Robotergesteuerte Stereoelektroenzephalographie zur invasiven Epilepsieüberwachung

[Erzähler 1] Willkommen zu unserem Video zur robotergesteuerten Stereoelektroenzephalographie für das invasive Epilepsie-Monitoring. Stereo-EEG oder SEEG wurde in den 1960er Jahren von Dr. Jean Bancaud und Talairach in Paris entwickelt. Diese Methode bezieht sich auf die stereotaktische Implantation von intrazerebralen Elektroden nach einer anatomisch-elektroklinischen Methodik, die das Konzept der Probenahme und Aufzeichnung von Netzwerken im Gehirn während epileptischer Anfälle hervorgebracht hat. Dies ergab eine dreidimensionale Perspektive und unterstreicht nun unsere Fähigkeit, die räumlich-zeitliche dynamische Entwicklung von Anfallsereignissen mit Hilfe von intrazerebralen EEG-Elektroden zu erfassen. Mit der Überlagerung der vaskulären Bildgebung zusammen mit dem Talairach-Gitter, wie es im Szikla-Atlas dargestellt wird, wird klar und zwingend klar, dass sorgfältige stereotaktische Methoden wichtig sind, um die Elektroden sicher in die vorgesehenen Ziele entlang der Trajektorien zu implantieren, die die Verletzung sowohl der oberflächlichen als auch der tiefen Gefäße minimieren. Ein paar Worte zur SEEG-Planung. Hier in der Cleveland Clinic halten wir uns an die französische Schule für Epileptologie gemäß der Talairach- und Bancaud-Ära. Apostrophe in unseren Implantationskarten bezeichnen die linke Seite, z. B. A prime im Gegensatz zu A. Konventionell führen wir Implantationen mit orthogonalen Elektroden durch. Wir möchten betonen, dass die Trajektorie genauso wichtig ist wie die beabsichtigten Ziele, um die Netzwerkdynamik besser zu verstehen. Auch bestimmte interessante Regionen. Zum Beispiel kann die Insula oder die hintere orbitale Frontalregion schräge Trajektorien für die Implantation erfordern. Und schließlich ist zu beachten, dass riskante Trajektorien, wie z.B. die Insula, immer noch von Chirurgen durchgeführt werden können, die in der Regel in erfahrenen Epilepsiezentren speziell in der Methode ausgebildet sind. Insbesondere muss die Anzahl der verwendeten Elektroden die anatomisch-elektroklinische Hypothese abbilden, die von einem umfassenden multidisziplinären Epilepsieteam formuliert wird. Dies kann zum Beispiel zwischen 12 und 20 Elektroden liegen. Hier bieten wir ein Planungsbeispiel mit einer Präimplantationskarte an, das die Erkundung mesialer temporaler und anteriorer pericerebraler Netzwerke zeigt, die orthogonale Trajektorien mit Hilfe von 13 Elektroden begünstigen. In der Tabelle haben wir für jede Elektrode eine Standardnomenklatur, wobei das Apostroph die linke Seite bezeichnet. Es gibt Ziele und Eintrittsstellen, die hier definiert werden, aber auch hier ist es wichtig, die Bahnplanung selbst hervorzuheben, die herkömmlicherweise auf einem Robotersystem durchgeführt wird.

[Erzähler 2] Hier haben wir eine Präsentation für einen der Fälle, die für die Dreharbeiten verwendet wurden. Ethische Überlegungen für diese Falldarstellung wurden vom internen Prüfungsausschuss unserer Institution berücksichtigt. Der Patient ist ein 46-Jähriger mit medikamentenresistenter Epilepsie in der Vorgeschichte und einer linkshemisphärischen kortikalen Dysplasie im Zusammenhang mit Polymikrogyrie. Er hatte eine umfangreiche präoperative Abklärung, die trotz der großen hemisphärischen Fehlbildung zu einer Prä-SEEG-Hypothese einer fokalen Epilepsie führte. Diese Hypothese bildet die Grundlage des SEEG-Implantationsplans, der nach den im oben genannten Planungsbeispiel besprochenen Prinzipien konstruiert ist. Die endgültigen Trajektorien werden mit der Roboterschnittstelle und der Planungssoftware geplant.

