπαραχνοειδούς χώρου αποτελεί μια δεξαμενή η οποία περιέχει ορισμένα από τα ενδογενή προϊόντα υδατοδιαλυτών, συµπεριλαµβανοµένων των ανεπιθύμητων ουσιών, τα οποία έχουν προκύψει από την αποστράγγιση από εξωκυττάρια υγρά του εγκεφάλου προς τις κοιλίες και τον υπαραχνοειδή χώρο. Άλλα προϊόντα του μεταβολισμού του εγκεφάλου αφαιρούνται µέσω του αίματος που ρέει µέσω των τριχοειδών.το ΕΝΥ δρα ως υποκατάστατο του λεμφικού συστήματος στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό. *Το ΕΝΥ μαζί µε τα εξωκυττάρια υγρά που περιβάλλουν τους νευρώνες επιδρούν στην διατήρηση της κατάστασης της χημικής ισορροπίας του νευρικού περιβάλλοντος. Η ικανότητα αυτή, του οργανισμού, ονομάζεται ομοιόσταση και είναι απαραίτητη για την φυσιολογική λειτουργία του κεντρικού νευρικού συστήματος. Ο όγκος του εγκεφαλονωτιαίου υγρού σε έναν υγιή ενήλικα είναι περίπου 150 ml (60 ml στις κοιλίες και 90 ml στον υπαραχνοειδή χώρο ). 25

26 Β_2.4 Προστασία εγκεφαλικού ιστού Ο εγκέφαλος παίρνει το 20% της παροχής αίματος από την καρδιά.για να γίνει αυτό, χρειάζονται δίκτυα παροχής και αποχέτευσης, αγγεία,με άριστο έλεγχο αυτών. Ο εγκέφαλος αγγειακά, αποτελεί ένα πολύ πυκνό σύστημα (αγγειοβρίθεια),στο οποίο το αίμα καταλήγει σε όλο και μικρότερου διαμετρήματος τριχοειδή αγγεία και έπειτα όλο και μεγαλύτερα (αγγεία) το αποχετεύουν στις φλέβες. Ουσιαστικά, το αγγειακό σκέλος αποτελεί & την τελική αιμάτωση του εγκεφάλου, δηλαδή δεν υπάρχουν συμπληρωματικά κυκλώματα τροφοδοσίας ή παράπλευρη αιμάτωση, με την οποιαδήποτε φράξη αγγείου να σημαίνει την ισχαιμική νέκρωση, το θάνατο. Απώλεια λειτουργιών Κάθε βλάβη η οποία δημιουργείται προκαλεί επιδείνωση λειτουργιών, οι οποίες συναντώνται σε διαφορετικά σημεία του εγκεφάλου. 1. Δομημένες στην περιοχή της βλάβης πχ βλάβη στην κινητική περιοχή = παράλυση (Εγκεφαλικός φλοιός και εν τω βάθη πυρήνες ή αλλιώς συνολικά φαιά ουσία) 2. Διακοπή συνδέσεων μεταξύ λειτουργικών, υγειών περιοχών πχ βλάβη στην οπτική ακτινοβολία = τύφλωση άσχετα αν τα μάτια και το κέντρο όρασης λειτουργούν σωστά (δέσμες, ακτινοβολίες κ.τ.λ. κοινώς λευκή ουσία). Οι απώλειες αυτές στην περίπτωση μας έχουν σαν συνέπεια την απώλεια υγιούς ιστού, τη δημιουργία οιδήματος και επιδείνωση της ισχαιμίας. 26

27 Β_2.5 Ενδοκράνια πίεση (I.C.P) Β_2.5.0 Εισαγωγή Η ενδοκράνια πίεση (Intracranial Pressure - ICP) όπως ορίζεται από την θεωρία Monro-Kellie* είναι το σύνολο των πιέσεων που ασκούνται από τα περιεχόμενα του ενδοκράνιου θόλου,δηλ. το αίμα, τον ιστό και το εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ).Οι όγκοι που καταλαμβάνουν τα τρία αυτά στοιχεία φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Κατά συνέπεια, μια αύξηση στον όγκο οποιουδήποτε από τα ενδοκράνια συστατικά θα αντιρροπισθεί από μια μείωση στον όγκο των άλλων συστατικών, ειδάλλως η ενδοκράνια πίεση θα αυξηθεί. Θεωρία Monro-Kellie : v.intracranial (constant) = v.brain + v.csf + v.blood + v.mass lesion (7). Περιεχόμενο Όγκος (%) Εγκέφαλος ml (80%) Ε.Ν.Υ 150 ml (10%) Αίμα 150 ml (10%) Σύνολο ml (100%) Πίνακας Τα συστατικά της ενδοκράνιας κοιλότητας και οι αντίστοιχοι όγκοι τους. Η ενδοκράνια πίεση μετριέται σε cm H2O ή σε mmhg (δηλαδή χιλιοστά στήλης υδραργύρου), όπου 1 mmhg = 1,36 cm H2O = 13,6 mm H2O, και σε κατάσταση ηρεμίας,σε φυσιολογικές συνθήκες, είναι συνήθως μεταξύ 7 και 15 mmhg με μέσο όρο 10 mmhg,σε ύπτια θέση για τους ενήλικες, ενώ γίνεται αρνητική,(-10 mmhg κατά μέσο όρο), σε κατακόρυφη θέση ενώ για τα παιδιά αυτός ο αριθμός πηγαίνει στα 5 mmhg κατά μέσο όρο. Ηλικιακή ομάδα Πίεση (mmhg) Ενήλικες < Παιδιά 3-7 Νεογέννητα Πίνακας Οι φυσιολογικές τιμές της ενδοκράνιας πίεσης [9]. 27

28 Ο ενδοκράνιος χώρος παρουσιάζει σταθερό όγκο, όπως θα δούμε σε διάφορα σημεία της εργασίας και συνεπώς βρίσκεται σε ισορροπία με τα περιεχόμενα του. Μία αύξηση του όγκου αντιρροπείται με μείωση των υπολοίπων στοιχείων: o ΕΝΥ : διοχετεύεται στον υπαραχνοειδή χώρο του νωτιαίου μυελού ή μειώνεται η παραγωγή του ή/και αυξάνεται η απορρόφησή του o Φλεβικό αίμα : αυξάνεται η απομάκρυνσή του δια των φλεβωδών κόλπων του εγκεφάλου. [10] o Παραμόρφωση / πίεση εγκεφάλου -> άκρως παθολογικό φαινόμενο Β_2.5.1 Φυσιολογία εγκεφαλικής αιματικής ροής(cerebral Blood flow, CBF) Ο εγκέφαλος των ενηλίκων( gr) αντιστοιχεί στο 2-3 % του σωματικού βάρους, αλλά δέχεται το % της καρδιακής παροχής [9]. Αυτό οφείλεται σε αντισταθμιστικούς παράγοντες οι οποίοι τείνουν να διατηρούν την ενδοκράνια πίεση σταθερή [11]. Η ενδοκρανιακή κοιλότητα έχει πρακτικά αμετάβλητο όγκο. Οποιαδήποτε προσθήκη όγκου τείνει σε αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης. Όσο αυξάνεται η ενδεχόμενη χωροκατακτητική εξεργασία, οι αρτηρίες της χαμηλής πίεσης καταρρέουν και ο όγκος του αίματος του εγκεφάλου μειώνεται. Όσος περισσότερος όγκος προστίθεται,υπάρχει εκροή του εγκεφαλονωτιαίου υγρού από τον κρανιακό υπαραχνοειδή χώρο μέσα στον νωτιαίο υπαραχνοειδή χώρο. Μόλις αυτές οι μειώσεις του εγκεφαλικού αίματος και των επιπέδων του ΕΝΥ μεγιστοποιηθούν, οποιαδήποτε επιπλέον προσθήκη όγκου οδηγεί σε απότομη αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης (ICP). Το κρανιακό διαμέρισμα μπορεί να φιλοξενήσει περίπου 150 cc πρόσθετου όγκου χωρίς να αυξηθεί η ICP. Διεργασίες οι οποίες δύνανται να επηρεάσουν την ICP αναφέρονται παρακάτω: 1. προσθήκη οποιασδήποτε χωροκατακτητικής εξεργασίας(απόστημα,παράσιτα κ.τ.λ.) ικανής να υπερνικήσει τους αντιρροπιστικούς μηχανισμούς, 2. βλάβη στους μηχανισμούς ρύθμισης της αιματικής ροής στην αρτηριακή, την τριχοειδική ή τη φλεβική φάση, 3. βλάβη στη φυσιολογική παραγωγή ή παροχέτευση του ΕΝΥ. 28

29 Το κύριο ενεργειακό υπόστρωμα του κεντρικού νευρικού συστήματος(κνσ) είναι η γλυκόζη με τον προτελευταίο να χαρακτηρίζεται από υψηλή μεταβολική κατανάλωση Ο2 (CMRO2).Τα κύτταρα γλοίας, παρόλο που αντιπροσωπεύουν περίπου το 50 % του εγκεφάλου, καταναλώνουν λιγότερο από το 10 % της συνολικής ενέργειας, με το υπόλοιπο 90 % να διοχετεύεται στους νευρώνες. Το 50 % της ολικής ενέργειας χρησιμεύει στη διατήρηση και συντήρηση των αντλιών ιόντων που εντοπίζονται στις κυτταρικές μεμβράνες των νευρώνων, και το υπόλοιπο ποσοστό ενέργειας να εξυπηρετεί μοριακές μετακινήσεις, συναπτικές μεταδόσεις κ.λπ.. Η ροή του αίματος του εγκεφάλου εξαρτάται από την πίεση του αίματος και την αγγειακή αντίσταση. Υπό κανονικές συνθήκες, η εγκεφαλική ροή αίματος συνδέεται με τις ενεργειακές απαιτήσεις του εγκεφαλικού ιστού. Διάφοροι ρυθμιστικοί μηχανισμοί δρουν ώστε να διατηρήσουν μια εγκεφαλική ροή του αίματος επαρκή ώστε να καλύψει τις μεταβολικές απαιτήσεις. Οι ενεργειακές απαιτήσεις διαφέρουν στα διάφορα τμήματα του εγκεφάλου σε συνάρτηση με τη νευρωνική δραστηριότητα τους.. Για την κάλυψη αυτών των αναγκών στη λευκή ουσία, η ροή είναι 45 ml/100 g/min, ενώ η ροή στη φαιά ουσία, η ροή είναι τόσο υψηλή όσο 75ml/100g/min. Η φυσιολογική εγκεφαλική αιματική ροή(εαρ) είναι ml/100g ιστού κάθε λεπτό αλλά ποικίλλει ανάλογα με τις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Μόνιμη νευρωνική βλάβη επέρχεται, αν CBF < ml/100 gr/min(ή για απουσία αιματικής ροής για 5 λεπτά), ενώ για τιμές ml/100 gr/min η νευρωνική βλάβη μπορεί να είναι αναστρέψιμη. Λόγω της ανικανότητας αποθήκευσης ενέργειας στον εγκέφαλο, η CBF, ο εγκεφαλικός μεταβολισμός και η κατανάλωση Ο2 είναι στενά συνδεδεμένα. Η εξίσωση του Fick αναδεικνύει αυτή τη σχέση: > CMRO 2 = CBF x AVDO 2 < όπου : AVDO 2 : αρτηριοφλεβώδης διαφορά σε Ο2 CBF : εγκεφαλική αιματική ροή CMRO 2 : μεταβολική κατανάλωση Ο2 Φυσιολογικά, ο εγκέφαλος διατηρεί σταθερή την AVDO2, αντιδρώντας στις μεταβολικές αλλαγές ή στις αλλαγές της εγκεφαλικής πίεσης διήθησης(cerebral perfusion pressure, CPP) ή στις αλλαγές του ιξώδους του αίματος με αλλαγές στη διάμετρο των αγγείων(αυτορρύθμιση). 29

30 Β_2.5.2 Σύνδεση ενδοκράνιας πίεσης και εγκεφαλικής βλάβης Από το 1783 εποχή κατά την οποία ο Μonro δημοσίευσε τις παρατηρήσεις του σχετικά με τη φύση των περιεχομένων του ενδοκράνιου χώρου, διεξάγεται μια συνεχής έρευνα της σχέσης μεταξύ των περιεχομένων της κρανιακής κοιλότητας και της ενδοκράνιας πίεσης, και ειδικά της τελευταίας μετά από κρανιοεγκεφαλική κάκωση, καθώς η μετατραυματική αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης σχετίζεται με κακή κλινική πρόγνωση. Εικόνα (28) : εξίσωση εγκεφαλικής αιματικής ροής (blood flow,cbf) Διάγραμμα : αιματική ροή αρτηριακή πίεση Τα οφέλη της παρακολούθησης της ενδοκράνιας πίεσης είναι η έγκαιρη αναγνώριση των πρώτων σημείων αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης και η δυνατότητα παρέμβασης στη θεραπεία μέσω εξωτερικής παροχέτευσης του ΕΝΥ, μέσω χειρουργικής εξαίρεσης της βλάβης ή τη βελτίωση της εγκεφαλικής διήθησης με συντηρητικά μέσα [12]. 30

31 Β_2.6 Αύξηση ενδοκράνιας πίεσης Η ενδοκράνια πίεση είναι αποτέλεσμα της δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ της αιματικής ροής, της απορρόφησης και ανακατανομής του ΕΝΥ, της αντίστασης του εγκεφαλικού παρεγχύματος στην ασκούμενη πίεση, καθώς και της παρουσίας ή μη μιας χωροκατακτητικής εξεργασίας, όπως όγκος, αιμάτωμα, απόστημα, οίδημα, ανεύρυσμα και άλλα παράσιτα. Με άλλα λόγια,η αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης είναι αποτέλεσμα της εξάντλησης των αντιρροπιστικών εφεδρειών, δηλαδή των μηχανισμών αντιστάθμισης της αύξησης της ενδοκράνιας πίεσης. Η σχέση της ICP με τον αυξανόμενο ενδοκράνιο όγκο αποδίδεται με το διάγραμμα της Εικόνας (29) Εικόνα (29) : Η κλίση του διαγράμματος αντιπροσωπεύει τη μεταβολή της ICP που προκαλείται από έναν συγκεκριμένο όγκο που αναπτύσσεται ενδοκρανιακά (ΔP/ΔV) και ονομάζεται ελαστότητα (elastance). Αρχικά, με μικρή αύξηση του όγκου, το ΕΝΥ και το αίμα αντιρροπούν ικανοποιητικά και η ελαστότητα είναι χαμηλή. Όσο αυξάνει ο όγκος και χάνονται οι αντιρροπιστικοί μηχανισμοί, η ICP αυξάνει όλο και πιο πολύ και η ελαστότητα αυξάνει. 31

32 Οι αλλοιώσεις των μικρών αρτηριών και αρτηριολιών ως αποτέλεσμα χρόνιας αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης αναγνωρίζονται ως η κυριότερη αιτία πρωτοπαθούς εγκεφαλικής αιμορραγίας. Ως εγκεφαλική ενδοτικότητα ορίζεται η μεταβολή στον εγκεφαλικό όγκο ανά μονάδα μεταβολής της πίεσης. Λόγω των αντισταθμιστικών μηχανισμών, η καμπύλη της εγκεφαλικής ενδοτικότητας δεν είναι γραμμική αλλά περισσότερο λογαριθμική. Εικόνα (30) : Εγκεφαλική αιματική ροή σε συνάρτηση με τα επίπεδα της μέσης αρτηριακής πίεσης Η αγγειακή αυτορρύθμιση του εγκεφάλου εξασφαλίζει υπό φυσιολογικές συνθήκες την επαρκή αιμάτωση του εγκεφαλικού παρεγχύματος για ένα ευρύ φάσμα τιμών συστολικής ΑΠ. Κατά την οξεία φάση, μετά από την εγκατάσταση ισχαιμικού ΑΕΕ παρατηρείται δυσλειτουργία του μηχανισμού αυτορρύθμισης, με συνέπεια η αιμάτωση του εγκεφάλου να εξαρτάται παθητικά από την αιματική παροχή από τη συστηματική κυκλοφορία (CPP, cerebral perfusion pressure) [13]. Η διατήρηση της εγκεφαλικής πίεσης αιμάτωσης σε ποσοστά μικρότερα των mmhg αποτελεί έναν πολύ σημαντικό παράγοντα προστασίας σε περίπτωση αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης. 32

33 Β_2.6.0 Ενδοκράνια ενδοτικότητα (compliance) Η σχέση μεταξύ ενδοκράνιου όγκου και ενδοκράνιας πίεσης δεν είναι γραμμική και εξαρτάται από το βαθμό της ενδοκράνιας ενδοτικότητας. Η ενδοτικότητα ορίζεται ως η μεταβολή του όγκου που σχετίζεται με δεδομένη μεταβολή της πίεσης(δv / ΔΡ). Με τον όρο ''ενδοτικότητα εγκεφάλου'' αναφερόμαστε στην προσαρμοστική δυνατότητα του στον ενδοκράνιο χώρο για κάθε δεδομένη μεταβολή της πιέσεως, δηλαδή η δυνατότητα του εγκεφάλου να ανταποκρίνεται σε πιθανές βλάβες/διασταλτικότητα ενδοκράνιου χώρου. o Υψηλή - σημαντική αύξηση του όγκου προκαλεί μικρή αύξηση της πίεσης o Χαμηλή - μια μικρή αύξηση του όγκου προκαλεί σημαντική αύξηση της πίεσης. Η ενδοτικότητα(δv / ΔP) αντιπροσωπεύει το αντίθετο της ελαστότητας (ΔΡ / ΔV) Β_2.6.1 Ενδοκράνια ελαστότητα (elastance) Όταν αναφερόμαστε στο ενδοκράνιο σύστημα, πιθανότατα έχει μεγαλύτερη ακρίβεια από την άποψη της φυσιολογίας η περιγραφή της έννοιας της ελαστότητας [elastance] ή «αντίστροφης χωρητικότητας», δηλαδή η μεταβολή της πίεσης σε μια δεδομένη μεταβολή του όγκου (ΔΡ / ΔV). Η ενδοκράνια κοιλότητα διαθέτει μόνο μια μικρή ανοχή ώστε να δεχτεί πρόσθετη μάζα. Συνοπτικά, μετράει την αντίσταση που προσφέρεται σε μια ενδοκράνια μάζα που μεγαλώνει. Από τη στιγμή που εξαντληθεί αυτή, οποιαδήποτε πρόσθετη μάζα οδηγεί σε προοδευτική αύξηση της πίεσης. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, ύπαρξη μιας χωροκατακτητικής εξεργασίας που καταλαμβάνει ολοένα και περισσότερο όγκο στον ενδοκράνιο χώρο μπορεί να οδηγήσει σε μια ελάχιστη μόνο αύξηση της ICH αρχικά εφόσον οι αυτορρυθμιστικοί παράγοντες λειτουργούν σωστά(αποβολή ΕΝΥ από τον ενδοκράνιο χώρο, αύξηση της φλεβικής παροχέτευσης).όταν αυτές παύσουν, ξεπεραστούν ή δυσλειτουργήσουν, ελαχιστοποιείται η ανοχή ως προς τη νέα μάζα και ακόμα και μικρές αυξήσεις του όγκου θα οδηγήσουν σε σημαντικές αυξήσεις της ICH. o Υψηλή το σύστημα φέρει μεγάλη αντίσταση στην αύξηση του όγκου o Χαμηλή το σύστημα παρουσιάζει μικρή αντίσταση στην αύξηση του όγκου Συμπέρασμα: Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι σε ένα σύστημα που αποδέχεται σημαντική αύξηση του όγκου με μικρή αύξηση της πίεσης, η ενδοτικότητα είναι υψηλή, και το αντίστροφο, όταν μια μικρή αύξηση του όγκου προκαλεί σημαντική αύξηση της πίεσης, η ενδοτικότητα είναι χαμηλή. 33

