[Laser fluorescence spectroscopy and navigation in surgical treatment of spinal tumors: a systematic review]

Zh Vopr Neirokhir Im N N Burdenko. 2024;88(1):109-114. doi: 10.17116/neiro202488011109.
[Article in Russian]

Abstract

The main problem in microsurgical resection of spinal cord tumors is excessive surgical aggression. The last one often leads to unsatisfactory clinical and neurological outcomes. Laser fluorescence spectroscopy is a modern neurosurgical approach to distinguish tumor boundaries even if standard visible fluorescence techniques are ineffective.

Objective: To evaluate the effectiveness of laser fluorescence spectroscopy alone or in combination with visual 5-ALA fluorescence for improvement of safety and quality of resection, as well as intraoperative diagnosis.

Material and methods: Searching for literature data was carried out in accordance with the PRISMA recommendations. The authors reviewed articles independently of each other. These data were systematized.

Results: Laser fluorescence spectroscopy is valuable to identify fragments of intramedullary ependyomas in 86% of cases, while visual fluorescence only in 81% of cases. Advisability of this technique for low-grade astrocytomas is still unclear and requires further study. Its effectiveness is 87.5% for extramedullary meningiomas. Neuromas do not accumulate 5-ALA. In addition, this method can be used to determine the boundaries of intradural metastatic lesions.

Conclusion: 5-ALA fluorescence is a safe and useful intraoperative method for identifying tumor tissue and resection margins in patients with intramedullary or infiltrative extramedullary spinal cord tumors. Visual fluorescence combined with laser spectroscopy is a perspective method for intraoperative visualization of tumor remnants. This approach can improve safety and postoperative outcomes while maintaining resection quality.

Основной проблемой, которая возникает во время микрохирургического удаления опухолей спинного мозга, является избыточная хирургическая агрессия, что зачастую приводит к неудовлетворительному клиническому, в том числе неврологическому, исходу. Методом решения данной проблемы в современной нейрохирургии является лазерная флюоресцентная спектроскопия, позволяющая обнаружить границы инфильтрирующих опухолей даже в тех случаях, когда стандартные методики видимой флюоресценции не работают.

Цель исследования: Провести систематический обзор научной литературы для оценки эффективности использования лазерной флюоресцентной спектроскопии отдельно или в комбинации с визуальной флюоресценцией 5-аминолевулиновой кислотой (5-АЛК) в контексте повышения радикальности удаления, безопасности и интраоперационной диагностики.

Материал и методы: Отбор литературы проводился в соответствии с рекомендациями PRISMA. Отобранные работы оценивались авторами независимо друг от друга. Поученные данные были систематизированы.

Результаты: Применение лазерной флюоресцентной спектроскопии позволяет определить фрагменты интрамедуллярных эпендимом в 86% случаев, в то время как визуальной флюоресценции — только в 81%. При астроцитомах низкой степени злокачественности применение данной методики ограничено и требует дальнейшего изучения. Для экстрамедуллярных опухолей ее эффективность составляет 87,5% для менингиом. Невриномы в свою очередь не накапливают 5-АЛК. Помимо этого, данный метод может быть использован для определения границ интрадуральных метастатических поражений.

Заключение: Флюоресценция 5-АЛК является безопасным и полезным интраоперационным инструментом для выявления ткани опухоли и границ резекции при интрамедуллярных или инфильтративно растущих экстрамедуллярных опухолях спинного мозга. Применение визуальной флюоресценции в комбинации с лазерной спектроскопией представляет собой перспективный метод интраоперационной визуализации остатков опухоли, который позволяет повысить безопасность и исход хирургического лечения с сохранением радикальности удаления новообразований.

Keywords: extramedullary tumors; intramedullary tumors; intraoperative diagnosis; laser fluorescence spectroscopy; resection quality; safety.

Publication types

  • Systematic Review
  • English Abstract

MeSH terms

  • Humans
  • Lasers
  • Neurosurgical Procedures / methods
  • Spectrometry, Fluorescence
  • Spinal Cord Neoplasms* / diagnostic imaging
  • Spinal Cord Neoplasms* / surgery
  • Spinal Neoplasms* / surgery