Operationstechnik und Nuancen für die stereoelektroenzephalographische (SEEG) Methodik unter Verwendung eines robotischen stereotaktischen Leitsystems
9. Juni 2023
Die SEEG-Methodik wird mit einem stereotaktischen Roboter vereinfacht und beschleunigt. Vor dem Einsatz des Roboters im OP muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass die präoperative volumetrische MRT beim Patienten registriert wird. Der Roboter rationalisiert den Eingriff, was zu kürzeren Operationszeiten und präzisen Implantationen führt.
Die SEEG, auch Stereoelektroenzephalografie genannt, ist eine minimalinvasive Methode zur Erforschung des menschlichen Gehirns, die den dreidimensionalen Aspekt der epileptiformen Aktivität berücksichtigt, indem sie die anatomoelektroklinischen Korrelationen analysiert. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, epileptiforme Entladungen im Gehirn minimalinvasiv abzubilden. Bevor Sie mit dem SEEG-Eingriff beginnen, helfen Sie dem Patienten in die Rückenlage.
Wenn der Patient unter Vollnarkose steht, fixieren Sie den Kopf des Patienten in einer Dreipunkt-Fixierhalterung und positionieren Sie den Roboter so am Kopf des Patienten, dass der Abstand zwischen der Basis des Roboterarms und dem Mittelpunkt des Schädels 70 Zentimeter beträgt. Verriegeln Sie den Roboter und befestigen Sie den Dreipunktkopfhalter am Roboter. Registrieren Sie mit dem halbautomatischen laserbasierten Gesichtserkennungssystem das präoperative volumetrische MRT mit dem Patienten und folgen Sie dabei allen Anweisungen des Roboters.
Verwenden Sie das Werkzeug zur Kalibrierung des eingestellten Abstands, um den Laser zu kalibrieren, und verwenden Sie den Laser, um die voreingestellten anatomischen Gesichtsmarkierungen manuell auszuwählen. Nachdem der Roboter die Gesichtsoberfläche automatisch gescannt hat, korrelieren Sie zusätzliche unabhängige Oberflächenorientierungspunkte mit dem registrierten MRT, um die Genauigkeit der Registrierung zu bestätigen. Für die Bolzenimplantation drapieren Sie den Patienten steril und den Roboterarbeitsarm mit sterilem Kunststoff.
Befestigen Sie eine Bohrplattform mit einer 2,5-Millimeter-Arbeitskanüle am Roboterarm und wählen Sie auf dem Touchscreen des Roboters die gewünschte Flugbahn für jeden zu implantierenden Bolzen aus. Treten Sie auf das Roboterpedal, um die Bewegung des Roboterarms zur ersten Flugbahn einzuleiten. Wenn die richtige Position erreicht ist, wird der Arm automatisch vom Roboter verriegelt.
Führen Sie einen Zwei-Millimeter-Bohrer durch die Arbeitskanüle und erzeugen Sie damit ein Nadelloch durch die gesamte Dicke des Schädels. Öffnen Sie die Dura mit einem isolierten Duraperforator mit monopolarer Kauterisation bei niedriger Einstellung. Schrauben Sie den Führungsbolzen fest in jede Lochblende und messen Sie mit einem sterilen Lineal den Abstand von der Bohrplattform zum Führungsbolzen.
Subtrahieren Sie diese gemessene Distanz vom Wert der Distanz zwischen Plattform und Ziel, die bei der Planung der Trajektorie verwendet wurde, und notieren Sie das Ergebnis für die spätere Verwendung als endgültige Länge der implantierten Elektrode. Messen und notieren Sie die endgültige Länge der Elektrode und vergewissern Sie sich, dass sie mit der neu berechneten Länge für die Schraube übereinstimmt. Versehen Sie dann die Elektrode und die Schraube mit passenden Etiketten, um Verwechslungen während der Elektrodenimplantation zu vermeiden.