34 Β_2.6.2 Αυτορρύθμιση (autoregulation) Η ''αυτορρύθμιση'' είναι ένας αντισταθμιστικός μηχανισμός που επιτρέπει διακύμανση στην πίεση εγκεφαλικής αιμάτωσης(cpp) μεταξύ μεγάλου εύρους τιμών της τελευταίας χωρίς να αλλάζει σημαντικά την εγκεφαλική αιματική ροή(cbf).ο εγκέφαλος διατηρεί σταθερή την AVDO2(κατανάλωση οξυγόνου Ο2) μεταβάλλοντας τη διάμετρο των αγγείων. Η Εγκεφαλική Πίεση Αιμάτωσης (Διήθησης ή CPP), είναι μία βαθμίδα πίεσης που προκαλεί την εγκεφαλική ροή αίματος στον εγκέφαλο (αιμάτωση του εγκεφάλου). Θα πρέπει να διατηρείται μέσα σε στενά όρια, γιατί πολύ μικρή πίεση μπορεί να οδηγήσει σε ισχαιμία (ανεπαρκής ροή αίματος), ενώ πολύ μεγάλη(πίεση) σε αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης (ICP). Παράγοντες που την επηρεάζουν: 1. Εγκεφαλική πίεση διήθησης(cpp) -> [CPP = MAP - ICP] : οδηγός-δύναμη άρδευσης του εγκεφάλου 2. Συγκέντρωση O2 στο αρτηριακό αίμα 3. Συγκέντρωση CO2 και ιόντα Η+ στο αρτηριακό αίμα ΜΑΡ = 1/3 συστολικής αρτηριακής πίεσης + 2/3 διαστολικής πίεσης. Με τυπικές τιμές ΜΑΡ mm Hg και ICP 5-15 mm Hg, η CPP δεν απειλεί την υγεία. Στο συγκοπτικό επεισόδιο, η πτώση της ΜΑΡ δεν επαρκεί για να διατηρήσει την CPP. Αν αυξηθεί η ICP, πρέπει να αυξηθεί και η ΜΑΡ, ώστε να διατηρηθεί η CPP (Cushing response). Σε μια παθολογική κατάσταση όπου προκλήθηκε χαμηλή ευενδοτότητα (compliance) και συγχρόνως διαταραχή της CPP, η αρτηριακή διαστολή, με στόχο τη διατήρηση της CPP, θα προκαλέσει περαιτέρω αύξηση του CBV, με αποτέλεσμα αύξηση της ICP, και έτσι δημιουργείται φαύλος κύκλος. 34

35 Έξω από τα όρια της ΜΑP, η CBF μεταβάλλεται ευθέως ανάλογα της CPP: < 50 mmhg - η CBF μειώνεται, καθώς η αγγειοδιαστολή είναι ανεπαρκής, με αποτέλεσμα την ισχαιμία. >160 mmhg - πολυτελή αιμάτωση (luxury perfusion), αγγειογενές εγκεφαλικό οίδημα, υπερτασική εγκεφαλοπάθεια // CBF: Cerebral Blood Flow MAP: Mean Arterial Pressure ICP : Intracranial Pressure CPP: Cerebral Perfusion Pressure // Εικόνα (31) Στον φυσιολογικό εγκέφαλο, η CBF διατηρείται σταθερή με την αυτορρύθμιση της CPP για τιμές ΜΑP μεταξύ 40 και 140 mm Hg. Άλλοι παράγοντες που, ανεξάρτητα, επηρεάζουν τη CBF είναι η PaCO2 και η PaO2. Μια πτώση στην πίεση εγκεφαλικής αιμάτωσης προκαλεί αγγειοδιαστολή(vasodilation) ενώ αντίστοιχα μία αύξηση της πίεσης προκαλεί αγγειοσυστολή(vasoconstriction).η αυτορρύθμιση αποτυγχάνει όταν η πίεση εγκεφαλικής αιμάτωσης πέσει κάτω από 60 mmhg ή αυξηθεί παραπάνω από 160 mmhg. Σε περίπτωση βλάβης του εγκεφάλου,η αυτορρύθμιση είναι επηρεασμένη και, μια πτώση στην εγκεφαλική πίεση αιμάτωσης είναι πιο πιθανό να μειώσει την εγκεφαλική αιματική ροή και να προκαλέσει ισχαιμία. Αντιστρόφως, μία υψηλή εγκεφαλική αιμάτωση μπορεί να αυξήσει την εγκεφαλική αρτηριακή ροή και να προκαλέσει εγκεφαλικό οίδημα. 35

36 Β_2.6.3 Πιθανά αίτια αύξησης ενδοκράνιας πίεσης o Εμφάνιση χωροκατακτητικής μάζας όπως ενδοκράνιοι όγκοι,τραύμα(επισκληρίδιο,υποσκληρίδιο αιμάτωμα,εγκεφαλική θλάση,οίδημα),λοιμώξεις(απόστημα,παράσιτα),αγγειακές βλάβες, και εξωκρανιακές παθολογίες. o Αύξηση της φλεβικής πίεσης μπορεί να οφείλεται σε φλεβική θρόμβωση,καρδιακή ανεπάρκεια ή απόφραξη του μεσοθωρακίου. o Παρεμπόδιση της ροής του ΕΝΥ και/ή απορρόφηση η οποία μπορεί να συμβεί σε υδροκέφαλο,εκτεταμένη νόσο των μηνίγγων(λοίμωξη,καρκίνωμα, κοκκίωμα ή αιμορραγία) ή απόφραξη εγκεφαλικών κοιλοτήτων. o Αύξηση της παραγωγής ΕΝΥ που μπορεί να συμβεί σε μηνιγγίτιδα, υπαραχνοειδή αιμορραγία ή όγκο του χοριοειδούς πλέγματος. o Ιδιοπαθής ενδοκρανιακή υπέρταση (ψευδο-όγκος εγκεφάλου)[11]. Μαγνητική τομογραφία που απεικονίζει παρεκτόπιση δομών όπως στην περίπτωση του υδροκεφάλου μέσω μετωπιαίας τομής Β_2.6.4 Αύξηση ενδοκράνιας πίεσης σαν αίτιο εγκεφαλικής αιμορραγίας Η αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης σαν αίτιο εγκεφαλικής αιμορραγίας (ICH) είναι αμφιλεγόμενη καθώς η συχνότητα εμφάνισης αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης αυξάνεται με την ηλικία (66% των ασθενών > 65 χρονών εμφανίζουν αυξημένη ).Ο σχετικός κίνδυνος εγκεφαλικής αιμορραγίας είναι Η αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης είναι πιθανότατα παράγοντας κινδύνου κυρίως για αιμορραγίες που βρίσκονται στην παρεγκεφαλίδα,στα βασικά γάγγλια και στη γέφυρα[3]. 36

37 Β_2.7 Συμπεράσματα κεφαλαίου > Η μελέτη του κρανίου και ό,τι περιέχεται αυτού, έχει ξεκινήσει ήδη από τη νεολιθική εποχή,ενώ σήμερα με την εξέλιξη της ιατρικής επιστήμης(νευρολογία, εντατικολογία),της διεγχειρητικής (αναισθησιολογία, μικροσκόπιο, ενδοσκόπιο, νευροπλοήγηση, αγγειογραφία, υπέρηχος, διεγχειρητικός μαγνήτης) και της απεικονιστικής τεχνολογίας(αξονική, μαγνητική ποσιτρονική τομογραφία, αγγειογραφία), έχει επιτευχθεί η λεπτομερειακή μελέτη των ενδοκρανιακών βλαβών και η αποτελεσματική αντιμετώπιση τους. Ο σχεδιαστής πρέπει να συνυπολογίσει τις δυνατότητες απεικόνισης που του παρέχονται αξιοποιώντας τα κριτήρια της ασφάλειας και της ακρίβειας. > Η νευροχειρουργική λόγω των ιδιαίτερων χειρισμών που χρειάζονται οι ευαίσθητες νευρικές δομές όπως τα νεύρα, οι ρίζες, η μήνιγγα ή ο εγκέφαλος, χρησιμοποιεί συνεχώς κατά την διάρκεια των χειρουργείων της μεγάλες ποσότητες νερού > Ο εγκέφαλος είναι ένα πολύ λιπαρό όργανο το οποίο περιβάλλεται από το εγκεφαλονωτιαίο υγρό, μέσο που τον προστατεύει μηχανικά και ανοσολογικά και διατηρεί σε αρμονία (μεταξύ τους) τις λειτουργίες. Δεδομένου ότι η κατάσταση ενδοκράνιας βλάβης σχετίζεται άμεσα με κατάληψη ενδοκράνιου χώρου με αποτέλεσμα την αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης και την περαιτέρω εγκεφαλική βλάβη, ο σχεδιαστής οφείλει να εξετάσει πώς θα ανακουφίσει αυτή την κατάσταση και επιπλέον θα επιλύσει το ζήτημα προσπέλασης εν τω βάθει βλαβών προστατεύοντας τον υγιή ιστό. > Κατά τη σχεδίαση του συστήματος, πρέπει να διαφυλάσσονται τα αιμοφόρα αγγεία καθώς και ο παρακείμενος στη βλάβη ιστός αφού ο εγκέφαλος έχει ήδη τραυματιστεί και υποστεί μεταβολές. > Ο νευροχειρουργός πριν τη διενέργεια μιας χειρουργικής επέμβασης θα πρέπει να εντοπίσει το ιδανικότερο σημείο προσπέλασης ώστε να ελαχιστοποιήσει τις διεγχειρητικές απώλειες υγιούς ιστού και εγκεφαλικής λειτουργίας. 37

38 Β_3 Παθήσεις του εγκεφάλου Β_3.0 Απόστημα Απόστημα είναι μια εντοπισμένη συλλογή πύου σε μια νεοσχηματισμένη κοιλότητα σε οποιοδήποτε μέρος του σώματος και είναι αποτέλεσμα εισβολής ενός παθογόνου βακτηρίου ή άλλου παθογόνου. Περιβάλλεται από μία μεμβράνη ή κάψα που τη δημιουργεί ο οργανισμός στην προσπάθεια του να το περιχαρακώσει. Ως παράγοντες κινδύνου αναφέρονται η χορήγηση ενδοφλέβιων ουσιών,το πνευμονικό απόστημα, η εκ γενετής καρδιοπάθεια, προβλήματα του ανοσοποιητικού, βακτηριακή ενδοκαρδίτιδα, χρόνια ιγμορίτιδα / ωτίτιδα, οδοντιατρικές επεμβάσεις, AIDS. Ένα απόστημα εξελίσσεται ραγδαία κυρίως λόγω του έντονου εγκεφαλικού οιδήματος που προκαλούν με την αύξηση της ICP αλλά και τα έντονα πιεστικά φαινόμενα στον υγιή εγκέφαλο. Ο στρεπτόκοκκος αποτελεί την πιο συχνή αιτία, ενώ έως 60% μιλάμε για πολυμικροβιακή περίπτωση. Συνήθως μία αξονική ή μία μαγνητική τομογραφία αρκούν για την απεικόνιση ενός αποστήματος. Η θεραπεία αποτελείται από αντιβιοτικά, εξαίρεση και παροχέτευση του αποστήματος ή αποστράγγιση του διά βελόνης. Μαγνητική τομογραφία που απεικονίζει απόστημα στο δεξιό κροταφικό χώρο μέσω μετωπιαίας *τομής Β_3.1 Αραχνοειδής κύστη Συγγενής ανωμαλία η οποία εντοπίζεται τυχαία και είναι αποτέλεσμα της ανάπτυξης ενός αποκολλημένου τμήματος της αραχνοειδούς μεμβράνης(και συνεπώς τεχνικά είναι ενδοαραχνειδείς κύστεις) και περιέχουν υγρό που συνήθως είναι πανομοιότυπο με το εγκεφαλονωτιαίο υγρό(csf).δεν επικοινωνούν με τις κοιλίες και υπαραχνοειδή χώρο. Η αξιολόγηση γίνεται συνήθως με αξονική ή μαγνητική τομογραφία. Συνήθως δεν συνίσταται χειρουργική επέμβαση αλλά μία παρακολούθηση σε 6-8 μήνες είναι συνήθως αρκετή για να αποκλείσει τυχόν αλλαγές ή επιδεινώσεις. Οι χειρουργικές επεμβάσεις θεραπείας είναι οι εξής: 1. αποστράγγιση με αναρρόφηση δια βελόνης ή burr holes (οπές) εκκένωσης 2. εκτομή των τοίχων της & δημιουργία παροχετευτικής επικοινωνίας τους με τις βασικές δεξαμενές 3. ενδοσκοπική παροχέτευση της κύστης μέσω οπών 38

39 Β_3.2 Όγκος Ο όγκος εγκεφάλου μπορεί να είναι είτε καλοήθης είτε κακοήθης, πρωτοπαθής ή δευτεροπαθής(μετάσταση). Τα συμπτώματα ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία του. Κοινό αρχικό σύμπτωμα είναι ο πονοκέφαλος που δεν ανταποκρίνεται στην αναλγητική αγωγή ενώ μπορεί να συνοδεύεται από νευρολογική συμπτωματολογία όπως αλλαγές στις αισθήσεις, προβλήματα ισορροπίας και κίνησης, μυρμήγκιασμα στα χέρια ή τα πόδια, διαταραχές στη μνήμη, αλλαγές στη συμπεριφορά και την προσωπικότητα. Η διάγνωση ξεκινάει με την κλινική υποψία μετά από κλινική νευρολογική εξέταση του ασθενούς και ολοκληρώνεται με σύγχρονες απεικονιστικές μεθόδους όπως μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου (8). Συχνά, η ανάγκη για να καθοριστεί ο τύπος του όγκου οδηγεί το χειρουργό στην εκτέλεση μια βιοψίας, τη λήψη δηλαδή ενός δείγματος του ύποπτου ιστού με τη χρήση βελόνας μέσω μιας μικρής οπής στο κρανίο ή μεγαλύτερα κομμάτια ιστού μέσω μιας προγραμματισμένης μικρής κρανιοτομίας(ανοικτή βιοψία). Η τυπολογία του όγκου και η γειτνίαση του με ζωτικής σημασίας εγκεφαλικά κέντρα θα καθορίσει και την τελική θεραπεία που μπορεί να πραγματοποιηθεί χειρουργικά(ολική ή μερική αφαίρεση), ακτινοθεραπευτικά, χημειοθεραπευτικά ή συνδυαστικά. Η σωστή προεγχειρητική σχεδίαση, η χρήση σύγχρονων χειρουργικών τεχνικών και τεχνολογιών μαζί με την άρτια εκτέλεση του χειρουργείου σεβόμενο τους υγιείς νευρώνες που περιβάλλουν την βλάβη προσφέρουν την λιγότερη δυνατή νοσηρότητα με την καλύτερη δυνατή πρόγνωση. Μαγνητική τομογραφία που απεικονίζει όγκο στον αριστερό λοβιακό χώρο Β_3.2.0 Μηνιγγίωμα Το μηνιγγίωμα είναι ο πιο συχνός καλοήθης όγκος του εγκεφάλου και εξορμάται από τα κύτταρα της αραχνοειδούς μήνιγγας, το ενδιάμεσο περίβλημα του εγκεφάλου. Αντιπροσωπεύει, κατά προσέγγιση, το 20% επί του συνόλου των πρωτοπαθών όγκων του εγκεφάλου και μπορεί να εντοπιστεί σε οποιοδήποτε σημείο εντός της κρανιακής κοιλότητας με πιο συχνή την επιφάνεια του εγκεφάλου (8). Αυξάνεται με αργό ρυθμό με αποτέλεσμα την προσαρμογή του εγκεφάλου και την εμφάνιση ήπιων νευρολογικών προβλημάτων. Ουσιαστικά δεν εισχωρεί στον εγκέφαλο αλλά τον απωθεί πιέζοντας αυτόν αλλά και γειτονικούς εγκεφαλικούς ιστούς. 39

40 Β_3.3 Αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο Το αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο (ΑΕΕ) κατατάσσεται μέσα στις πρώτες αιτίες θανάτου και είναι υπεύθυνο για ένα μεγάλο ποσοστό πρόκλησης αναπηρίας από νόσους του κεντρικού νευρικού συστήματος (9). Γνωστό και ως αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο (cerebrovascular accident ή completed stroke), είναι η αιφνίδια έναρξη εστιακού ή γενικευμένου νευρολογικού ελλείμματος που διαρκεί περισσότερες από 24 ώρες ή και είναι θανατηφόρος, επί απουσίας άλλης μη αγγειακής αιτιολογίας και προκαλείται από ανεπαρκή αιμάτωση της περιοχής του εγκεφάλου ή του εγκεφαλικού στελέχους. Ο ορισμός αυτός περιλαμβάνει τις περισσότερες περιπτώσεις υπαραχνοειδούς, ενδοεγκεφαλικής αιμορραγίας και εγκεφαλικής απόφραξης (εμφράγματος)αλλά όχι αυτές των παροδικών ισχαιμικών επεισοδίων [14]. Το αγγειακό κατά 85% είναι ισχαιμικό έμφραγμα, κατά 15-30% αιμορραγικό (intracerebral,subarachnoid hemorrhage) και ένα πολύ μικρό ποσοστό αποτελεί φλεβική απόφραξη (συνήθως εμφανίζεται σε θρόμβωση κόλπων της σκληράς μήνιγγας). 40

