First experience in 5-ALA fluorescence-guided and endoscopically assisted microsurgery of brain tumors

• Published in: Medical laser application Vol. 23; no. 4; pp. 202 - 208
• Main Authors: Potapov, Aleksandr A., Usachev, Dmitry J., Loshakov, Valery A., Cherekaev, Vasilii A., Kornienko, Valery N., Pronin, Igor N., Kobiakov, Grigory L., Kalinin, Pavel L., Gavrilov, Anton G., Stummer, Walter, Golbin, Denis A., Zelenkov, Petr V.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier GmbH 01.11.2008
• Subjects: 5-ALA; Endoscopy; Endoskopie; Fluorescence; Fluoreszenz; Malignant glioma; Maligne Glioblastome; PDD; PDD; Malignant glioma; Maligne Glioblastome; Endoskopie; Fluorescence; Endoscopy; Fluoreszenz; 5-ALA
• ISSN: 1615-1615; 1878-3228
• DOI: 10.1016/j.mla.2008.07.006

5-Aminolevulinic acid (5-ALA) fluorescence-guided microsurgical resections have proved to be superior to conventional microsurgery of malignant brain tumors. New neuroendoscopes have recently become available which allow endoscopically assisted 5-ALA fluorescence-guided resections to be carried out during conventional microsurgery. A prospective randomized controlled phase I/II study was started in Burdenko Neurosurgical Institute at the end of 2007 in order to assess the feasibility and safety of this technique. The aim of this publication is to describe our first experience of applying this method. The primary tumor diagnosis included malignant glioma (WHO-grade IV), metastases (MTS) and malignant skull base tumors. A total of 17 patients were given 5-ALA prior to microsurgery of the brain tumor. Microsurgical resections were assisted by 5-ALA fluorescence-guided endoscopy using Karl Storz endoscopic equipment for the determination of tumor remnants in the resection cavity. The additional use of the endoscope was accepted by all surgeons as a feasible and straightforward procedure. In most cases surgeons acknowledged benefit from the possibility of controlling the “behind the border” regions of the resection cavity, i.e. thorough inspection of the entire surface of the resection cavity without any traction to brain tissue using the angled endoscope. Bright fluorescence was observed not only in gliomas grade IV, but also in three of four metastases, amongst them a single melanoma, a single case of pilocytic astrocytoma, and a single case of chordoma. 5-ALA fluorescence-guided endoscopic assistance seems to be a feasible and beneficial technique. The use of 5-ALA fluorescence guidance may be extended to a number of brain tumors other than glioma grade IV. The technique is useful for distinguishing between normal brain and tumor tissue. No procedural or drug-related complications were observed. Erste Erfahrungen in der 5-ALA-Fluoreszenz-gesteuerten, endoskopisch assistierten Mikrochirurgie von Gehirntumoren. 5-ALA-Fluoreszenz-gesteuerte mikrochirurgische Resektionen haben sich gegenüber der konventionellen Mikrochirurgie als überlegen bei der Behandlung maligner Gehirntumoren erwiesen. Neuerdings verfügbare spezielle Neuroendoskope erlauben nunmehr auch endoskopisch assistierte mikrochirurgische Eingriffe unter 5-ALA-Fluoreszenzsteuerung. Am Burdenko-Institut für Neurochirurgie in Moskau wurde Ende 2007 mit einer prospektiven, randomisierten Phase I/II–Studie begonnen, um die Machbarkeit und die Sicherheit dieser Technik zu evaluieren. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, erste Erfahrungen bei Anwendung der Methode zu schildern. In die Studie eingeschlossen wurden bisher 17 Patienten mit diagnostizierten Glioblastomen (WHO-Grad IV), Hirnmetastasen (MTS) und malignen Tumoren der Schädelbasis. Den Patienten wurde vor dem mikrochirurgischen Eingriff oral 5-ALA verabreicht. Die mikrochirurgische Resektion der Tumoren erfolgte endoskopisch assistiert unter 5-ALA-Fluoreszenzsteuerung. Die dabei verwendete Karl-Storz-Endoskopietechnik erlaubt die genaue Identifizierung von Tumorresiduen in der Resektionshöhle. Der zusätzliche Endoskopeinsatz wurde von allen Chirurgen als handhabbar und unkompliziert akzeptiert. In den meisten Behandlungsfällen profitierten die Chirurgen von der Möglichkeit, mit dem mit einer abgewinkelten 30°-Optik ausgestatteten Endoskop die gesamte Oberfläche der Resektionshöhle einsehen und damit gewissermaßen „hinter die Operationsgrenze” schauen zu können, ohne das Gehirngewebe zu traktieren. Eine starke 5-ALA-induzierte Fluoreszenz konnte nicht nur bei den Glioblastomen (Grad IV), sondern auch bei 3 von 4 Hirnmetastasen (darunter 1 MTS eines malignen Melanoms, ein pilozytisches Astrozytom und ein Chordom der Schädelbasis) beobachtet werden. Die 5-ALA-Fluoreszenz-gesteuerte, endoskopisch assistierte Mikrochirurgie von Gehirntumoren scheint eine gut anwendbare und Erfolg versprechende Technik zu sein. Wie sich zeigte kann die 5-ALA-Fluoreszenzsteuerung möglicherweise nicht nur bei Glioblastomen (Grad IV) sondern auch bei anderen Gehirntumoren angewendet werden. Die Technik erwies sich als hilfreich bei der Abgrenzung zwischen normalem und Tumorgewebe. Weder anwendungs- noch wirkstoffbedingte (5-ALA) Komplikationen wurden beobachtet.