机器人引导立体定向脑电图在侵入性癫痫监测中的应用

[旁白1] 欢迎观看我们关于机器人引导立体定向脑电图在侵入性癫痫监测中应用的视频。立体定向脑电图（stereo EEG，简称SEEG）由Jean Bancaud博士与Talairach于20世纪60年代在巴黎首创。该方法指根据解剖-电-临床学方法，通过立体定向技术将颅内电极植入脑内，由此提出了在癫痫发作期间对脑网络进行采样与记录的概念。这一方法提供了三维视角，现已成为我们通过颅内脑电图电极研究癫痫事件时空动态演变能力的基础。结合血管成像与Szikla图谱所示的Talairach坐标网格，可以明确并强调：为确保电极沿安全路径植入目标区域，同时最大限度减少对表浅及深部血管的损伤，精细的立体定向方法至关重要。关于SEEG术前规划，简要说明如下：在克利夫兰诊所，我们遵循Talairach与Bancaud时代的法国癫痫学派原则。在我们的植入图谱中，撇号（'）表示左侧，例如A'对应于A。我们通常采用正交电极方式进行电极植入。需要特别强调的是，电极路径的规划与目标区域本身同等重要，这对于更好地理解脑网络动态至关重要。此外，某些特定感兴趣区域，例如岛叶或后部眶额区，可能需要采用斜向路径进行植入。最后应当指出，对于高风险路径（如岛叶），经过该方法专门培训的外科医生在经验丰富的癫痫中心仍可安全实施。值得注意的是，所用电极的数量必须足以验证由多学科癫痫团队综合制定的解剖-电-临床假说。例如，电极数量通常在12至20根左右。此处我们提供一个术前规划示例，展示使用13根电极、以正交路径为主，对内侧颞叶及前部脑周网络进行探查的术前植入图谱。在表格中，我们为每根电极采用标准命名规范，其中撇号表示左侧。图中已标明目标点与进入点，但再次强调，路径规划本身至关重要，而这一过程通常在机器人系统上完成。

[旁白2] 以下是用于拍摄的一个病例展示。本病例展示的伦理问题已由本机构的伦理审查委员会审核通过。患者为46岁男性，既往有药物难治性癫痫史，伴有左侧半球皮质发育不良及多小脑回畸形。患者接受了全面的术前评估，尽管存在广泛的半球结构畸形，但仍形成了立体定向脑电图（SEEG）术前假说，即癫痫灶为局灶性起源。该假说构成了SEEG电极植入方案的基础，其设计依据前述规划示例中讨论的原则。最终的电极植入路径通过机器人操作界面及规划软件进行设计。

[旁白1] 这是用于SEEG手术规划的机器人界面及规划软件的一个示例。颅内电极是依次进行规划的，例如此处所示位于海马头部的电极。我们为每个电极设定两毫米的直径作为误差容限。该电极被标记为B'。我们选择海马头部本身作为靶点，同时考虑进入点，以确保电极及其轨迹保持正交。当然，脑表面的血管会被识别出来，我们需绕开这些血管来确定进入点。当我们切换到横截面视图时，即可可视化是否存在血管碰撞，如图所示。值得注意的是，我们已将CT与MR序列图像融合。我们的扫描方案包括双对比增强成像和血管成像（如MRA），以利于动脉及静脉解剖结构的可视化。此处可见电极靠近颞上沟，再次强调了轨迹规划的重要性。在脑表面，此处接近静脉解剖结构，因此需相应调整以避开表浅血管。随后重新评估轨迹，并切换至CT扫描窗口再次确认。CT尤其有助于识别脑表面的部分静脉结构，同时避免可能引起脑脊液漏的气房。现在快进到规划完成阶段，本例中已布设多个间隔分布的电极。例如，我们可见穿过额顶盖并终止于岛叶的Q、R'、R'和S'电极。在整个电极轨迹长度上，均需仔细评估每一根电极，确保其不与任何血管或其他结构发生碰撞。我们还希望尽可能最大化地采集灰质组织样本，包括脑沟的深部区域。最后，如您所见，部分电极较其他更深，但目前所有电极已共同显示在同一空间中。通过在三维视图中旋转头部，我们实际上可以从内部进行检查，确保不存在任何碰撞，特别是斜向电极轨迹与正交放置的其他电极之间是否存在碰撞，如图所示。

[旁白2] 手术当天，手术团队会进行最后一次检查。监测团队从机器人系统上获取测量数据，以选择合适长度和触点间距的电极。接下来，将Leksell头架固定于患者头部。Leksell头架是一种良好的头部固定方案，因其允许对面部进行面部识别操作，并可从头部两侧实现双侧电极植入。有多种方法可用于将机器人系统与患者解剖结构配准，包括面部识别；本例中采用的是刚性连接于Leksell头架的无创解剖标志点。通过在头架固定后获取术中O型臂CT旋转扫描图像，辅助完成该配准方法。使用刚性固定的标记点结合术中O型臂旋转扫描，可提供最高的准确性和可靠性，并能很好地融入机器人机械臂的工作流程。配准完成后，将机器人连接至头部框架。随后，对手术区域进行消毒准备并铺设无菌巾。对机器人基座进行无菌覆盖，然后将无菌连接装置安装在无菌巾上方的机械臂上。机械臂被引导至每个电极预定轨迹的位置。机械臂的轴向运动可沿电极轨迹实现精确移动。通过机械臂上的保护装置钻取颅骨钻孔。钻头上的限位装置可防止术者穿透颅骨。可利用机械臂的轴向运动最终调节钻孔深度，从而减少对保护装置进行繁琐的手动调整。通过探针应用单极电凝进行硬脑膜切开。随后经由机械臂将用于固定每根电极的螺栓旋入到位。再将电极固定帽旋紧在每个螺栓上。然后将电极经由机械臂上的导向装置沿预定轨迹推进至预先测量好的适当深度，并在此深度由固定帽加以固定。根据电极设计的不同，有时需要手动放置电极，而非经由机械臂，以便释放电极尾部。此时将电极在其穿出螺栓处固定，并利用机械臂的轴向运动创造操作空间。随后将电极尾部拉过机械臂上的导向装置。偶尔会在螺栓置入部位出现微量出血。通常可通过轻柔冲洗处理。若出现大量出血，则需进一步探查处理。每根电极均需标记并记录，以利于后续结果判读。在所有电极放置完成后，安放并固定接地电极，然后将整个装置连接至记录设备，获取术中电生理记录。该记录由神经内科和神经外科团队共同判读，以确保每根电极均获得充分的信号。最后，将机器人与头架分离。所有导线均封装于塑料袋中。电极置入部位以敷料垫保护并按无菌要求包扎。移除头架后对头部进行包扎。本例术后X线片展示了电极置入的代表性结果，显示电极大致位于正确位置，未见明显弯曲或折角。为评估该方法的效率，我们统计了一年内接受立体定向脑电图（SEEG）植入患者的手术时间及总在室时间。结果显示，平均每根电极在室时间为约15分钟，但随着植入电极数量增加，效率提升，每根电极的平均时间可低至9.4分钟。这可能反映出机器人的安装与拆卸时间相对恒定，而随着轨迹数量增加，机器人技术的操作效率优势逐渐累积放大。综上所述，基于立体定向头架的SEEG电极植入方法已有充分验证，安全且精准。机器人辅助引导技术可在保持传统方法准确性与精确性的同时，进一步提高电极植入的速度与便捷性。我们特别发现，当植入电极数量较多时，机器人技术的效率优势更为显著。感谢您观看我们关于机器人引导下立体定向脑电图技术的演示。