41 Β_3.3.0 Ισχαιμικό ΑΕΕ (ischemic stroke) Αν μιλάμε για απόφραξη ενός αγγείου, το επεισόδιο ονομάζεται ισχαιμικό (ischemic stroke).η κατηγοριοποίηση των ισχαιμικών επεισοδίων είναι : 1. αθηροσκληρωτικά μεγάλων αγγείων (αθηροθρόμβωση 30%) 2. καρδιοεμβολικά (25-35%) 3. κενοχωριώδη (νόσος μικρών αγγείων 25%) 4. μικρά έμφρακτα (<15mm) της υποφλοιώδους περιοχής λόγω απόφραξης μικρών μεμονωμένων διατιτραίνοντων κλάδων, 5. διάφορα σπάνια και 6. ακαθόριστης αιτιολογίας [6]. B_3.3.1 Αιμορραγικό ΑΕΕ(hemorrhagic stroke) Μία εγκεφαλική αιμορραγία είναι ένα είδος εγκεφαλικού επεισοδίου. Συμβαίνει όταν η ροή του αίματος στον εγκέφαλο, διακοπεί απότομα λόγω εξαγγείωσης του αίματος και συσσώρευση του εντός του εγκεφαλικού παρεγχύματος(ενδοεγκεφαλική αιμορραγία) ή στον υπαραχνοειδή χώρος(υπαραχνοειδής αιμορραγία), πράγμα το οποίο πιέζει και καταστρέφει τους περιβάλλοντες ιστούς. Η αιμορραγία αυτή διαλύει τους εγκεφαλικούς ιστούς. Οποιοδήποτε είδος αιμορραγίας μέσα στο κρανίο αναφέρεται ως ενδοκρανιακή αιμορραγία (10) (11). Ανάλογα με την τοποθεσία η ενδοκρανιακή αιμορραγία μπορεί να ταξινομηθεί σε: 1. Ενδοεγκεφαλική ή παρεγχυματική o εν τω βάθει ή βασικών γαγγλίων o ημισφαιρική o ενδοκοιλιακή o παρεγεφαλιδική o ενδοστελεχιαία 2. Υπαραχνοειδής 3. Υποσκληρίδια (σπάνια αυτόματη συνηθέστερα τραυματική) 41

42 B_ Υπαραχνοειδής αιμορραγία (subarachnoid hemorrhage, SAH) Η υπαραχνοειδής αιμορραγία εντοπίζεται στην υπαραχνοειδή μεμβράνη του ενδοκράνιου χώρου, δηλαδή της περιοχή μεταξύ του κρανίου και του βασικού εγκεφάλου και αποτελεί μία επείγουσα κατάσταση. Μία υπαραχνοειδής αιμορραγία μπορεί να οφείλεται κυρίως σε : o Ανεύρυσμα (πρωταρχικό αίτιο) o διαχωρισμό αγγείου (αρτηριοφλεβική δυσπλασία arteriovenous malformation, AVM) o νεοπλάσμα (μελάνωμα) Εικόνα (32) : μία υπαραχνοειδής αιμορραγία που έχει προκληθεί από ρήξη ανευρύσματος Ο αγγειοσπασμός (Vasospasm) είναι μία συχνή επιπλοκή. Οι ασθενείς έχουν μεγαλύτερο κίνδυνο αγγειοσπασμού 5 με 10 μέρες μετά την εκδήλωση της αιμορραγίας. Ο ερεθισμός των υποστοιχείων του αίματος προκαλεί σύσπαση των τοιχωμάτων των αρτηριών. Ο αγγειοσπασμός στενεύει την εσωτερική διάμετρο (αυλό) της αρτηρίας και έτσι προκαλεί μείωση της αιματικής ροής στη συγκεκριμένη περιοχή συνεπάγοντας δευτερογενές εγκεφαλικό επεισόδιο. Συμπτώματα : o Πονοκέφαλος o Ναυτία και εμετός o ξερός λαιμός o ευαισθησία στο φως (φωτοφοβία) o θολή όραση o απώλεια αισθήσεων o επιληπτική κρίση Εικόνα (33) : Vasospasm 42

43 Η διάγνωση γίνεται με : o o o o αξονική τομογραφία (CT) ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία μαγνητική τομογραφία (MRI) οσφυονωτιαία παρακέντηση* * οσφυονωτιαία παρακέντηση : είναι μία επεμβατική μέθοδος κατά την οποία μία κοίλη βελόνα εισάγεται μέσα στον υπαραχνοειδή χώρο του σπονδυλικού σωλήνα για να εντοπίσει αίμα στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό (Ε.Ν.Υ). Ο γιατρός θα συλλέξει 2 με 4 σωλήνες Ε.Ν.Υ και εάν η αξονική τομογραφία δεν δώσει ενδείξεις αιμορραγίας αλλά τα συμπτώματα του ασθενούς είναι παρόμοια με αυτά της SAH, τότε εκτελείται οσφυονωτιαία παρακέντηση. Αξονική τομογραφία που απεικονίζει ανεύρυσμα στη δεξιά έσω καρωτίδα μέσω μετωπιαίας τομής (Οι υπόλοιπες τεχνικές διάγνωσης εξηγούνται αναλυτικότερα σε επόμενο κεφάλαιο) Η θεραπεία μίας υπαραχνοειδούς αιμορραγίας ποικίλλει ανάλογα με την αιτία της αιμορραγίας και το εύρος της βλάβης στον εγκέφαλο. Η θεραπεία μπορεί να περιλαμβάνει μέτρα ώστε να σωθεί η ζωή του ασθενούς, ανακούφιση από τα συμπτώματα, επιδιόρθωση του αιμορραγούντος αγγείου ή πρόληψη των επιπλοκών. Για μέρες μετά την εκδήλωση της αιμορραγίας ο ασθενής θα παραμείνει στη μονάδα εντατικής θεραπείας της νευροεπιστήμης (NSICU),όπου θα παρακολουθείται στενά για εκδήλωση συμπτωμάτων μίας εκ νέου αιμορραγίας,αγγειοσπασμού, υδροκεφαλίας και άλλων πιθανών επιπλοκών.(12). 43

44 B_ Ενδοεγκεφαλική αιμορραγία (intracerebral hemorrhage) Ορισμός Η αιμορραγία μέσα στο εγκεφαλικό παρέγχυμα δηλαδή το σύνολο των νευρικών ιστών του εγκεφάλου είναι γνωστή ως εγκεφαλική ή ενδοεγκεφαλική αιμορραγία και ορίζεται ως η παρουσία θρόμβου αίματος και έξοδος του αίματος αυτού εντός του εγκεφαλικού παρεγχύματος χωρίς να έχει προηγηθεί τραύμα ή χειρουργική επέμβαση. Ανάλογα με την αιτία μπορεί να ταξινομηθεί σε πρωτοπαθή και δευτεροπαθή. Η πρωτοπαθής ενδοεγκεφαλική αιμορραγία αποτελεί το 70 έως 80% των περιπτώσεων και οφείλεται σε αυτόματη ρήξη μικρών αγγείων, εκφυλισμένων από υπέρταση του λεπτομηνιγγικού πλέγματος ή αγγειοπάθεια από αμυλοειδές. Η δευτεροπαθής σχετίζεται με μια σειρά από συγγενείς και επίκτητες καταστάσεις όπως αγγειακές ανωμαλίες, διαταραχές πήξης, όγκους και διάφορες φαρμακευτικές θεραπείες. Είναι το αποτέλεσμα μιας συνεχιζόμενης μηχανικής βλάβης. Παράγοντες που συμβάλλουν στη δευτεροβάθμια εγκεφαλική βλάβη περιλαμβάνουν υπόταση, εγκεφαλικό οίδημα, υποξαιµία, και αυξημένη ενδοκράνια πίεση. Οι πιο συχνές εντοπίσεις της αιμορραγίας είναι : o τα βασικά γάγγλια (basal ganglia) σε ποσοστό 40-50%, o ο θάλαμος (thalamus) σε ποσοστό 15%, o η λευκή ουσία των εγκεφαλικών λοβών(white matter) σε ποσοστό 10-20%, o οι γέφυρες(pons),το τμήμα δηλαδή του εγκεφαλικού στελέχους που συνδέει τον προμήκη μυελό (medulla oblongata) o η παρεγκεφαλίδα ( το ανώτατο συντονιστικό κέντρο του ανθρώπινου οργανισμού) ακριβώς πάνω από τον αυχένα (cerebellar) σε ποσοστό 5-10% και το εγκεφαλικό στέλεχος (brainstem) σε ποσοστό 1-6% [3]. o Επιδημιολογία Η ενδοεγκεφαλική αιμορραγία αποτελεί τη δεύτερη πιο κοινή μορφή εγκεφαλικού επεισοδίου σε ποσοστό 15-30% όλων των αγγειακών εγκεφαλικών επεισοδίων αλλά και τη μεγαλύτερη θνησιμότητα σε σύγκριση με τα ισχαιμικά επεισόδια ή την υπαραχνοειδή αιμορραγία, με μόλις το 38% των ασθενών να επιζούν το πρώτο έτος μετά το οξύ επεισόδιο. Ο όγκος το αιματώματος,η κλινική εικόνα και η υποκείμενη παθολογία του ασθενούς,φαίνεται να παίζουν καθοριστικό ρόλο στην τελική έκβαση.τα συμπτώματα με τα οποία εμφανίζεται η πάθηση αυτή είναι όμοια με το ισχαιμικό εγκεφαλικό και διαφέρουν στην ταχύτητα και ένταση με την οποία εμφανίζονται. Αξονική τομογραφία που απεικονίζει αιμορραγία στο δεξί ημισφαίριο μέσω στεφανιαίας τομής Εικόνα (34) : αιμορραγία και αρτηριοφλεβώδης δυσπλασία 44

45 Η έναρξη των συμπτωμάτων είναι αιφνίδια και προοδευτικά επιδεινούμενη. Έτσι κεφαλαλγία, ναυτία και έμετοι, διαταραχές του επιπέδου συνείδησης, διαταραχές στην κίνηση ή και στην ομιλία ή πρωτοεμφανιζόμενες επιληπτικές κρίσεις μπορούν να υποκρύπτουν την έναρξη ενός αιμορραγικού εγκεφαλικού επεισοδίου. Η διάγνωση τίθεται με την αξονική τομογραφία και μπορεί να συμπληρωθεί με την διενέργεια μαγνητικής τομογραφίας/αγγειογραφίας και με την χρήση ψηφιακής αγγειογραφίας εγκεφάλου στην υποψία αγγειακής βλάβης. Η θεραπεία είναι χειρουργική ή συντηρητική. Στον καθορισμό της θεραπείας καθοριστικό ρόλο διαδραματίζει η εντόπιση και το μέγεθος της αιμορραγίας. Παρατηρούνται διαφορές μεταξύ ατόμων διαφορετικού φύλου, ηλικιακών ομάδων και φυλών. Στους Αφροαμερικάνους (50 περιπτώσεις ανά ) και στους Ιάπωνες (55 περιπτώσεις ανά ) η συχνότητα είναι σημαντικά μεγαλύτερη σε σχέση με τους εκπροσώπους της καυκάσιας φυλής. Σύμφωνα με τα δεδομένα της Pilot Stroke Data Bank* οι περισσότεροι ασθενείς με αυτόματη ενδοεγκεφαλική αιμορραγία είναι ηλικίας μεταξύ 50 και 80 ετών (13) ενώ επίσης οι άντρες προσβάλλονται συχνότερα από τις γυναίκες. Ένας κιρκάδιος και ετήσιος ρυθμός έχει επίσης αναφερθεί, με αύξηση της συχνότητας το πρωί και το χειμώνα (14). Παράγοντες κινδύνου Υψηλή αρτηριακή πίεση (υπέρταση),η οποία προκαλεί βλάβες στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων με αποτέλεσμα το αιμοφόρο αγγείο να παρουσιάσει αδυναμία, διαρροή ή ρήξη Εκφυλιστικές αλλοιώσεις των αγγείων του εγκεφάλου όπως: Ανεύρυσμα : η ρήξη εγκεφαλικού ανευρύσματος(αποδυνάμωση σε ένα τοίχωμα του αιμοφόρου αγγείου που διογκώνεται).μπορεί να ραγεί και να αιμορραγήσει στον εγκέφαλο, οδηγώντας σε εγκεφαλικό επεισόδιο (υπαραχνοειδής). Εγκεφαλική αμυλοειδής αγγειοπάθεια : Συσσώρευση αμυλοειδούς πρωτεΐνης μέσα στα τοιχώματα των αρτηριών του εγκεφάλου. Ανωμαλία των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγγείων που συχνά επέρχεται με το πέρας της ηλικίας και την υψηλή αρτηριακή πίεση. Μπορεί να προκαλέσει πολλές, μικρές, απαρατήρητες αιμορραγίες προτού προκαλέσει μία μεγαλύτερη. Αρτηριοφλεβώδης δυσπλασία : συγγενείς διαταραχές στην φυσιολογική αρχιτεκτονική και λειτουργία των αγγείων(15) (16). 45

46 Εγκεφαλικοί όγκοι : μερικοί όπως οι κακοήθεις αιμορραγούν πιο συχνά, αλλά όλοι μπορεί να αιμορραγήσουν. Κακοήθεις όγκοι πιο συχνά σχετιζόμενοι με εγκεφαλικές αιμορραγίες : γλοιοβλάστωμα, λέμφωμα,μεταστατικοί όγκοι:μελάνωμα~40%,χοριοκαρκίνωμα~60%,νεφροκυτταρικό καρκίνωμα,βρογχογενές καρκίνωμα -> αν και μόνο ~9% πιθανότητα αιμορραγίας, αυτός ο όγκος είναι τόσο συχνή πηγή εγκεφαλικής μετάστασης που αποτελεί πολύ κοινή πηγή καρκινικής (tumoral) ICH. Λοιμώξεις του Κεντρικού Νευρικού συστήματος Διαταραχές του πηκτικού μηχανισμού Προηγούμενο αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο και μετατροπή ισχαιμικού εγκεφαλικού σε αιμορραγικό Ηλικία : η συχνότητα αυξάνεται σημαντικά μετά την ηλικία των 55 χρόνων και διπλασιάζεται με κάθε δεκαετία ηλικίας μέχρι τα 80 έτη όπου η συχνότητα είναι 25 φορές από ότι στις προηγούμενες δεκαετίες. Χρόνια κατανάλωση αλκοόλ : μελέτη δείχνει ότι κατανάλωση>3 ποτών την ημέρα αυξάνει την πιθανότητα εμφάνισης ICH περίπου 7 φορές Αιμορραγική διάθεση από νοσήματα πχ θρομβοπενία, λευχαιμία (17) Λοβιακή αιμορραγία (αιμορραγία σε κάποιον από τους 4 λοβούς) Ενσωματώνει πρωταρχικές αιμορραγίες στον ινιακό, κροταφικό, μετωπικό και βρεγματικό λοβό (συμπεριλαμβανομένων ICH που προκύπτουν από την φλοιώδη και υποφλοιώδη λευκή ουσία),εν αντιθέσει προς αιμορραγίες σε εν τω βάθει δομές(βασικά γάγγλια, θάλαμος & υποσκηνιδιακές (παρεγκεφαλίδα) δομές). Δικαιολογεί το 10-32% μη τραυματικών ICHs. Για μεγάλες αιμορραγίες μπορεί να είναι δύσκολη μία διάκριση μεταξύ λοβιακής και μεγάλης σε βάθος αιμορραγίας. Οι λοβιακές αιμορραγίες είναι πιο πιθανό να σχετίζονται με δομικές ανωμαλίες σε σχέση με τις βαθιές αιμορραγίες. Επίσης μπορεί να είναι πιο συχνές σε ασθενείς με υψηλή κατανάλωση αλκοόλ. Τέλος, οι λοβιακές αιμορραγίες μπορεί να έχουν πιο ήπιο αποτέλεσμα σε σχέση με τις γαγγλιονικές - θαλαμικές αιμορραγίες. 46

47 Αιτιολογία Παρόλο που πολλές αιτίες ενδοεγκεφαλικής αιμορραγίας μπορούν να οδηγήσουν σε λοβιακές αιμορραγίες οι πιο πιθανές είναι: 1. επέκταση μίας εν τω βάθει αιμορραγίας. 2. Εγκεφαλική αμυλοειδής αγγειοπάθεια->η πιο κοινή αιτία λοβιακής αιμορραγίας σε ηλικιωμένους νορμοτασικούς ασθενείς 3. τραύμα 4. αιμορραγικός μετασχηματισμός ισχαιμικού εμφράγματος 5. όγκος 6. ρήξη ενός ανευρύσματος 7. αγγειακή εγκεφαλική δυσπλασία, Ιδιοπάθεια κ.ά. Αιμορραγία στην εσωτερική κάψουλα Εσωτερική κάψουλα = μια βαθιά υποφλοιώδης δομή που περιέχει συγκέντρωση ινών λευκής ύλης. Η ετερόπλευρη κινητική λειτουργία μπορεί να εκτιμηθεί καλύτερα εάν η αιμορραγία είναι έσω ή/και εκτείνεται διαμέσου της εσωτερικής κάψουλας (IC), ή πλευρικά αυτής ελαφρά συμπιέζοντας την, καθιστώντας έτσι τη χειρουργική θεραπεία του θρόμβου πιο πιθανή χωρίς βλάβη στη IC. Πιθανά επακόλουθα αιμορραγίας ανάλογα με τη θέση : Αιμορραγία του κελύφους (putaminal hemorrhage) Η πιο κοινή τοποθεσία εγκεφαλικής αιμορραγίας. Ομαλή σταδιακή επιδείνωση σε ποσοστό 62% Αιμορραγία του θαλάμου (thalamic hemorrhage) Ετερόπλευρη υπαισθησία (ελάττωση αισθητικότητας δέρματος).πιθανές επιπτώσεις είναι, ημιπαράλυση, προσβολή της όρασης, βλεφαρόπτωση, ανισοκορία, κινητικά προβλήματα παρόμοια με αυτά της κελυφωτής αιμορραγίας, αλλά αισθητηριακά προβλήματα εκτεταμένα και έντονα. Υδροκεφαλία μπορεί να προκύψει από συμπίεση των οδών του ΕΝΥ Παρεγκεφαλική αιμορραγία(cerebellar hemorrhage) Μπορεί να περιλαμβάνει ένα συνδυασμό των παρακάτω : συμπτώματα αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης (λήθαργος, βραδυκαρδία) λόγω υδροκεφαλίας οφειλόμενης είτε σε συμπίεση της 4ης κοιλίας και απόφραξη του ΕΝΥ ή σε διεύρυνση της αιμορραγίας στο κοιλιακό σύστημα είτε σε άμεση συμπίεση του εγκεφαλικού στελέχους [3]. 47