Wenn alle Bolzen implantiert sind, wechseln Sie die OP-Handschuhe und öffnen Sie ein neues steriles Feld. Führen Sie ein Mandrin mit einem Durchmesser von zwei Millimetern durch eine Führungsschraube bis zur vorgesehenen Tiefe der Elektrode ein, die nach der Implantation des passenden Bolzens berechnet wird. Vergewissern Sie sich, dass die zu implantierende Elektrode mit dem Etikett des implantierten Führungsbolzens übereinstimmt, und entfernen Sie den Stilett.
Führen Sie die Elektrode sofort durch die Schraube ein und schrauben Sie die Elektrode zur Fixierung in die Schraube, wobei Sie eine fluoroskopische Röntgenaufnahme verwenden, um die korrekte Platzierung jeder Elektrode nach der Implantation zu bestätigen. Wenn alle Elektroden implantiert wurden, verwenden Sie eine Standard-Kopfverbandstechnik, um den Kopf des Patienten zu umwickeln. Hier wird ein geeigneter Operationssaal mit einer erfolgreichen Bolzenplatzierung und einer erfolgreichen Elektrodenimplantation für die SEEG-Methodik gezeigt.
Einzel-Positronen-Emissions-Computertomographie- und Magnetoelektroenzephalographie-Tests helfen bei der Erstellung der anatomoelektroklinischen Hypothese. In diesen repräsentativen Bildern wurde eine Elektrode im frontalen operkulären und dorsalen Inselbereich positioniert. Hier wird eine Resektion des rechten Operculums und der Insula in einem postoperativen T1-MRT gezeigt.
Die SEEG-Methode ermöglicht die dreidimensionale Kartierung der epileptiformen Aktivität durch Anwendung einer minimalinvasiven Technik der Platzierung von Tiefenelektroden im menschlichen Gehirn.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
Die SEEG-Methodik wird durch den Einsatz eines stereotaktischen Roboters verbessert, der das Verfahren vereinfacht und beschleunigt. Eine genaue Registrierung der präoperativen volumetrischen MRT-Bilder auf den Patienten ist entscheidend für den effektiven Einsatz des Roboters im Operationssaal.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Elektrophysiologie
- Minimalinvasive Techniken
Hintergrund
- SEEG steht für stereotaktische Elektroenzephalographie.
- Diese Methode ermöglicht die Erforschung der dreidimensionalen epileptiformen Aktivität des menschlichen Gehirns.
- Sie dient dazu, epileptiforme Entladungen auf minimalinvasive Weise abzubilden.
- Eine korrekte Patientenpositionierung und die Einrichtung des Robotersystems sind für den Eingriff unerlässlich.
Zweck der Studie
- Verbesserung der Effizienz des SEEG-Eingriffs.
- Gewährleistung einer genauen Implantation der Elektroden.
- Verkürzung der Operationszeiten während der Gehirnexploration.
Verwendete Methoden
- Der Patient wird im Liegen unter Vollnarkose positioniert.
- Der Kopf wird mit einem dreipunktigen Fixationshalter fixiert.
- Der Roboterarm wird in einem bestimmten Abstand zum Schädel positioniert.
- Ein halbautomatisches, laserbasiertes Gesichtserkennungssystem wird zur MRI-Registrierung verwendet.
Hauptergebnisse
- Der Einsatz des Roboters beschleunigt das SEEG-Verfahren.
- Es wurden kürzere Operationszeiten beobachtet.
- Präzise Elektrodenimplantationen wurden erreicht.
- Eine effektive Registrierung der MRT zum Patienten wurde bestätigt.
Schlussfolgerungen
- Der stereotaktische Roboter verbessert die SEEG-Methode erheblich.
- Die sorgfältige Registrierung der präoperativen Bildgebung ist entscheidend.
- Dieser Ansatz könnte zu besseren Behandlungsergebnissen bei Epilepsie führen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die präzise stereotaktische Elektrodenimplantation ist entscheidend für die Abbildung epileptogener Netzwerke in präklinischen Epilepsiemodellen und ermöglicht die Zielvalidierung durch direkte elektrophysiologische Messungen. Das robotergestützte Navigationssystem verbessert die Reproduzierbarkeit und verringert die prozedurale Variabilität, wodurch die Absicherung von Wirkmechanismen in Target-Engagement-Studien unterstützt wird. Dieser Ansatz erhöht die Vorhersagesicherheit in krankheitsrelevanten Systemen, indem standardisierte und quantifizierbare Daten zur neuronalen Aktivität bereitgestellt werden.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen durch dreidimensionale Abbildung epileptiformer Entladungen in krankheitsrelevanten neuronalen Schaltkreisen.