48 Ακολουθώντας την εξέλιξη μιας αιμορραγίας μέσα στο εγκεφαλικό παρέγχυμα,οι εκδηλώσεις είναι παρόμοιες με αυτές των ισχαιμικών. Αρχικά εμφανίζεται η πρωτογενής βλάβη. Τα αρχικά συμπτώματα είναι οι αρχικές εκφράσεις αυτής της βλάβης. Προέρχεται από τις διασχιστικές δυνάμεις που ασκεί η βλάβη στον νευρικό ιστό, καταστρέφοντας ανεπανόρθωτα το εξερχόμενο αίμα. Αυτό οργανώνεται σε μία μάζα που ονομάζεται αιμάτωμα. Θα συνεχίσει να επεκτείνεται από 6 έως και 24 ώρες, ειδικά αν συνυπάρχουν διαταραχές της πήξης. Η καταστροφή του νευρικού ιστού σε συνδυασμό με τα πιεστικά φαινόμενα του αιματώματος στο γύρω παρέγχυμα σηματοδοτούν την έναρξη των δευτεροπαθών βλαβών του εγκεφάλου, συνεπώς τη μείωση της άρδευσης των γειτονικών περιοχών και το θάνατο υγιών εγκεφαλικών κυττάρων. Το αιμάτωμα προκαλεί εγκεφαλικό οίδημα, δηλαδή αφύσικη συλλογή υγρού εντός του εγκεφαλικού παρεγχύματος. Αυτή προκαλεί την ογκομετρική αύξηση του εγκεφαλικού ιστού και την αύξηση της ICP μετά την εξάντληση των διαθέσιμών αντιρροπιστικών μηχανισμών., Εικόνα (35) : Στον φυσιολογικό εγκέφαλο, οι στενοί δεσμοί του τοιχώματος των τριχοειδών διατηρούν το πλούσιο σε πρωτεΐνες πλάσμα εντός των αγγείων. Στο αγγειογενές οίδημα διαταράσσεται η σταθερότητα αυτών των διαενδοθηλιακών ενώσεων, με αποτέλεσμα τη διαφυγή πλάσματος πλούσιου σε πρωτεΐνες στον διάμεσο χώρο μαζί με ελεύθερο ύδωρ. Στο κυτταροτοξικό οίδημα υπάρχει διαταραχή του ενεργειακού μηχανισμού με αύξηση του ενδοκυττάριου νατρίου που, με τη σειρά του, καλεί ύδωρ από τον διάμεσο και τον ενδαγγειακό χώρο Οι σύνθετες φλεγμονώδεις καταστάσεις που περιγράφηκαν για το ισχαιμικό επεισόδιο συμμετέχουν και εδώ αθροιστικά, στη δημιουργία του οιδήματος. Έτσι ο αγγειογενής και ο κυτταροτοξικός μηχανισμός συμβάλλουν στη διάσπαση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, με αποτέλεσμα την ανεπάρκεια της αντλίας νατρίου που οδηγεί τελικά στο θάνατο των νευρικών κυττάρων. Το εγκεφαλικό οίδημα φτάνει στην αιχμή του στις 72 ώρες και παραμένει μέρες έως και εβδομάδες. Η μη αντιμετώπιση του θα επιφέρει τη δημιουργία ενός καταστρεπτικού φαύλου κύκλου επιδείνωσης ενώ τα μακροσκοπικά πιεστικά φαινόμενα σε ολόκληρο τον εγκέφαλο θα οδηγήσουν σε εγκολεασμό. Μαγνητική τομογραφία που απεικονίζει αιμάτωμα στο δεξί κροταφικό λοβό μέσω μετωπιαίας τομής 48

49 Β_3.4 Συμπεράσματα κεφαλαίου > Η αυτορρύθμιση αποτελεί μηχανισμό προστασίας του εγκεφάλου από τυχόν διαταραχές στην ισορροπία των διάφορων εγκεφαλικών τιμών. > Ο εγκεφαλικός χώρος είναι ένας ευένδοτος χώρος με μεγάλη ευαισθησία στην οποιαδήποτε μεταβολή δύναται να του προκαλέσει απορρύθμιση. Κατά την είσοδο του συστήματος στον ιστό πρέπει να έχει προνοηθεί η όποια πιθανή επέμβαση στην ήδη διαταραγμένη ισορροπία του χώρου και ο έλεγχος αυτής σε διαφορετική περίπτωση. > Ο σχεδιαστής πρέπει να εξασφαλίσει ευκολία στη χρήση ενός συστήματος αντιμετώπισης και αποφυγή οποιασδήποτε χρονικής αναβολής / χρονοτριβής στην προσπέλαση της βλάβης. > Μία εγκεφαλική σοβαρή απορρύθμιση μπορεί να συμβεί σε διάφορα σημεία και βάθη του εγκεφαλικού χώρου, συνεπώς κατά τη σχεδίαση πρέπει να εξασφαλιστεί η πρόσβαση στα διαφορετικές δυνατές θέσεις επιτρέποντας την τροποποίηση της διαδρομής,αν αυτό χρειαστεί. > Πρέπει να διασφαλιστεί η αποσυμπίεση του εγκεφαλικού ιστού και η επικέντρωση στην επανάκτηση φυσιολογικής αιματικής ροής. 49

50 Β_4 Εξέλιξη εγκεφαλικής ισχαιμίας Πολλοί κίνδυνοι δεν μπορούν να γενικευτούν για όλες τις περιπτώσεις και είναι συγκεκριμένοι για κάθε όγκο, αιμορραγία κ.ά. 1. penumbra 1. Μοριακοί μηχανισμοί 2. εγκεφαλικό οίδημα (έχει γίνει μία πρώτη παρουσίαση σε παραπάνω ενότητα) 1.Penumbra από τη λατινική λέξη ''paene''(σχεδόν) + ''umbra''(σκιά) Στην περιοχή της ισχαιμίας υπάρχει μια κεντρική περιοχή με σοβαρή ελάττωση της ροής του αίματος και μια περιοχή γύρω από αυτήν με οριακή αιμάτωση που λέγεται "penumbra" ή μεταιχμιακή ισχαιμική ζώνη. Ουσιαστικά, η penumbra είναι μια περιοχή περιορισμένης παροχής αίματος στην οποία ο ενεργειακός μεταβολισμός διατηρείται αλλά η λειτουργικότητα μηδενίζεται.στο στάδιο της ισχαιμικής penumbra το μέγεθος της αιματικής ροής στον εγκέφαλο είναι από 6 έως 15 ml /100 g/min,την ίδια στιγμή που ο φυσιολογικός αριθμός είναι 50 ml(19). Εικόνα (36) : Εξέλιξη ισχαιμικού επεισοδίου 50

51 Η ΕΑΡ στην κεντρική περιοχή είναι μικρότερη από 25% του φυσιολογικού ενώ στην περιοχή της penumbra μέχρι 50% του φυσιολογικού. Η ΕΑΡ στην περιοχή της penumbra είναι αρκετή για να διατηρήσει τον ενεργειακό μεταβολισμό και τη βιωσιμότητα του ιστού για κάποιες ώρες. Στην περιοχή της ισχαιμίας χάνεται η δυνατότητα αυτορρύθμισης με αποτέλεσμα η ισχαιμική περιοχή να γίνεται εξαρτώμενη από την παροχή αίματος και οποιαδήποτε ελάττωση στην συστηματική αρτηριακή πίεση να αυξάνει την περιοχή της ισχαιμίας και του εμφράκτου. Η κεντρική ισχαιμική περιοχή χαρακτηρίζεται από νέκρωση ως αποτέλεσμα της ταχείας κατανάλωσης της ενέργειας που οδήγησε σε αναερόβιο μεταβολισμό, συγκέντρωση γαλακτικού οξέος και οξείδωση. Τελικά, το ποσοστό του ιστού που θα βλαφτεί εξαρτάται από τη διάρκεια και τη σοβαρότητα της ισχαιμίας. Εν ολίγοις : καλοήθης ολιγαιμία -> ήπια μείωση ροής αίματος χωρίς ηλεκτροφυσιολογικές ή βιοχημικές διαταραχές penumbra -> μέτρια μείωση ροής αίματος με ηλεκτροφυσιολογικές ή βιοχημικές διαταραχές,αλλά διατηρείται η ενεργειακή κατάσταση. Πυρήνας ισχαιμίας -> σοβαρή μείωση ροής αίματος με εκπόλωση της κυτταρικής μεμβράνης και ανεπάρκεια ενέργειας. 51

52 2.μοριακοί μηχανισμοί Οι σημαντικότεροι μοριακοί μηχανισμοί της ισχαιμικής βλάβης είναι : o διεγερσιμοτοξικότητα o acidotoxicity o τοξικότητα του ασβεστίου o ελεύθερες ρίζες o τοξικότητα από το μονοξείδιο του αζώτου o τοξικότητα από ψευδάργυρο o αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης o stress ενδοπλασματικού δικτύου (ER stress)/απόκριση των μη ορθώς αναδιπλούμενων πρωτεϊνών (unfolded protein response) o μετάπτωση της μιτοχονδριακής διαπερατότητας (mitochondrial permeability transition) [6] 3.εγκεφαλικό οίδημα ορισμός η ογκομετρική αύξηση των νερών των ιστών Ταξινόμηση: a. κυτταροτοξικό οίδημα πρώιμη ενδοκυττάρια συσσώρευση νερού που οφείλεται σε διαταραχές των κυτταρικών ιόντων και της οσμο-ομοιόστασης b. αγγειογενές οίδημα ώψιμη εξωκυττάρια συσσώρευση νερού που οφείλεται στην κατάρρευση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού ΑΕΦ (bloοd-brain barrier, BBB) και την εξαγγείωση του ορού του αίματος στον ιστό (περισσότερα βλέπε παραπάνω στην ενότητα ''τί συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας εγκεφαλικής αιμορραγίας' ) [6]. Αξονική τομογραφία που απεικονίζει οίδημα ύστερα από κρανιοτομία μέσω στεφανιαίας τομής 52

53 Β_4.0 Εγκολεασμός (Brain Intussusception/herniation ) Η κρανιακή κοιλότητα χωρίζεται από το σκηνίδιο της παρεγκεφαλίδας (tentorium cerebelli) και το δρέπανο του εγκεφάλου (falx cerebri).όταν μέρος του εγκεφάλου συμπιεστεί από εξωγενή βλάβη, όπως ένα υποσκληρίδιο αιμάτωμα ή επεκταθεί λόγω όγκου στον εγκέφαλο,αποστήματος ή άλλης εγγενής βλάβης, αυτός μετακινείται (εγκολεάζεται) από το ένα κρανιακό διαμέρισμα στο άλλο. Τρεις είναι οι πιθανοί εγκολεασμοί που μπορούν να συμβούν μόνοι τους ή σε συνδυασμό: 1. Υποδρεπάνιος - μετωπιαίων και βρεγματικών ελίκων υπό του δρεπάνου 2. Διασκηνιδιακός - κροταφικών ελίκων (άγκιστρο) δια του σκηνιδίου 3. Κεντρικός -του στελέχους προς τα κάτω, διασκηνιδιακά και ινιακά 4. Ινιακός - των παρεγκεφαλιδικών αμυγδαλών δια του ινιακού τρήματος 5. Διακρανιακός - προβολή φλοιϊκών ελίκων διαμέσου ασυνέχειας (χειρουργικής ή τραυματικής) του κρανίου(20). Ο μη ελέγξιμος εγκολεασμός μπορεί να οδηγήσει ταχέως σε μη αναστρέψιμη εγκεφαλική βλάβη ή σε εγκεφαλικό θάνατο. 53

54 Β_5 Τεχνικές διάγνωσης o Αξονική τομογραφία(ct) Η υπολογιστική αξονική τομογραφία είναι η αρχική ελάχιστα τραυματική διαγνωστική μέθοδος εκλογής του κεντρικού νευρικού συστήματος. Ακόμα και ελαχίστου μεγέθους βλάβες(όγκοι, αποστήματα,αιματώματα κ.τ.λ.) αναγνωρίζονται με ταχύτητα και ακρίβεια με τη βοήθεια του αξονικού τομογράφου. Παράλληλα με το μέγεθος και την εντόπιση, είναι δυνατός και ο προσδιορισμός επιπλοκών όπως υδροκέφαλος, οίδημα, εγκολεασμός και ενδοκοιλιακή επέκταση μπορούν εύκολα να αναγνωρισθούν. Όπως έχει ήδη επισημανθεί, ο όγκος και η θέση της βλάβης αποτελούν σημαντικούς προγνωστικούς παράγοντες. Ο αξονικός τομογράφος δίνει τη δυνατότητα μέτρησης της θέσης και του συνολικού όγκου, είτε με απευθείας μέτρηση με ειδικά προγράμματα σε τομογράφους νέας γενιάς, είτε με τη βοήθεια του τύπου (Α x Β x Γ)/2, όπου Α είναι η μεγαλύτερη διάμετρος της βλάβης στις οριζόντιες τομές, Β είναι η μεγαλύτερη διάμετρος κάθετη στην Α, και Γ είναι ο αριθμός των τομών με αιμάτωμα πολλαπλασιασμένες με το πάχος της τομής[15]. o Μαγνητική τομογραφία(mri) Η μαγνητική τομογραφία και αγγειογραφία είναι ελάχιστα επεμβατικές τεχνικές διάγνωσης που αποκτούν σταδιακά ολοένα και ευρύτερες ενδείξεις στη χρήση τους και ίσως τελικά να αντικαταστήσουν την αξονική τομογραφία. Είναι πολύ χρήσιμες στην αναγνώριση όγκων και πολύ πιο ευαίσθητες στον εντοπισμό σηραγγωδών αγγειωμάτων. Τα απεικονιστικά χαρακτηριστικά της ΑΕΑ όμως είναι πολύπλοκα και εξαρτώνται από τα μεταβολικά προϊόντα της αιμοσφαιρίνης κατά τη διάρκεια του χρόνου. Η μαγνητική τομογραφία μπορεί να δείξει περισσότερες λεπτομέρειες από την αξονική και προσθέτει πληροφορίες για την αναμενόμενη μακροπρόθεσμη πρόγνωση. Μέχρι πρόσφατα υποστηριζόταν ότι η μαγνητική τομογραφία είχε πολύ χαμηλή ευαισθησία στον εντοπισμό υπεροξείας αιμορραγίας. Η εξέλιξη νέων όμως ακολουθιών ίσως δώσει λύση στο εγγύς μέλλον [8]. o Ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία (Digital subtraction angiography) Η ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία εγκεφάλου παραμένει το μέτρο σύγκρισης στη διάγνωση αγγειακών ανωμαλιών παρ όλες τις εξελίξεις στην απεικονιστική τεχνολογία σε περιοχές πυκνού θρόμβου, η αγγειογραφία έχει πρόβλημα να διαχωρίσει τα παρακείμενα αγγεία. 54

55 Πώς γίνεται? Κατά την ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία ένας καθετήρας εισάγεται σε μια αρτηρία και διέρχεται μέσω των αιμοφόρων αγγείων στον εγκέφαλο. Μόλις ο καθετήρας είναι στη σωστή θέση, μία χρωστική αντίθεσης εγχύεται στη ροή του αίματος και λαμβάνονται εικόνες ακτίνων-χ. Η ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία μπορεί με πλήρη βεβαιότητα να αποκλείσει την ύπαρξη αγγειακής βλάβης. Αποτελεί όμως μία τραυματική μέθοδο (invasive technique) συνεπώς θα πρέπει να αξιολογείται το αναμενόμενο διαγνωστικό όφελος με το ποσοστό επιπλοκών από τη διενέργειά της. Παράγοντες όπως η θέση της αιμορραγίας, η ηλικία του ασθενούς, προϋπάρχουσα μη ρυθμισμένη αρτηριακή υπέρταση και η κλινική κατάσταση του ασθενούς θα πρέπει να αξιολογηθούν συνολικά πριν αποφασισθεί η διενέργεια αγγειογραφίας. o Αξονική υπολογιστική αγγειογραφία(computerized Tomographic Angiography,CTA) Η αξονική υπολογιστική αγγειογραφία γίνεται στον αξονικό (υπολογιστικό) τομογράφο αφού προηγηθεί έγχυση σκιαγραφικής ουσίας (σκιαγραφικού) μέσα σε μια φλέβα στο χέρι. Ανώδυνη εξέταση που διαρκεί λίγα λεπτά με τους σύγχρονους τομογράφους. Με τέτοια εξέταση μελετούνται οι στενωμένες, αποφραγμένες, διευρυμένες ή ανώμαλες αρτηρίες ή φλέβες σε διάφορες περιοχές του σώματος, όπως στον εγκέφαλο, στο θώρακα, στην καρδιά, στην κοιλιά, στα άνω και στα κάτω μέλη. Συμπληρώνει σε πληροφορίες την ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία Εικόνες (37), (38) : MRI tomography (37), Angiography (38) 55

56 Β_6 Σύστημα σταθεροποίησης κεφαλής Mayfield H σταθεροποίηση της κεφαλής αποτελεί βασικό στοιχείο μίας χειρουργικής επέμβασης στο κεφάλι. Εξασφαλίζει την πλήρη ακινησία της κεφαλής του ασθενή και την αποφυγή της όποιας παράπλευρης ζημιάς μπορεί να προκληθεί από πιθανή μετακίνηση της. Χρησιμοποείται στις κρανιοτομές και πιο συγκεκριμένα στις ενδοκρανιακές αγγειακές επεμβάσεις, σε επεμβάσεις όγκων καθώς και όταν ενδοεγχειρητικά, απεικονιστικά καθοδηγούμενα (IG) συστήματα χρησιμοποιούνται. Αποτελεί το πρώτο βήμα κατά τη διεξαγωγή μιας κρανιοτομής. Αφού χορηγηθεί γενική αναισθησία στον ασθενή ενόσω βρίσκεται στο χειρουργικό τραπέζι, το κεφάλι στερεώνεται σε έναν three-pin σφιγκτήρα του κρανίου ο οποίος προσδένεται στο χειρουργικό τραπέζι και εξασφαλίζει την πλήρη ακινησία της κεφαλής του ασθενούς κατά τη διάρκεια της επέμβασης. Εικόνα (39) : Mayfield skull clamp 56

57 Β_7 Στερεοταξία Ο στερεοτακτικός εντοπισμός είναι βασικός για τη διενέργεια ενδοκρανιακών βιοψιών μεγίστης ακριβείας, αποτελεσματικότητας και ελάχιστου τραύματος, για τη θεραπεία κινητικών δυσλειτουργιών και πόνου καθώς και για την πλοήγηση επικεντρωμένης δέσμης ακτινοβολίας. Σήμερα χρησιμοποιείται πλέον ο όρος ''Απεικονιστικά καθοδηγούμενη στερεοτακτική χειρουργική επέμβαση (IGS)'. Το πρώτο βήμα είναι μία αξονική ή μαγνητική τομογραφία μέσω συσκευής εντοπισμού, επιτρέποντας τον ακριβή εντοπισμό του στόχου. Έπειτα, γίνεται χρήση ενός σετ οδηγών προσανατολισμένων προς το ίδιο σύστημα συντεταγμένων με στόχο να κατευθύνουν τις βελόνες της βιοψίας και τα λοιπά εργαλεία προς τη θέση-στόχο [3].Σήμερα η στερεοταξία βρίσκει εφαρμογή σε μια σειρά από στόχους που βρίσκονται βαθιά στον εγκέφαλο επιζητώντας τη μέγιστη ακρίβεια στην προσπέλαση με τον ελάχιστο δυνατό χειρουργικό τραυματισμό. Εντοπίζουμε δύο (2) κατηγορίες στερεοτακτικών τεχνικών: Β_7.0 Στερεοταξία με πλαίσιο Η στερεοταξία με πλαίσιο χρησιμοποιεί ένα ελαφρύ στερεοτακτικό πλαίσιο κεφαλής το οποίο επισυνάπτεται στο κρανίο του ασθενή. Λαμβάνονται αξονικές ή μαγνητικές τομογραφίες. Το στερεοτακτικό πλαίσιο βοηθά στον εντοπισμό της ακριβούς τοποθεσίας της αλλοίωσης. Το πλαίσιο εξυπηρετεί σαν σημείο αναφοράς για να καθοδηγήσει με ακρίβεια τα εργαλεία μέσα από μία burr hole. Β_7.1 Στερεοταξία χωρίς πλαίσιο Η στερεοταξία χωρίς πλαίσιο χρησιμοποιεί μικροσκοπικούς δείκτες, που ονομάζονται καθοδηγητικοί δείκτες (fiducials), αντί πλαισίου κεφαλής.λαμβάνονται αξονικές ή μαγνητικές τομογραφίες και χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τρισδιάστατου μοντέλου. Κατά τη διάρκεια του χειρουργείου, οι δείκτες και οι υπέρυθρες κάμερες συσχετίζουν τον πραγματικό ασθενή με το τρισδιάστατο μοντέλο και λειτουργούν σαν ένα συνολικό σύστημα εντοπισμού θέσης για να βοηθήσουν στο σχεδιασμό της κρανιοτομής και τον εντοπισμό της αλλοίωσης. Τα εργαλεία εντοπίζονται από τις κάμερες και εμφανίζονται στο τρισδιάστατο μοντέλο. Εικόνες (43),(44) : Waypoint frameless stereotaxy 57

58 Β_8 Εργαλεία Από την εποχή του Ιπποκράτη και του Γαληνού, που παρουσιάστηκαν στην αρχή της εργασίας, δεν υπήρξαν αξιόλογες αλλαγές στο θέμα της ονοματολογίας των εργαλείων. Η βασική λειτουργία των εργαλείων είναι αυτή που συνήθως περιγράφεται με την ονομασία του εργαλείου και διευκολύνει τα μέγιστα στην κατάταξή τους και την ομαδοποίησή τους στις διάφορες συλλογές (set). Έτσι, υπάρχει η ομάδα π.χ. των διαστολέων, των αποκολλητήρων, των λαβίδων, των οστεοτόμων, των κρανιοτρύπανων κ.λ.π. Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν δύο μεγάλες κατηγορίες εργαλείων: Α) Η πρώτη ομάδα σχετίζεται με το άνοιγμα και την προσπέλαση από το τριχωτό της κεφαλής μέχρι την σκληρή μήνιγγα για τα χειρουργεία εγκεφάλου Στα χειρουργεία εγκεφάλου περιλαμβάνεται η τομή του τριχωτού, η διαδικασία της αιμόστασής του, η αποκόλληση της επικράνιας απονεύρωσης και η κρανιοτομία. Η αντίστοιχη κατάταξη των εργαλείων για τα χειρουργεία εγκεφάλου είναι: o Εργαλεία ανοίγματος της επέμβασης (wound opening instruments) o Συστήματα αιμόστασης τριχωτού κεφαλής (raney clips) o Διαστολείς διατήρησης ανοιχτού πεδίου (retractor systems) o Χειροκίνητα, ηλεκτρικά ή πνευματικά κρανιοτρύπανα (craniotomy drills and burrs) o Κοπτικά εργαλεία σε σχήμα πιστολολαβίδας ή οστεολαβίδας (punches) [5]. Εικόνες (45),46),(47) : Raney scalp clamps (45), Brain punch (46), Wound spreader (47) 58

59 Β) Η δεύτερη ομάδα σχετίζεται με τις χειρουργικές διαδικασίες στο ενδοκράνιο μετά την διάνοιξη της σκληρής μήνιγγας για τα χειρουργεία εγκεφάλου (εγκέφαλος, αγγεία, υπόφυση, κρανιακά νεύρα) Τα εργαλεία της δεύτερης ομάδας παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία και περισσότερες παραλλαγές. Αναλόγως του είδους του χειρουργείου χρησιμοποιούνται τα αντίστοιχα κύρια set εμπλουτισμένα με τα ανάλογα συμπληρωματικά υπο-set ή με κάποια μεμονωμένα εργαλεία που χορηγούνται ενισχυτικά για την κάθε κατηγορία επέμβασης. Πιο αναλυτικά στην δεύτερη ομάδα εργαλείων για τον εγκέφαλο χρειάζονται: o Εργαλεία χειρισμού της μήνιγγας (dura instruments) o Αυτόματους διαστολείς εγκεφάλου o Εργαλεία χειρισμού του εγκεφάλου (brain spatulas) o Μικρονευροχειρουργικά εργαλεία εγκεφάλου (microinstruments) o Αποκολλητήρες, γωνιώδη άγκιστρα και απωθητήρες νεύρων για τη βάση κρανίου o Λαβίδες συλληπτικές ή βιοψίας εγκεφάλου και λαβίδες υπόφυσης για την υπόφυση o Λαβίδες συγκράτησης αποκλειστών ανευρύσματος (clip holders, clips) o Λαβίδες διπολικής διαθερμίας (bipolar coagulation) [5]. Εικόνες (48),(49),(50): Frazier dura hook (48), Cushing brain spatulas (49), Bipolar forceps (50) 59

60 Οι συσπειρωτήρες αυτοσυγκράτησης του κρανιακού χώρου παράγουν μία συγκεκριμένη πίεση στην επιφάνεια του εγκεφάλου, και αυτή η πίεση εγκεφαλικής διαστολής (brain retractor pressure, BRP), θα μεταφερθεί στον παρακείμενο εγκεφαλικό ιστό μειώνοντας έτσι την περιφερειακή εγκεφαλική πίεση αιμάτωσης (cerebral perfusion pressure, CPP) Οι self-retaining retractors είναι διαθέσιμοι σε διαφορετικά σχέδια αλλά μπορούν να χωριστούν σε δύο βασικούς τύπους. Ο ένας χρησιμοποιεί ευθείς άξονες για να συγκρατήσει τον διαστολέα ενώ ο δεύτερος αποτελείται από μονάδες ball-and-socket που αναπαριστούν μία αλυσίδα από χάντρες με ένα εσωτερικό καλώδιο το οποίο όταν συσφίγγεται, κρατάει το διαστολέα στην επιθυμητή θέση. Αναφέρουμε ενδεικτικά κάποια συστήματα,τονίζοντας τη χρήση του διαστολέα Leyla του Yasargil, σύστημα ball-and-socket. Εικόνες (40),(41) : Yasargil self-retaining retractor (1974) Βάση σταθεροποίησης για το κρανίο συγκρατώντας 1 ή 2 ευέλικτους βραχίονες με ένα βραχίονα υποστήριξης που στερεώνεται στο χειρουργικό τραπέζι. Η συσκευή επιτρέπει τη στερεοτακτική εντόπιση και ανοικτή εκτομή των κατάλληλων ενδοκρανιακής βλάβες μέσω κρανιοτομής 3 εκατοστών, χρησιμοποιώντας τυποποιημένες μικροχειρουργικές τεχνικές και πλήρως αποστειρωμένο περιβάλλον (21). Εικόνα (42) : Greenberg retractor and handrest system Το σύστημα Greenberg αποτελεί ένα ευέλικτο, τριών επιπέδων σύστημα που προσφέρει δυνατότητα οργάνωσης του χώρου, όπου κάθε επίπεδο έχει ένα χειρουργικό ρόλο. Αυτό επιτρέπει την απόδοση με περισσότερο έλεγχο και λιγότερη κόπωση [16]. 60

61 Β_9 Ελάχιστα επεμβατική νευροχειρουργική (minimally invasive neurosurgery,min) Κατ αναλογία με τον όρο ελάχιστα επεμβατική χειρουργική,που επινοήθηκε από τους Wickham και Fitzpatrick το 1990, αυτές οι διαδικασίες πλέον προσδιορίζονται ως Ελάχιστα Επεμβατική (Ενδοσκοπική) Νευροχειρουργική (ΕΕΕΝ) και αναφέρεται σε μια χειρουργική επέμβαση που προκαλεί τη λιγότερη δυνατή βλάβη των ιστών, αιμορραγία και επιπλοκές σε σχέση με τις τομές των παραδοσιακών χειρουργικών επεμβάσεων. Βασικός εκφραστής της είναι η νευροενδοσκόπηση ή χειρουργική κλειδαρότρυπας, που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στις αρχές του 1900 κυρίως για τη θεραπεία της υδροκεφαλίας με τη χρήση χοριοειδούς πήξης πλέγματος ή τρίτης κοιλιοστομίας. Βασικό μειονέκτημα τότε ήταν η μεγάλη διάμετρος των ενδοσκοπίων και η έλλειψη κατάλληλων ιατρικών εργαλείων. Μια αναγέννηση της νευροενδοσκόπησης πραγματοποιήθηκε μετά την ανάπτυξη του συστήματος φακών Hopkins το Σήμερα, οι τεχνολογικές πρόοδοι στην ανάπτυξη νευροενδοσκοπίων και βοηθητικών εργαλείων καθιστούν δυνατές σύνθετες νευροενδοσκοπικές διαδικασίες μέσω των ελάχιστα επεμβατικών προσεγγίσεων των οπών χωρίς σημαντική βλάβη του ιστού. Ουσιαστικά η διαδικασία είναι η εξής : Ο γιατρός εισέρχεται στον ενδοκράνιο χώρο διαμέσου μιας μικρής κρανιοανάτρησης, μιας οπής του κρανίου δηλαδή ολίγων χιλιοστών στις περισσότερες περιπτώσεις. Ένας μακρύς, λεπτός σωλήνας με μία μικροσκοπική κάμερα συνδεδεμένο στο άκρο (ενδοσκόπιο) διέρχεται μέσω της κρανιοανάτρησης και του νεοδημιουργημένου καναλιού εργασίας. Εικόνες από το ενδοσκόπιο προβάλλονται σε οθόνες στην αίθουσα του χειρουργείου και έτσι χειρουργοί μπορούν να έχουν μια σαφή και μεγεθυμένη εικόνα της χειρουργικής περιοχής. Τα διάφορα εργαλεία που χρειάζονται διέρχονται μέσω του καναλιού εργασίας. Τα εργαλεία αυτά επιτρέπουν στον γιατρό να εκτελέσει τη χειρουργική επέμβαση διερευνώντας, αφαιρώντας ή διορθώνοντας οποιοδήποτε πρόβλημα εντοπίζει στην περιοχή. Εργαλεία o Ενδοσκόπια: υπάρχουν εύκαμπτα, κατευθυνόμενα ή άκαμπτα ενδοσκόπια (encephaloscopes) που διατίθενται για νευροενδοσκοπικές παρεμβάσεις. Το πλεονέκτημα του άκαμπτου ενδοσκοπίου είναι η βελτιστοποιημένη οπτική ποιότητα ενώ το ευέλικτο ενδοσκόπιο είναι όργανο πολλαπλών χρήσεων με τη δυνατότητα διεύθυνσης του και λόγω αυτού ένα διευρυμένο πεδίο πιθανών χρήσεων. Σήμερα, ευέλικτα ενδοσκόπια διαμέτρου mm συμπεριλαμβανομένων καναλιών εργασίας χρησιμοποιούνται στην ενδοσκόπηση της σπονδυλικής στήλης. 61

62 o Σταθεροποίηση ενδοσκόπησης και κατευθυντήριες συσκευές* o Πρόσθετα εργαλεία: μικρολαβίδες και μικροψαλίδια για βιοψία και ανατομή κυστών και αποστημάτων,λαβίδες πιασίματος για αφαίρεση κυστών, καθετήρες μπαλόνια για κυστεοστομία ή κοιλιοστομία,πολύ λεπτές ίνες λέιζερ για πήξη, εξαέρωση και κοπή ιστών Οφέλη ελάχιστα τραυματικών τεχνικών: Πιο γρήγορη ανάρρωση Μειωμένος χρόνος παραμονής στο νοσοκομείο Λιγότερες τομές και σημάδια Λιγότερος πόνος Λιγότερος τραυματισμός του ιστού Μειωμένες μετεγχειρητικές επιπλοκές [17]. Β_10 Νευροπλοήγηση (neuronavigation) Η κεντρική ιδέα της νευροπλοήγησης είναι η παρακολούθησης της θέσης -σε πραγματικό χρόνο- κάθε νευροχειρουργικού εργαλείου με προβολή στην μαγνητική τομογραφία του ασθενή. Έτσι, ο νευροχειρουργός δεν μπορεί να χαθεί μέσα σε δύσκολα, εξαιρετικά ευαίσθητα και σημαντικά χειρουργικά πεδία όπως π.χ. ο εγκέφαλος, αλλά εύκολα να βρίσκει τη θέση που βρίσκεται βλέποντας στην οθόνη την θέση του εργαλείου του συνεχώς. Με την μέθοδο αυτή μπορεί επίσης εύκολα να εντοπίσει βαθιά κρυμμένους όγκους όπου ο υπερκείμενος φλοιός είναι φυσιολογικός, χωρίς να προκαλέσει βλάβες στις υπερκείμενες ανατομικές δομές. Αποτελείται από δύο ειδικές κάμερες που αναγνωρίζουν τα μαρκαρισμένα εργαλεία με ειδικά σφαιρίδια που είναι επικαλυμμένα με ειδικό υλικό. Από εκεί και πέρα χρησιμοποιώντας ένα ειδικό υπολογιστικό πρόγραμμα συνθέτει την μαγνητική τομογραφία του ασθενή με τα μαρκαρισμένα εργαλεία, αναγνωρίζει το μήκος και την θέση τους και τα δείχνει επάνω στην MRI τομογραφία του ασθενή σε όλες τις διαστάσεις είτε ξεχωριστά είτε τρισδιάστατα. Εικόνα (51) : The Silent Loss of Neuronavigation Accuracy 62

63 Β_11 6 Pillar Approach Το νευρολογικό έλλειμμα και σε ορισμένες περιπτώσεις η νοσηρότητα μπορεί να σχετίζεται με παραδοσιακές μεθόδους πρόσβασης και θεραπείας μεγάλων σε βάθος ανωμαλιών και εκείνων που βρίσκονται κοντά σε ζωτικής σημασίας εγκεφαλικές δομές. Παρόλ'αυτά, ιδιαίτερη σκέψη χρειάζεται για τον καθορισμό του χειρουργικού πλάνου θεραπείας εντός του υποφλοιώδους χώρου. Οι χειρουργοί έχουν ερευνήσει νέες λύσεις που θα συμβάλλουν στην αντιμετώπιση αυτών των δυσκολιών για την ενίσχυση της πρόσβασης στον υποφλοιώδη χώρο. Η ''Προσέγγιση 6 αξόνων'' ή '' 6 Pillar Approach'' αναπτύχθηκε ως μια νέα συστηματική λύση για το σχεδιασμό, την πρόσβαση και τη θεραπεία της παθολογίας στην παραδεσμιδική ανατομία( parafascicular anatomy), με ελάχιστη ζημιά σε ζωτικής σημασίας ίνες και περιβάλλοντα υγιή ιστό της λευκής ουσίας. Συνδυάζει εξελιγμένες νευροχειρουργικές τεχνολογίες για ερμηνεία της εικόνας & σχεδίαση της τροχιάς, πλοήγηση, απεικόνιση, πρόσβαση & διασωλήνωση, εκτομή και θεραπεία του στόχου. Η θεμελιώδης αρχή αυτής της προσέγγισης είναι να μην δεσμευτεί σε μία τεχνολογία, αλλά να γίνει κομμάτι όλων για συστηματική ολοκληρωμένη μεθοδολογία. Η τεχνική αποσκοπεί στο να επιτρέπει εξατομικευμένες στρατηγικές θεραπείας για ασθενείς με ειδικές κατηγορίες υποφλοιωδών δυσπλασιών όπως οι αγγειακές δυσπλασίες (συμπεριλαμβάνοντας την ενδοκρανιακή αιμορραγία, τις αρτηριοφλεβώδεις δυσπλασίες και τα αιμαγγειώματα) και οι όγκοι (συμπεριλαμβάνοντας γλοιοβλαστώματα και μεταστατικούς όγκους) [18]. Εικόνα (52) : 6 Pillar Approach 63