- Operationaler Wert: Unterstützt die biologische Risikominimierung, indem eine direkte elektrophysiologische Bestätigung des Target-Engagements in vivo bereitgestellt wird.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bereitet validierte biologische Systeme für nachgeschaltete Arbeitsabläufe vor, indem stabile Elektroden-Gewebe-Schnittstellen für chronische Ableitungen etabliert werden.
- Operativer Wert: Trägt durch robotergestützte Präzision bei der Elektrodenplatzierung zur Standardisierung und Reproduzierbarkeit von Assays bei und verringert die Variabilität zwischen Tieren.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Modellierung krankheitsrelevanter Systeme durch die Kopplung anatomischer, elektrischer und klinischer Korrelationen in präklinischen Epilepsiemodellen.
- Operativer Wert: Stellt eine durchgängige Nutzung von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung sicher, indem konsistente, implantierbare Elektrodenplattformen bereitgestellt werden, die für Langzeitstudien geeignet sind.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode integriert sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung bis zur Leitstruktur-Identifizierung, indem sie elektrophysiologische Messwerte bereitstellt, die Aufschluss über die Wirkung von Verbindungen auf die Dynamik neuronaler Netzwerke geben.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung und die Aufklärung von Signalwegen, indem die Echtzeitüberwachung epileptiformer Aktivität in miteinander verbundenen Hirnregionen ermöglicht wird.
- Screening: Beschreibt die Bereitschaft des Assays durch stabile, chronische Elektrodenimplantation, die wiederholte Wirkstofftests ermöglicht.
- Analytik: Betont quantitative abhängige Variablen wie Spikfrequenz, Amplitude und Ausbreitungsmuster, die Teams bei dem Vergleich pharmakologischer Bedingungen unterstützen.
- Translationale Forschung: Stellt über die fluoroskopische Bestätigung der Elektrodenposition und die bildgebende postoperative Validierung eine Verbindung zur präklinischen Kontinuität her.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Beschreibt das robotergestützte stereotaktische System als wiederverwendbare Plattform für mehrere Kampagnen zur Zielvalidierung in verschiedenen Epilepsiemodellen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagegenauigkeit durch direkte, minimalinvasive Messung epileptiformer Aktivität in intakten neuronalen Netzwerken.
- Operativer Wert: Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit durch robotergestützte Navigation, die die vom Chirurgen abhängige Variabilität verringert.
- Strategischer Wert: Bessere Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch durch objektive elektrophysiologische Endpunkte zur Priorisierung von Zielstrukturen.
- Portfolio-Wirkung: Risikoadjustierte Priorisierung durch quantifizierbare Verringerung der epileptiformen Belastung als translationsbasierten Biomarker.
Durchführungsaspekte
- Notwendige wissenschaftliche Fachkenntnisse in stereotaktischer Neurochirurgie und Interpretation elektrophysiologischer Signale.
- Erforderliche Instrumentierung und analytische Infrastruktur, einschließlich Roboterarm, laserbasiertem Registrierungssystem und intraoperativer Durchleuchtung.
- Anforderungen an die Standardisierung zwischen Teams hinsichtlich Elektrodenkennzeichnung, Bahnplanung und Verifizierungsprotokollen nach der Implantation.
- Überlegungen zur Anpassung an verschiedene Modellsysteme, einschließlich Anpassungen an Schädeldicke, Dura-Integrität und Zieltiefe bei verschiedenen Spezies.
- Praktische Einschränkungen, die durch die Quellen belegt sind: starke Abhängigkeit von der genauen Registrierung präoperativer volumetrischer MRT-Bilder auf den Patienten, was ein potenzieller Fehlerpunkt sein kann, wenn die Korrelation von Oberflächenlandmarken unzureichend ist.