64 Πιθανά οφέλη Η προσέγγιση 6 αξόνων σχεδιάστηκε ώστε να επιτύχει: o ελάχιστη ή μη τραυματική πρόσβαση σε δύσκολα εντοπίσημες και/ή ευαίσθητες περιοχές του εγκεφάλου o μικρότερη διάσπαση του υγιούς ιστού περικλείοντας τη λευκή ουσία και κρίσιμες δομές o δυνατότητα για πιο σύντομη ανάρρωση και μικρότερος χρόνος παραμονής στο νοσοκομείο o βελτιωμένη εργονομία και εγχειρητική αποτελεσματικότητα o διαδικαστικά οφέλη για feedback από τον ασθενή όσο είναι ξύπνιος Άξονας 1 - Ερμηνεία εικόνας & σχεδίαση τροχιάς Το πρώτο βήμα είναι η χαρτογράφηση της βέλτιστης στρατηγικής για πρόσβαση στη διαταραχή χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνολογίες επεξεργασίας της εικόνας για ερμηνεία και σχεδίαση της τροχιάς. Αυτό το αρχικό βήμα επιτρέπει στο χειρουργό να εντοπίσει το στόχο,να διαχωρίσει τον υγιή ιστό και να προσδιορίσει τις κρίσιμες δομές. Χρησιμοποιώντας αυτή την πληροφορία, μπορεί στη συνέχεια να σχεδιάσει το βέλτιστο σημείο εισόδου και προσπέλασης του στόχου που θα ελαχιστοποιήσει τον τραυματισμό του ιστού λόγω της διαδικασίας. Άξονας 2 - Πλοήγηση Η ικανότητα ακριβούς πλοήγησης και χειρισμού εργαλείων προς το στόχο μέσω της σχεδιασμένης τροχιάς είναι πολύ σημαντική. Το βέλτιστο σύστημα πλοήγησης πρέπει να είναι ικανό να παρέχει ακριβή ανάδραση σε πραγματικό χρόνο ώστε ο χειρουργός να έχει πρόσβαση στο στόχο λαμβάνοντας υπόψη τους προκαθορισμένους περιορισμούς της τροχιάς. Άξονας 3 - Απεικόνιση Η εργασία μέσα από ένα μικρό διάδρομο απαιτεί μια πλατφόρμα απεικόνισης που παρέχει ομοιόμορφη διανομή του φωτός και μεγέθυνση χωρίς να μειώνει το μέγεθος του διαδρόμου εργασίας ή να συμβιβάζει την εργονομία του γιατρού. Οι βασικές απαιτήσεις για απεικόνιση περιλαμβάνουν ένα σύστημα που βελτιστοποιεί το διαχωρισμό του ιστού ενώ διευκολύνει την ανατομή και με τα δύο χέρια. Άξονας 4 - Πρόσβαση & διασωλήνωση Οι απαιτήσεις για τον ιστό περιλαμβάνουν την ικανότητα να επιτευχθεί ανεμπόδιστη θέαση του στόχου, χωρίς να συμβιβαστεί η ικανότητα του χειρουργού να αποσπάσει τη δυσπλασία χρησιμοποιώντας μικροχειρουργική τεχνική μέσω και των δύο χεριών. Άξονας 5 - Εκτομή Άξονας 6 - Θεραπεία στόχου 64

65 Β_12 Ήδη υπάρχουσες λύσεις / χειρουργικές προσπελάσεις Σε έναν μεγάλο αριθμό εγκεφαλικών βλαβών κρίνεται απαραίτητη η χειρουργική αντιμετώπιση. Επιλέγοντας ενδεικτικά την περίπτωση των ενδοεγκεφαλικών αιμορραγιών μπορούμε να πούμε ότι η χειρουργική θεραπεία αποσκοπεί στην αποσυμπίεση ώστε να ανακουφίσει από την πίεση στον εγκέφαλο. o Χειρουργική αποσυμπίεσης : ανακουφίζει την πίεση από τον εγκέφαλο και επιτρέπει την αφαίρεση του συγκεντρωμένου αίματος και την επιδιόρθωση κατεστραμμένων αιμοφόρων αγγείων. Η εκκένωση ενός αιματώματος (σε περίπτωση αιματώματος λόγου χάρη) απελευθερώνει άμεσα την πίεση μέσω μείωσης της συγκέντρωσης του αίματος. Επιλογές στην εκκένωση του αιματώματος περιλαμβάνον τα παρακάτω: 1. Κρανιοτομή με ανοικτή χειρουργική : Ο νευροχειρουργός αφαιρεί ένα τμήμα του κρανίου και διεξάγει ανοικτή χειρουργική επέμβαση για την εκκένωση του αιματώματος και την επισκευή των κατεστραμμένων αιμοφόρων αγγείων. Αυτή είναι μια σημαντική χειρουργική διαδικασία που χρησιμοποιείται συνήθως όταν το αιμάτωμα είναι μεγάλο, ή όταν συμπιέζεται το εγκεφαλικό στέλεχος, όπου ελέγχονται κρίσιμες λειτουργίες. 2. Απλή αναρρόφηση : Ο χειρουργός ανοίγει μια μικρή τρύπα στο κρανίο και αφαιρεί το αιμάτωμα χρησιμοποιώντας μια βελόνη τύπου Cushing. Αυτή είναι μία σχετικά μη επεμβατική διαδικασία, αλλά μπορεί να είναι δύσκολος ο εντοπισμός την ακριβή τοποθεσία του αιμορραγίας και δεν επιτρέπεται πάντα η εξ ολοκλήρου αφαίρεση του αιματώματος. 3. Ενδοσκοπική εκκένωση : είναι διαδικασία παρόμοια με την απλή αναρρόφηση, αλλά αντί για παραδοσιακά χειρουργικά εργαλεία, γίνεται μέσω ενδοσκοπίου (ένα μικροσκοπικό όργανο καθοδηγούμενο από κάμερα). 4. Στερεοτακτική αφαίρεση: χρησιμοποιεί αξονική τομογραφία (CT) για να εντοπίσει ένα αιμάτωμα και ένα συγκεκριμένο εργαλείο αναρρόφησης για να το αποστραγγίσει. Ο ασθενής σταθεροποιείται σε στερεοτακτικό πλαίσιο κεφαλής που επιτρέπει μεγαλύτερο βαθμό ακρίβειας (22). 65

66 Όταν η βλάβη είναι εν τω βάθει λοιπόν, απαραίτητη είναι η δημιουργία ενός οπτικού διαδρόμου ο οποίος θα επιτρέψει την ασφαλή και ελάχιστα τραυματική προσπέλαση του εγκεφάλου και εντοπισμό της βλάβης μέσω άμεσης οπτικής επαφής εφόσον αυτή είναι επιθυμητή. Για τη δημιουργία ενός καναλιού εργασίας μέσω του οποίου ο νευροχειρουργός μπορεί να παρακολουθεί και να επέμβει μέσω των κατάλληλων εργαλείων στην αφαίρεση/εκκένωση μίας αιμορραγίας έχουν σχεδιαστεί και υλοποιηθεί αυτόματοι διαστολείς εγκεφάλου. Τα εργαλεία αυτά διαφέρουν ως προς το υλικό, τον τρόπο εισχώρησης, τη στερέωση, το βασικό χαρακτηριστικό τους καθώς και το ποσοστό αλληλεπίδρασης με τον περιβάλλοντα ιστό. Β_12.0 Nico BrainPath (2015) Περιγραφή Το σύστημα δύο τεμαχίων αποτελείται από μία διάφανη πλαστική θήκη γύρω από ένα λείο, κυλινδρικό εργαλείο με μία ειδικά σχεδιασμένη άκρη. Το BrainPath εισέρχεται στον εγκέφαλο μέσω ενός ανοίγματος μικρότερου από μια δεκάρα, επιτρέποντας στον χειρουργό να περιηγηθεί στη συνέχεια μέσα από τις φυσικές πτυχώσεις και τις ίνες του εγκεφάλου, εκτοπίζοντας προσεκτικά τον εγκεφαλικό ιστό. Μόλις βρεθεί στη θέση της βλάβης, ο χειρουργός αφαιρεί τον κύλινδρο από τη θήκη, αφήνοντας τη θήκη στη θέση που είχε τοποθετηθεί έτσι ώστε να δημιουργήσει μια πύλη ή ένα στενό διάδρομο μέσω του οποίου ο χειρουργός θα πραγματοποιήσει τη χειρουργική επέμβαση. Μετά την αφαίρεση του εργαλείου,ο εγκέφαλος επανέρχεται στην προηγούμενη θέση του [19]. Μέγεθος κατά την εισαγωγή στον εγκέφαλο : Δεν υπάρχει αλλαγή / μέγιστη Ενδείξεις: πρωτογενείς/ δευτερογενείς όγκοι, δυσπλασίες, και ενδοκοιλιακοί όγκοι / κύστεις. Πλεονεκτήματα : o κίνηση και μετατόπιση των φυσικών αναδιπλώσεων ινών του εγκεφάλου o Σταθεροποιείται σε ανιχνευτές πλοήγησης για τοποθέτηση στο χειρουργικό πεδίο σε πραγματικό πεδίο. o Εύκολη τροποποίηση της διαδρομής o Επαναφορά εγκεφαλικού ιστού μετά την αφαίρεση του o Διάφορα μήκη o Συμβατό με τεχνικές νευροπλοήγησης Εικόνα (53) : Nico BrainPath 66

67 o Λιγότερες πιθανότητες βλάβης o Καθαρή απεικόνιση μέσω διαφάνειας θήκης o Εύκολο στην εισαγωγή και την αφαίρεση o Υφή που αποτρέπει τη γυαλάδα από το χειρουργικό φως Μειονεκτήματα o Συγκεκριμένη και σταθερή διάμετρος που επιτρέπει την είσοδο συγκεκριμένου αριθμού εργαλείων o Σταθεροποίηση σε βραχίονα οπτική ανασφάλεια και αίσθηση ''ερασιτεχνικού'' συστήματος o Ιδιαίτερα μικρό στρογγυλεμένο άκρο Ελάχιστα επεμβατική μέθοδος : ναι Τεχνικές πλοήγησης για εντοπισμό βλάβης : ναι Εικόνες (54),(55): Nico BrainPath 67

68 Β_12.1 ViewSite Vycor Medical (2011) Περιγραφή Το σύστημα είναι φτιαγμένο από διάφανο πλαστικό υλικό (πολυεστέρας) και ατομικά συσκευασμένο σε αποστειρωμένο περιτύλιγμα,προορισμένο για 1 χρήση. Κάθε διάταξη αποτελείται από δύο μέρη, τον αναστολέα και του εισαγωγέα. Ο αναστολέας/σταθερό κανάλι εργασίας έχει ένα ελαφρώς κωνικό,κυλινδρικό σχήμα με κυκλική ή ωοειδή διατομή. Το εξωτερικό μέρος του είναι συνδεδεμένο με μια επίπεδη πλάκα,ικανή για στερέωση στους βραχίονες συστολής ή για λαβή για χειροκίνητη εισαγωγή-χειρισμό. Ο εισαγωγέας εφαρμόζει μέσα στο σταθερό τμήμα με το απομακρυσμένο άκρο του να έχει ένα πολύ μικρό άνοιγμα που επιτρέπει την έξοδο του εγκεφαλονωτιαίου υγρού ή του αίματος κατά τη διάρκεια του χειρουργείου [20]. Μέγεθος κατά την εισαγωγή στον εγκέφαλο : Δεν υπάρχει αλλαγή / μέγιστη Ενδείξεις: Βαθιές εγκεφαλικές βλάβες,όγκοι και εγκεφαλικές δυσμορφίες Πλεονεκτήματα : o Άμεση οπτική επαφή => αποφυγή τραυματισμού o Δυνατότητα συλλογής δείγματος για βιοψία o Ομαλή ανατομή εγκεφαλικού ιστού (retracting) o Οπτική παρατήρηση λόγω διαφάνειας o Καθαρή εικόνα της διαδρομής o Εντοπισμός βλάβης-> αφαίρεση εισαγωγέα => ροή φωτός o Αλλαγή κατεύθυνσης - περιστροφή με αλλαγή γωνίωσης o Εύκολη απόσυρση και επανατοποθέτηση o Χειροκίνητο ή σταθεροποίηση σε στεφάνη o Διάφορα μεγέθη => ευελιξία o Καλή κατανομή δυνάμεων o Δρα μόνος του σαν χειρουργικός διάδρομος o Εισαγωγή μέσω των αναδιπλώσεων του εγκεφάλου Εικόνα (56) : ViewSite Vycor Medical 68

69 Μειονεκτήματα σταδιακή, βαθμονομημένη διάνοιξη του ιστού επομένως χάνει ένα βαθμό μειωμένου τραυματισμού του ιστού (βέβαια λόγω του ανοίγματος επιτρέπει στο ΕΝΥ και το αίμα να βγουν και έτσι μειώνεται ο όγκος του και έρχεται σε κάποια ισορροπία με την πίεση από την είσοδο του διαδρόμου) Ελάχιστα επεμβατική μέθοδος : ναι Τεχνικές πλοήγησης για εντοπισμό βλάβης : ναι Πρόσθετα χαρακτηριστικά o Αποκλειστικά ενδοκρανιακή χρήση o Σε συνδυασμό με απεικονιστική καθοδήγηση προσφέρει μικρή κρανιοτομή με μειωμένη έκθεση της σκληράς μήνιγγας και του εγκεφάλου,μειωμένη απώλεια αίματος, χειρουργικό χρόνο,μετεγχειρητικές αναλγητικές απαιτήσεις & παραμονή στο νοσοκομείο. o Το κανάλι εργασίας έρχεται σε 4 πλάτη-12mm,17mm,21mm and 28mm και 3 μήκη-3,5,7 cm για να καλύψει όλες τις απαιτήσεις. o Κρανιοτομή 4 εκ. o Διάμετρος εκ. Περίβλημα 1 εκ. Διαστολέας Εικόνες (57),(58): Vycor Medical system 69

70 Β_12.1 Cannula (2009) Περιγραφή Η κάνουλα αποτελείται από 2 μεταλλικές λεπίδες που μπορούν να επεκταθούν μέσω ενός μηχανισμού κοχλία. Αυτές οι λεπίδες είναι καλυμμένες με μία εκτάσιμη πλαστική επένδυση (stretchable plastic sheath). Όταν οι λεπίδες ανοίγουν,σχηματίζεται ένα τούνελ στο παρέγχυμα του εγκεφάλου που είναι ορθογώνιο σε διατομή όπου δύο από τα τοιχώματα αποτελούνται από τις μεταλλικές λεπίδες και τα άλλα δύο από το τώρα τεντωμένο διάφανο πλαστικό [21]. Μέγεθος κατά την εισαγωγή : ελάχιστη διάμετρος Ενδείξεις: Ενδοπαρεγχυματικές αιμορραγίες Πλεονεκτήματα : o Προστασία του περιβάλλοντος ιστού από τη χρήση των εργαλείων λόγω της εξωτερικής μεμβράνης o Ταυτόχρονη προσπέλαση εργαλείων o Ευέλικτο πλάτος ανοίγματος o Σχετική ορατότητα λόγω διαφάνειας μεμβράνης o Σταθεροποίηση κάνουλας Μειονεκτήματα : o Γραμμική τοποθέτηση των εργαλείων στην κάνουλα o Χρήση 2 διαφορετικών υλικών μέταλλο + πλαστικό = σύνδεση? o Μικρός διαθέσιμος χώρος 70

71 Ελάχιστα επεμβατική τεχνική : όχι Τεχνικές πλοήγησης για εντοπισμό βλάβης : ναι Εικόνες (59),(60): Expandable cannula system cannula in the open position, demonstrating possible movement range with microdissector (59), A: Comparison of the expandable cannula in the closed position (left) and current endoscopic 4.5-mm trocar (right). B: Comparison of the expandable cannula in the open position (left) and the current endoscopic trocar (right) (60) 71

72 Β_12.2 Transcylinder (2005) Περιγραφή : Διάφανη ταινία από πολυεστέρα πάχους 0.1-mm κομμένη σε φύλλο 5 7x10 εκ τυλιγμένο σε κύλινδρο μέγιστης διαμέτρου 2 εκ. Το φιλμ τυλίγεται γύρω από μία βελόνα συγκράτησης σε ένα stick διαμέτρου 8 χιλιοστών και 5-7 εκ σε μήκος.το άκρο της βελόνας είναι σφηνοειδούς σχήματος για να διεισδύει στο φλοιό του εγκεφάλου. Η εισαγωγή της γίνεται μέσω μίας γραμμικής τομής του φλοιού και όταν εντοπιστεί η βλάβη, η βελόνα συγκράτησης απομακρύνεται και η διάμετρος του κυλίνδρου μεγαλώνει σε 2 εκ μέσω της φυσικής δύναμης διαστολής της ταινίας του πολυεστέρα,που δεν υπερβαίνει ποτέ το μέγεθος της αρχικής φλοιώδους τομής [22]. Μέγεθος κατά την εισαγωγή : Ελάχιστη διάμετρος Ενδείξεις: Ενδοπαρεγχυματικές βλάβες (όγκος, απόστημα, αιμάτωμα, κύστη) Πλεονεκτήματα : o Επαναφορά εγκεφαλικού ιστού μετά την αφαίρεση του o Καθαρή εικόνα της διαδρομής λόγω διαφάνειας o Ελεγχόμενη πίεση o Παρακολούθηση από υπέρηχο o Εύκολο στην εφαρμογή και το χειρισμό o Χαμηλό κόστος o Μικροχειρουργική και/ή ενδοσκοπική χειρουργική είναι δυνατά o Διαθέσιμο σχεδόν παντού o Λιγότερες πιθανότητες μωλωπισμού o Μειώνει την αιμορραγία με την ομαλή κίνηση στον όγκο ή τα αγγεία Εικόνα (61): Transcylinder Μειονεκτήματα : o Χειροκίνητη διεργασία => χρονοβόρο και μη πρακτικό o Δυσκολία σε μεγάλους αγγειακούς & σκληρούς όγκους o Ακόμα σε πειραματισμό o Περιορισμοί σε επιφανειακές και περιφερειακές βλάβες o Πιθανή τεχνική αποτυχία αν δε βρίσκεται σε 900 με το πάτωμα 72

73 Ελάχιστα επεμβατική τεχνική : ναι Τεχνικές πλοήγησης για εντοπισμό βλάβης : διεγχειρητική υπερηχογραφία Εικόνες (62),(63) : Transcylinder system Β_ to-1 (2004) Περιγραφή : Το σύστημα αποτελείται από έναν λεπτό καθετήρα και ένα μονωμένο ηλεκτρόδιο άμεσα προσαρτημένο σε ένα - 4 χιλιοστών 0 ο άκαμπτο τηλεσκόπιο Hopkins με τη βοήθεια μικρών κομματιών σωλήνα παροχέτευσης (αναρρόφησης). Όλες αυτές οι δυνατότητες είναι συγκεντρωμένες σε μία χειροκίνητη 3-σε-1 συσκευή αφήνοντας ελεύθερο το άλλο χέρι του χειρουργού να χειριστεί έναν καθετήρα αναρρόφησης ή μια διπολική λαβίδα [23]. Η συσκευή χρησιμοποιείται απευθείας,χωρίς εξωτερικό περίβλημα ή προσχηματισμένα κανάλια Μέγεθος κατά την εισαγωγή : Δεν υπάρχει αλλαγή Ενδείξεις: Μεγάλα ενδοεγκεφαλικά αιματώματα Πλεονεκτήματα : o Ευθυγράμμιση εργαλείων με οπτικό άξονα => κίνηση ολόκληρης της διάταξης o Ενσωμάτωση φωτισμού + οπτικής συσκευής => μεγαλύτερη ευελιξία στον γιατρό o Μικρό μέγεθος κρανιοτομής (15 mm) 73

74 Μειονεκτήματα : o Απουσία οπτικής ανάδρασης από ενδοσκόπιο o Συγχρονισμός χεριού + ματιού o Απουσία περιβλήματος o Απουσία συστήματος σταθεροποίησης Ελάχιστα επεμβατική τεχνική : ναι Τεχνικές πλοήγησης για εντοπισμό βλάβης :όχι Προβληματισμοί : o υγιεινή? o προστασία περιβάλλοντος ιστού? Εικόνα (64) : 3-to-1 system 74

75 Β_13 Γενικά συμπεράσματα έρευνας Η ανάγκη που το νέο αυτό εργαλείο πάει να καλύψει είναι η ελάχιστα τραυματική σταδιακή, ρυθμική διάνοιξη του εγκεφαλικού για δημιουργία ενός καναλιού εργασίας. Το ζήτημα το οποίο μελετάμε καταφέρνει να επιλυθεί σε κάποιο βαθμό από τις ήδη υπάρχουσες προτάσεις χωρίς όμως να καλύπτεται, κυρίως, ο παράγοντας της ομαλής διεύρυνσης μίας μάζας ευαίσθητης σε οποιαδήποτε μεταβολή/πίεση. Το κάθε ένα από τα συστήματα που υπάρχουν στην αγορά προσεγγίζει το πρόβλημα από μία διαφορετική πλευρά κάθε φορά εντάσσοντας στη σχεδίαση μερικές από τις ανάγκες του γιατρού και την κατάστασης που καλείται να επιλύσει. Στόχος της συγκεκριμένης ενότητας είναι να λάβει υπόψιν της το πλαίσιο χρήσης του εργαλείου και τις ανάγκες των εμπλεκόμενων χρηστών / αποδεκτών και να αξιοποιήσει τα θετικά στοιχεία που αναδύθηκαν κατά την έρευνα υποστηρίζοντας τη σχεδίαση ενός.νέου, πιο ολοκληρωμένου και επιθυμητού συστήματος. Προβλήματα προς εξέταση : o Απουσία οπτικής ανάδρασης από ενδοσκόπιο o Συγχρονισμός χεριού + ματιού o Απουσία περιβλήματος / προστασίας o Απουσία συστήματος σταθεροποίησης o Χειροκίνητη διεργασία => χρονοβόρο και μη ακριβείας o Μικρός διαθέσιμος χώρος 75

76 Β_14 Χαρακτηριστικά οφέλη ενός νέου συστήματος Μετά τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά το στάδιο της έρευνας των σχεδιαστικών εφαρμογών χειρουργικών προσπελάσεων που χρησιμοποιούνται ήδη για να επιλύσουν το ζήτημα του εντοπισμού μίας εγκεφαλικής βλάβης, ορίσαμε κάποια χαρακτηριστικά που θα πρέπει να υποστηρίζονται από το τελικό σύστημα. o σταθερή και ελεγχόμενη(μηχανική) διάνοιξη του ιστού που εξασφαλίζει μεγαλύτερη ασφάλεια ως προς χειροκίνητη ανεξέλεγκτη διαπλάτυνση του εργαλείου o δυνατότητα ανεξάρτητης επέκτασης χωρίς την χειροκίνητη επέμβαση του γιατρού κατά την προετοιμασία του χειρουργείου/χώρου o σύνδεση μίας χρήσης εισαγωγέα σε μεταλλική επαναχρησιμοποιούμενη βάση -> υγιεινή, ασφάλεια, αξιοπιστία του εργαλείου o σταθεροποίηση του εργαλείου στο κρανίο που οδηγεί σε ελαχιστοποίηση της πιθανότητας μετακίνησης του εργαλείου και επικείμενο τραυματισμό του περιβάλλοντος εγκεφάλου o φιλικό προς το γιατρό αλλά και τη διαδικασία που καλείται να εκτελέσει καλύτερη εργονομία μικρότερη καταπόνηση και χειροκίνητη προσπάθεια μεγαλύτερη ασφάλεια o οδηγός- pointer ως σταθερό σημείο για καλύτερη οπτική ασφάλεια μέσω της απεικόνισης των περιβαλλόντων ιστών (visual assurance through visibility of the surrounding walls) o μείωση συνολικού απαιτούμενου χρόνου του χειρουργείου o βελτίωση της μετεγχειρητικής ανάρρωσης του ασθενούς 76

77 Β_15 Περίπτωση του Phinea Gage Το 1848 ο Phineas Gage δούλευε σε μία σιδηροδρομική εταιρεία όντας υπεύθυνος του συνεργείου ανατινάξεων τμημάτων για τη διάνοιξη νέας σιδηροδρομικής γραμμής. Η διαδικασία ήταν η εξής: Το συνεργείο έσκαβε ένα στενό φρεάτιο στο βράχο, το γέμιζε μέχρι τη μέση με μπαρούτι, έβαζε το φυτίλι και μετά γέμιζε την τρύπα με άμμο(για να διοχετευτεί η έκρηξη προς το βράχο), την πίεζε με μια σιδερένια βέργα και μετά άναβε το φυτίλι και γινόταν η έκρηξη. Η ιστορία του Phinea Gage είναι ενδιαφέρουσα γιατί εκείνη τη μέρα έγινε η ίδια ακριβώς διαδικασία με τη διαφορά όμως πως όταν ο Phineas χτύπησε με τη βέργα το μπαρούτι, δεν είχε προστεθεί η άμμος με αποτέλεσμα η σιδερένια βέργα, που ήταν μέσα στην τρύπα, να εκτοξευθεί σα σφαίρα προς το κεφάλι του. Η βέργα, πάνω από 1 μέτρο σε μήκος και με διάμετρο 3 πόντους στη μία άκρη και μισό πόντο στην άλλη διαπέρασε το αριστερό μάγουλο του Gage, τη βάση του κρανίου του, το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου του και βγήκε από την κορυφή του κρανίου του, αφήνοντας μια αποτρόπαιη πληγή εξόδου. Ο Gage έπεσε κάτω από την πρόσκρουση, αλλά πέρα από κάθε προσδοκία ανασηκώθηκε και άρχισε να μιλάει. Είχε τις αισθήσεις του και φαινόταν να μην είχε χάσει τα λογικά του, παρά το φοβερό του τραύμα. Οι άνδρες τον βοήθησαν να σηκωθεί και να πάει στην πόλη για να τον δει γιατρός, ο οποίος επιβεβαίωσε πως Gage ήταν απόλυτα διαυγής, δεν είχε υποστεί παράλυση και δεν είχε πρόβλημα ούτε να περπατήσει, ούτε να μιλήσει, ούτε να χρησιμοποιήσει τα χέρια του. Είχε τυφλωθεί από το αριστερό μάτι λόγω του ατυχήματος, αλλά κατά τ άλλα ήταν μια χαρά. Με το που πέρασε όμως ο πυρετός και έκλεισε η πληγή στο κεφάλι του, άρχισαν να εμφανίζονται μεγάλες και σοκαριστικές αλλαγές στην προσωπικότητά του. Είχε γίνει «ευερέθιστος, ασεβής, έβριζε χυδαιότητα, κάτι που δεν έκανε παλιά, επεδείκνυε αδιαφορία για τους συναδέλφους του, ήταν ανυπόμονος, αντιδρούσε σε συμβουλές που δε συμβαδίζανε με τις επιθυμίες του, πότε ήταν οργανωτικός και πότε εκκεντρικά ανοργάνωτος και συχνά εγκατέλειπε σχέδια με το που ολοκλήρωνε τη δημιουργία τους. 77

78 Το 1860 άρχισε να υποφέρει από κρίσεις και τελικά το 1861 έπαθε απανωτά πολλές κρίσεις, έπεσε σε κώμα και πέθανε χωρίς να ανακτήσει ξανά τις αισθήσεις του. Μετά από μελέτες του κρανίου και του εγκεφάλου του,ανακάλυψαν πως η περιοχή του εγκεφάλου του Gage που είχε υποστεί βλάβη ήταν το τμήμα των μετωπικών λοβών που λέγεται μεσοκοιλιακός προμετωπιαίος φλοιός, ακριβώς το μέρος που πιστεύεται ότι είναι κρίσιμο για τη λήψη αποφάσεων. Σύμφωνα με τον Δρ. Antonio Damaso με κατεστραμμένο αυτό το μέρος του εγκεφάλου, δεν μπορούσε να κάνει σχέδια για το μέλλον, να ακολουθήσει τους κοινωνικούς κανόνες και συνήθειες ή να σχεδιάσει την καλύτερη λύση για ένα πρόβλημα. Το ότι έκανε αυτά που έκανε ήταν αναμενόμενο και δεν έφταιγε καν ο ίδιος δεν ήταν αποτέλεσμα συνειδητής επιλογής. o Το συμπέρασμα ήταν ότι οι μετωπιαίοι λοβοί του εγκεφάλου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο για την προσωπικότητα, τον έλεγχο της συμπεριφοράς και μας επιτρέπουν να ελέγχουμε τις αντικοινωνικές μας επιθυμίες και να συμπεριφερόμαστε όπως περιμένει ο κοινωνικός περίγυρος. Αυτές οι ικανότητες μπορούν να αδρανοποιηθούν αν οι μετωπιαίοι λοβοί υποστούν βλάβη ή καταστραφούν (23). Εικόνα (65) : Αναπαράσταση του κρανίου του Phinea Gage κατά το ατύχημα 78

79 Β_16 Σχεδιαστικές προδιαγραφές (Guidelines) 1. Να λειτουργεί σαν κανάλι εργασίας για την πρόσβαση σε εγκεφαλικές βλάβες i. Σταδιακή και σταθερή διάνοιξη του εγκεφαλικού ιστού ii. Να προσαρμόζεται ο ρυθμός διάνοιξης του εργαλείου ανάλογα με την εκάστοτε περίπτωση μέσω κατάλληλης επιφάνειας ρύθμισης 2. Να διευκολύνει την πρόσβαση εν τω βάθει βλαβών 3. Να επιτρέπει καλή ορατότητα της βλάβης δημιουργία καναλιού εργασίας 4. Να υπάρχει επαρκής χώρος για είσοδο εργαλείων 5. Να διαθέτει μεγάλες περιοχές επιφάνειας για ομογενή καταμερισμό της φλεβικής πίεσης στην περιφέρεια της βλάβης 6. Να κατανέμει ομαλά τον περιβάλλοντα ιστό i. κατά την είσοδο του εργαλείου ii. κατά τη διάνοιξη του ιστού iii. κατά την απομάκρυνση του εργαλείου από τον εγκέφαλο 7. Να ελέγχει πιθανή αύξηση του όγκου του εγκεφάλου i. να επιτρέπει την αποσυμπίεση μέσω διαρροής του ε.ν.υ 8. Να παρέχει καθαρή απεικόνιση περιβάλλοντος ιστού i. επιλογή κατάλληλου υλικού ii. επιλογή μηχανισμού που δεν παρεμποδίζει την ορατότητα 9. Να σταθεροποιείται σε βραχίονα 10. Να απαιτεί μικρή κρανιακή τομή 11. Να δίνει τη δυνατότητα τροποποίησης / αλλαγής της διαδρομής 12. Να λειτουργεί σαν οδηγός (pointer) για τον εντοπισμό της βλάβης και να συνεργάζεται με οδηγούς νευροπλοήγησης 13. Να εισάγεται και να αφαιρείται εύκολα 14. Να διευκολύνει τον έλεγχο ενδεχόμενης τοιχωματικής αιμορραγίας + συνεργασία με άλλα μέσα (υπαρκτά ή όχι) αιμόστασης (κατά την έξοδο του εργαλείου είναι πιθανή η ύπαρξη παράπλευρης και προστιθέμενης αιμορραγίας) 15. Να είναι εύκολο στο χειρισμό 16. Να χρησιμοποιηθεί υλικό συμβατό με τον εγκέφαλο 17. Το σύστημα να μην είναι ηλεκτρικά αγώγιμο 79

80 18. Να αποστειρώνεται χωρίς να αλλοιώνεται η χρηστικότητα του i. Να αποτρέπει τη μετάδοση νόσων 19. Να μην προξενεί επιπρόσθετο τραυματισμό στον ιστό i. να μην έχει αιχμηρά σημεία ii. Τα επιμέρους κομμάτια να ενώνονται καλά iii. να έχει λείες επιφάνειες 20. Να μην υπάρχουν ασυνέχειες που θα επέτρεπαν απόσπαση υγιούς ιστού και επιπλέον τραυματισμό του 21. Να είναι συμβατό με απεικονιστικά διαγνωστικά μέσα (υπέρηχος ή και μαγνητικό) και σε περίπτωση παρακολούθησης από υπέρηχο να παρέχει καθαρή εικόνα 22. Να προσφέρει ακρίβεια στις κινήσεις 23. Να συμμορφώνεται με διεθνείς προδιαγραφές (DMSS, BSI, DIN, ASTM, κ.τ.λ.) 80

81 Γ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Γ_0 Ιδεασμός Ο ιδεασμός είναι το πρώτο στάδιο της σχεδιαστικής διαδικασίας μετά το στάδιο της έρευνας. Στόχος του ιδεασμού είναι η παραγωγή μιας σειράς επιμέρους σχεδιαστικών λύσεων βασισμένες στις σχεδιαστικές προδιαγραφές,η σύνθεση των οποίων θα μας οδηγήσει στην ανάπτυξη προσχεδίων που θα ικανοποιούν το σχεδιαστικό brief. Κατά τον ιδεασμό, ο σχεδιαστής καλείται να αφεθεί να καταγράψει μία σειρά από λύσεις που θα τον οδηγήσουν εν δυνάμει σε καινοτόμες, δημιουργικές και απελευθερωτικές ιδέες. Σε αυτό το στάδιο προκύπτει ένα idea pool το οποίο θα λειτουργήσει ως βιβλιοθήκη ιδεών για τα μετέτειπα στάδια της σύνθεσης ολοκληρωμένων προσχεδίων και εντέλει, μίας τελικής πρότασης. Στη συνολική σχεδιαστική προσέγγιση ενός brief,ο καταιγισμός ιδεών αποτελεί πολύ σημαντικό σταθμό ώστε να αναδυθούν πρωτοπόρες ιδέες. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, ο ιδεασμός καταγράφηκε με τη μορφή σχεδιαστικών σκίτσων, σκίτσων και δοκιμές σε τρισδιάστατα μοντέλα καθώς και πρωτότυπα μοντέλα που βοήθησαν στην καλύτερη κατανόηση του προβληματικού χώρου. Έπειτα, οι πιο αποτελεσματικές λύσεις αξιολογήθηκαν και βάσει των σχεδιαστικών προδιαγραφών, εντάχθηκαν σε συνθέσεις που αποτέλεσαν τη βάση για τα προσχέδια προτάσεις [24]. 81

82 Σχεδιαστική προδιαγραφή Επιμέρους λύσεις 1. Να λειτουργεί σαν κανάλι εργασίας για πρόσβαση σε εγκεφαλικές βλάβες i. Σταδιακή και σταθερή διάνοιξη του εγκεφαλικού ιστού i. Να προσαρμόζεται ο ρυθμός διάνοιξης του εργαλείου ανάλογα με την εκάστοτε περίπτωση μέσω κατάλληλης επιφάνειας ρύθμισης 2. Να διευκολύνει την πρόσβαση εν τω βάθει βλαβών (καλύπτεται από τη σχεδίαση διάφορων μηκών του εργαλείου) 3. Να επιτρέπει καλή ορατότητα της βλάβης δημιουργία καναλιού εργασίας 4. Να υπάρχει επαρκής χώρος για είσοδο εργαλείων 5. Να διαθέτει μεγάλες περιοχές επιφάνειας για ομογενή καταμερισμό της φλεβικής πίεσης στην περιφέρεια της βλάβης 82

83 Σχεδιαστική προδιαγραφή Επιμέρους λύσεις 6. Να κατανέμει ομαλά τον περιβάλλοντα ιστό i. κατά την είσοδο του εργαλείου ii. iii. κατά τη διάνοιξη του ιστού κατά την απομάκρυνση του εργαλείου από τον εγκέφαλο 7. Να ελέγχει πιθανή αύξηση του όγκου του εγκεφάλου να επιτρέπει την αποσυμπίεση μέσω διαρροής του ε.ν.υ (καλύπτεται από άλλες επιμέρους λύσεις) 8. Να παρέχει καθαρή απεικόνιση περιβάλλοντος ιστού i. επιλογή κατάλληλου υλικού ii. επιλογή μηχανισμού που δεν παρεμποδίζει την ορατότητα 9. Να σταθεροποιείται σε βραχίονα (Η σχεδίαση λύσεων δύναται να εξυπηρετήσει σε επίπεδο έρευνας αφού ο βραχίονας πάνω στον οποίο τοποθετείται το εργαλείο υπάρχει έτοιμο πάνω στη στεφάνη σταθεροποίησης) 83

84 Σχεδιαστική προδιαγραφή Επιμέρους λύσεις 10. Να απαιτεί μικρή κρανιακή τομή (καλύπτεται από άλλες επιμέρους λύσεις) 11. Να δίνει τη δυνατότητα τροποποίησης / αλλαγής της διαδρομής 12. Να λειτουργεί σαν οδηγός (pointer) για τον εντοπισμό της βλάβης και να συνεργάζεται με οδηγούς νευροπλοήγησης 13. Να εισάγεται και να αφαιρείται εύκολα 14. Να διευκολύνει τον έλεγχο ενδεχόμενης τοιχωματικής αιμορραγίας + συνεργασία με άλλα μέσα (υπαρκτά ή όχι) αιμόστασης (κατά την έξοδο του εργαλείου είναι πιθανή η ύπαρξη παράπλευρης και προστιθέμενης αιμορραγίας) 15. Να είναι εύκολο στο χειρισμό 16. Να χρησιμοποιηθεί υλικό συμβατό με τον εγκέφαλο 17. Το σύστημα να μην είναι ηλεκτρικά αγώγιμο 18. Να αποστειρώνεται χωρίς να αλλοιώνεται η χρηστικότητα του i. Να αποτρέπει τη μετάδοση νόσων (καλύπτεται από την επιλογή κατάλληλων υλικών) 19. Να μην προξενεί επιπρόσθετο τραυματισμό στον ιστό i. να μην έχει αιχμηρά σημεία ii. Τα επιμέρους κομμάτια να ενώνονται καλά iii. να έχει λείες επιφάνειες 20. Να μην υπάρχουν ασυνέχειες που θα επέτρεπαν απόσπαση υγιούς ιστού και επιπλέον τραυματισμό του 84

85 Σχεδιαστική προδιαγραφή Επιμέρους λύσεις 21. Να είναι συμβατό με απεικονιστικά διαγνωστικά μέσα (υπέρηχος ή και μαγνητικό) και σε περίπτωση παρακολούθησης από υπέρηχο να παρέχει καθαρή εικόνα 22. Να προσφέρει ακρίβεια στις κινήσεις (καλύπτεται από άλλες επιμέρους λύσεις) 23. Να συμμορφώνεται με διεθνείς προδιαγραφές (DMSS, BSI, DIN, ASTM, κ.τ.λ.) 85

86 Γ_1 Σύνθεση Γ_1.0 Χαρακτηριστικά τριών συστημάτων Και τα τρία συστήματα που σχεδιάστηκαν, προέκυψαν με κύριο γνώμονα τις σχεδιαστικές προδιαγραφές του υπό μελέτη έργου. Ωστόσο, κάθε μία από τις σχεδιαστικές προτάσεις προσεγγίζει τον προβληματικό χώρο δίνοντας μεγαλύτερη βάση σε διαφορετική, κάθε φορά, απαίτηση ή ανάγκη των εμπλεκόμενων πλευρών. Ο πρώτος άξονας είναι η σταδιακή ανάπτυξη του εργαλείου και αποτελεί τη σημαντικότερη σχεδιαστική προδιαγραφή και ταυτόχρονα τον κύριο λόγο σχεδίασης ενός νέου συστήματος. Υπάρχει διαφοροποίηση στον τρόπο που γίνεται η διάνοιξη του ιστού σε κάθε προσχέδιο και έτσι δίνεται η δυνατότητα περαιτέρω έρευνας του ποιος τρόπος τελικά μπορεί να ικανοποιήσει στο μεγαλύτερο βαθμό την ουσιώδη ανάγκη διατηρώντας σε επαρκές επίπεδο τις υπόλοιπες προδιαγραφές. Ο δεύτερος άξονας είναι ο χώρος που δημιουργείται κατά την διαπλάτυνση του εργαλείου και κατά πόσον ο χώρος αυτός είναι φιλικός ως προς τη διαδικασία που καλείται να εξυπηρετήσει. Ο χώρος αυτός πρέπει να προσφέρει τόση ελευθερία κινήσεων όση χρειάζεται ώστε ο γιατρός να μπορεί να εισάγει τα εργαλεία που χρειάζεται και επιτελέσει το χειρουργικό στόχο. Ο τρίτος και τελευταίος, άξονας είναι η διαισθητικότητα ως προς την κατανόηση και χρήση του εργαλείου. Κατά την έρευνα στα ανταγωνιστικά προϊόντα, εντοπίσαμε κάποιες βασικές γραμμές ως προς το σχήμα και τον τρόπο επέκτασης του συστήματος αλλά και την αλληλεπίδραση του χρήστη με το τελευταίο. Κατά την ανάπτυξη των 3 σχεδίων, τόσο η πολυπλοκότητα όσο και η αντίληψη του συστήματος από πλευράς χρήστη εξετάστηκαν και προσεγγίστηκαν με διαφορετικό τρόπο. πλευρική Σταθερή ανάπτυξη έκκεντρη μικρός Χώρος κατά τη διαπλάτυνση επαρκής μικρή διαισθητικότητα μεγάλη 86

87 Όπως φαίνεται στον πίνακα παραπάνω αλλά και όπως θα δούμε και στις 3 προτάσεις παρακάτω,το σύστημα 1 ανοίγει με κέντρο ένα σταθερό πλευρικό σημείο, δημιουργώντας έναν συγκεκριμένο, μη ευέλικτο χώρο εργασίας ενώ η χρήση του υπονοεί μία νέα κατεύθυνση εκτέλεσης της εργασίας. Στο σύστημα 2,η διεύρυνση του συστήματος είναι κατ εξοχήν κεντρικά κινούμενος μέσω της διαστολής των τοιχωμάτων του εργαλείου. Ο χώρος του καναλιού εργασίας είναι στρογγυλός, σχήμα το οποίο διευκολύνει τη μέγιστη αξιοποίηση για την είσοδο εργαλείων. Η σχεδίαση του έχει βασιστεί σε ιατρικό εμφύτευμα το οποίο χρησιμοποιείται πλέον σε πολλές περιπτώσεις για αποφυγή επαναστένωσης των στεφανιαίων αγγείων. Αυτό, προκαλεί μία σύνδεση μεταξύ των δύο διαφορετικών σχεδιαστικών προσεγγίσεων της ίδιας ιδέας και το καθιστά φιλικό προς το χρήστη. Το σύστημα 3 ανοίγει με παρόμοιο μηχανισμό όπως μία λαβίδα, με την προέκταση δηλαδή δύο σωμάτων τα οποία δημιουργούν έναν στρογγυλεμένο παραλληλόγραμμο χώρο. Η χρήση του αποτελεί εργαλείο πολύ γνώριμο στο χρήστη μιας και παρομοιάζει εργαλείο απόλυτα απαραίτητο για οποιαδήποτε χειρουργική επέμβαση. 87

88 Γ_1.1 Πειραματικά πρωτότυπα Αφού παρήχθησαν επιμέρους λύσεις βασισμένες στις σχεδιαστικές προδιαγραφές, δημιουργήθηκαν κάποια πρωτότυπα ώστε να κατανοηθεί καλύτερα ο προβληματικός χώρος, να εφαρμοστούν κάποιες ιδέες και να αποδειχτεί η λειτουργικότητα τους,αν υπήρχε, και να προκύψουν κάποιες νέες προτάσεις που πιθανόν να μην είχαν καταγραφεί. Οι δοκιμές πειραματικά μοντέλα έγιναν με τη χρήση κοινού χαρτιού Α4 και όπου χρειάστηκε, κόλλας. Πρωτότυπο Νο 1 Το πρωτότυπο αυτό πραγματοποιήθηκε ώστε να κατανοηθεί εάν θα μπορούσε να σχεδιαστεί και εφαρμοστεί ένας μηχανισμός ο οποίος να επεκτείνεται προς δύο άξονες. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Η επέκταση στον έναν άξονα περιόριζε την κίνηση στον άλλο άξονα με αποτέλεσμα να μην υπάρχει κάποιο σταθερό (πακτωμένο) σημείο,πράγμα το οποίο αποδεικνύεται μη λειτουργικό όταν το εργαλείο πρόκειται να εισαχθεί σε μία τόσο ευαίσθητη περιοχή όπως είναι ο εγκεφαλικός ιστός. 88

89 Πρωτότυπο Νο 2 Το δεύτερο πρωτότυπο δημιουργήθηκε βασισμένο στην κυψελώδη επεκτάσιμη δομή με δυνατότητα κίνησης σε έναν άξονα.η βασική ιδέα ήταν η τμηματοποίηση της δομής και συνεπώς, η κατανεμημένη εφαρμογή πίεσης κατά τη διαστολή. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Το πρωτότυπο αυτό συνέβαλε στη γενικότερη κατανόηση της διάνοιξης μίας επιφάνειας και της δυνατότητας που προσφέρει μία δομή. 89

90 Πρωτότυπο Νο 3 Το τρίτο και τελευταίο πρωτότυπο ήταν πιο κοντά στη σχεδιαστική προσέγγιση την οποία ακολουθήσαμε ως προς τον τρόπο επέκτασης στην πλειοψηφία των επιμέρους σχεδιαστικών λύσεων. Η αύξηση της διαμέτρου του κυλίνδρου έγινε μέσω επέκτασης των τοιχωμάτων του κυλίνδρου ( κατά μήκος ενός άξονα) και η τελική διάμετρος ήταν περίπου 3 φορές η αρχική διάμετρος (300%). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Η υλοποίηση του πρωτοτύπου αυτού αποτέλεσε ουσιαστικά την απόδειξη ότι η κατασκευή μιας υποδειγματικής δομής με δυνατότητα έκκεντρης ανάπτυξης μπορεί να μας δώσει τα αποτελέσματα που επιθυμούμε με βάση το σχεδιαστικό brief που έχουμε ορίσει. 90

91 Γ_1.2 Σύστημα 1 Το σύστημα 1 αποτελεί μία διαφορετική προσέγγιση της βελόνης Cushing, εργαλείο που χρησιμοποιούνταν ως επί το πλείστων για παρακέντηση. Το σύστημα αποτελεί έναν στειλεό ο οποίος εισέρχεται στον εγκεφαλικό ιστό και μέσω της σχισμής εξέρχεται και δημιουργείται το κανάλι εργασίας. 91

92 Κάθε εργαλείο περιέχει ενσωματωμένο το μηχανισμό διάνοιξης, η κίνηση του οποίου γίνεται χειροκίνητα, (με την υποστήριξη περαιτέρω σχεδίασης μπορούν να δοθούν λύσεις αυτοματοποιημένης κίνησης ),ενώ στο σύνολό του το εργαλείο περικλείει άρτια όλα τα μέρη χωρίς να αφήνει εκτεθειμένο κάποιο σημείο, καθώς ακόμη και η περιοχή της σχισμής καλύπτεται αρχικά από τη συσκευασία στην οποία προστατεύεται και παραμένει αποστειρωμένο (το εργαλείο). 92

93 Το εσωτερικό φύλλο του συστήματος, κατά την είσοδο του στον ιστό βρίσκεται αναδιπλωμένο στο εσωτερικό του εργαλείου στερεωμένο στις δύο άκρες. όσο ο μηχανισμός διανοίγει το φύλλο, αυτό ξετυλίγεται και εξέρχεται του συστήματος από τη σχισμή που υπάρχει. Στην τελική του διάσταση, το φύλλο έχει ξετυλιχθεί πλήρως σχηματίζοντας ένα κυκλικό κανάλι πλευρικά του συστήματος από το οποίο (κανάλι) θα εισάγει ο γιατρός τα εργαλεία του για να φτάσει στη βλάβη. 93

94 Ο μηχανισμός διάνοιξης που χρησιμοποιείται είναι ανάλογος με αυτόν ενός στυλό με μηχανισμό περιστροφής (twist mechanism) και η κίνηση διάνοιξης είναι αυτή που υποδεικνύεται από το σχήμα 1,ενώ αντίστοιχα η συρρίκνωση γίνεται με περιστροφή προς την αντίθετη πλευρά. Όσο ο χρήστης περιστρέφει το καπάκι, τόσο το σώμα περιστρέφεται και προκαλεί το ξετύλιγμα του φύλλου. Τα κομμάτια του μηχανισμού θηλυκώνουν το ένα με το άλλο μέσω μίας σπειρωτής δομής,ενώ η εσωτερική δομή έχει και έναν υποδοχέα πάνω στον οποίο προσδένεται ο διάδρομος εργασίας. 94

95 Το άκρο του εργαλείου είναι στρογγυλεμένο ώστε κατά την είσοδο του στον εγκεφαλικό ιστό να κατανέμει ομοιόμορφα την πίεση αποφεύγοντας τον επιπρόσθετο τραυματισμό της περιοχής. Η επιφάνεια του καλύμματος που χειρίζεται ο χρήστης έχει μικρές εξοχές για καλύτερο κράτημα και μεγαλύτερη ασφάλεια. 95

96 Διαστάσεις ΠΡΟΣΟΨΗ 96

97 Γ_1.3 Σύστημα 2 Η σχεδίαση του συστήματος 2 έχει παραμείνει σε επίπεδο βασικής δομής - μηχανισμού. Το σύστημα εισάγεται στην ελάχιστη διάμετρο του και όσο ο μηχανισμός με τους τμηματοποιημένους βραχίονες ξεκινάει τη διάνοιξη, τόσο οι αναδιπλωμένες πτυχώσεις απλώνονται μεγαλώνοντας τη διάμετρο του συστήματος. Οι δομές που προτείνονται είναι ανοιχτής κυψέλης δηλαδή όχι διασυνδεδεμένες όλες οι ράβδοι μεταξύ τους. Τα σχέδια αυτά τείνουν να έχουν ποικιλία στα μεγέθη και τα σχήματα των κυψελών κατά μήκος του stent* και προσφέρουν αυξημένη ευελιξία, πλευρική πρόσβαση της διακλάδωσης με κλιμάκωση των στοιχείων των σταυροειδών δεσμών για να παρέχει ακτινική δύναμη.λειτουργούν καλύτερα στις κυρτώσεις όμως η περιοχή της κυψέλης μπορεί να ανοίξει υπερβολικά στην εξωτερική καμπύλη ενός γωνιώδους στοιχείου. * Stent : μικροσκοπική σωληνοειδής μεταλλική δομή /εμφύτευμα η οποία εισάγεται σε ένα αιμοφόρο αγγείο ή σε κάποιον άλλο εσωτερικό αγωγό προκειμένου να επεκτείνει το αγγείο για την πρόληψη ή ανακούφιση μιας απόφραξης. Συνήθως αυτές οι δομές κατασκευάζονται από μεταλλικό πλέγμα και παραμένουν στο σώμα μόνιμα ή έως ότου αφαιρεθούν μέσω χειρουργικής επέμβασης. 97

98 Η σχεδίαση του συστήματος 2 επιδέχεται μεγάλες παραλλαγές ως προς τη δομή και την σχεδιαστική προσέγγιση της διάνοιξης. Κάποιες παρουσιάζονται παρακάτω : 98

99 Ο μηχανισμός αποτελείται από ένα βασικό άξονα πάνω στον οποίο υπάρχουν 4 πακτωμένοι βραχίονες οι οποίοι με την ενεργοποίηση του μηχανισμού προκαλούν, σταδιακά, τη διάνοιξη του συστήματος μέσω εφαρμογής μίας δύναμης κοινής και για τα 4 σημεία στα οποία υπάρχουν οι βραχίονες. Η κίνηση αυτή προκαλεί την επέκταση της διαμέτρου του εργαλείου,κυρίως ομοιόμορφα, όπως εμείς επιθυμούμε, αλλά δίνοντας τη δυνατότητα και για άλλες μορφοποιήσεις της επέκτασης. [25] 99

100 Διαστάσεις Υποδειγματικό τμήμα ΚΑΤΟΨΗ Μηχανισμός 100

101 Γ_1.4 Σύστημα 3 Το σύστημα απαρτίζεται από δύο σωλήνες ημικυκλικού σχήματος οι οποίοι στηρίζονται σε δύο βραχίονες οι οποίοι με τη σειρά τους στερεώνονται πάνω σε έναν ενιαίο μηχανισμό στροφάλου. Τέλος, τοποθετείται το κάλυμμα το οποίο καλύπτει όλο το μηχανισμό και συνδέει το σύστημα πάνω στο βραχίονα σταθεροποίησης. 101

102 Οι δύο σωλήνες έχουν στο επάνω άκρο τους δύο εξοχές ώστε να συνδέονται με τις ράβδους οι οποίες ενώνονται, αντίστοιχα, με δύο στροφάλους μέσω εξοχών. Οι στρόφαλοι* περιστρέφονται παρασύροντας τους βραχίονες οι οποίοι εκτελούν περιστροφή 180 μοιρών υποχρεώνοντας τους σωλήνες σε πλευρική γραμμική κίνηση ολίσθησης ώστε να επεκτείνονται ταυτόχρονα. Στρόφαλος : ένας στρόφαλος είναι ένας βραχίονας που προσαρτάται,σε ορθές γωνίες, πάνω σε περιστρεφόμενο άξονα από τον οποίο παλινδρομική κίνηση προσδίδεται ή λαμβάνεται. Συνδεδεμένο, συνήθως, στο άκρο του στροφάλου υπάρχει μέσω ενός στροφέα, μία ράβδος που ονομάζεται μπιέλα (connecting rod). Το άκρο της ράβδου που συνδέεται με το στρόφαλο κινείται σε κυκλική κίνηση,ενώ το άλλο άκρο περιορίζεται σε γραμμική κίνηση ολίσθησης