[Erzähler 1] Hier sehen Sie ein Beispiel für die Roboterschnittstelle und die Planungssoftware, die bei der Vorbereitung des SEEG-Verfahrens verwendet wurde. Intrazerebrale Elektroden sind sequentiell geplant, wie hier im Kopf des Hippocampus. Wir definieren einen Durchmesser von zwei Millimetern, der auf jede Elektrode angewendet wird, um unseren Fehler abzugrenzen. Die Elektrode wird als B-Prime bezeichnet. Wir wählen das Ziel im Kopf des Hippocampus selbst aus und denken auch über den Eintrittspunkt nach, so dass wir eine orthogonale Elektrode und Trajektorie erhalten. Natürlich werden die Schiffe an der Oberfläche identifiziert, und wir arbeiten um sie herum und definieren einen Eintrittspunkt. Wenn wir zur Querschnittsansicht übergehen, sind wir in der Lage, für jede Schiffskollision zu visualisieren, wie hier gezeigt. Bemerkenswert ist, dass wir CT- und MR-Sequenzen miteinander verschmolzen haben. Unsere Scan-Protokolle umfassen Doppelkontrast- und Gefäßbildgebung, einschließlich MRA, um die Visualisierung der Arterien sowie der venösen Anatomie zu erleichtern. Hier sehen Sie die Nähe zum Sulcus temporalis superior, was wiederum auf die Bedeutung der Trajektorie hinweist. An der Oberfläche befinden wir uns hier in unmittelbarer Nähe zur venösen Anatomie, und es werden entsprechende Anpassungen vorgenommen, um die oberflächlichen Gefäße zu vermeiden. Die Trajektorie wird dann neu bewertet und wir konvertieren in die CT-Scan-Fenster, um sie erneut auszuwerten. Die CT ist insbesondere nützlich, um einige der venösen Strukturen an der Oberfläche zu identifizieren und um Luftzellen zu vermeiden, die ein Risiko für Liquorleckagen darstellen könnten. Jetzt, im Schnelldurchlauf, haben wir den Plan abgeschlossen, in diesem Fall mit mehreren Elektroden im Abstand. Hier sehen wir zum Beispiel Q, R prime, R prime und S prime, durch das frontale parietale Operculum und endend in der Insula. Und es wird große Sorgfalt darauf verwendet, jede einzelne Elektrode entlang ihrer Flugbahnlänge zu bewerten, um sicherzustellen, dass keine Kollisionen mit Schiffen oder anderen Strukturen auftreten. Wir wollen auch die Probenahme der grauen Substanz maximieren und nutzen, einschließlich der Tiefen der Sulci. Und schließlich, wie Sie sehen können, sind einige Elektroden tiefer als andere, aber wir haben eine Sammlung der Elektroden, die jetzt alle auf demselben Raum zu sehen sind. Und mit der Drehung des Kopfes In der 3D-Ansicht können wir tatsächlich von innen inspizieren, um sicherzustellen, dass keine Kollision festgestellt wird, weder zwischen der schrägen Elektrodenbahn noch zwischen den anderen orthogonal angeordneten Elektroden, wie hier gezeigt.

[Erzähler 2] Eine abschließende Kontrolle erfolgt am Tag der Operation durch das operative Team. Das Überwachungsteam nimmt Messungen am Robotersystem vor, um Elektroden mit der entsprechenden Länge und dem richtigen Kontaktabstand auszuwählen. Als nächstes wird der Leksell-Rahmen am Kopf des Patienten befestigt. Der Leksell-Rahmen ist eine gute Option für die Kopffixierung, da er den Zugang zum Gesicht für die Gesichtserkennung und zu beiden Seiten des Kopfes für die bilaterale Elektrodenplatzierung ermöglicht. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Roboter in der Anatomie des Patienten zu registrieren, einschließlich der Gesichtserkennung, und in diesem Fall unter Verwendung nicht-invasiver Orientierungspunkte, die starr am Leksell-Rahmen befestigt sind. Es wird eine intraoperative O-Bogen-Drehung mit dem beigefügten Rahmen durchgeführt, um die Registrierung für diese Methode zu erleichtern. Die Verwendung von starr befestigten Passermarken mit einem intraoperativen O-Arm-Spin bietet höchste Genauigkeit und Zuverlässigkeit und fügt sich gut in einen Arbeitsablauf mit dem Roboterarm ein. Sobald die Registrierung abgeschlossen ist, wird der Roboter am Kopfrahmen befestigt. Anschließend wird das Operationsfeld vorbereitet und sterile Abdecktücher gelegt. Der Robotersockel wird drapiert, und anschließend wird die sterile Befestigung am Roboterarm über dem Abdecktuch befestigt. Der Roboterarm wird für jede Elektrode in Position auf der Bahn gelenkt. Die axialen Bewegungen des Arms ermöglichen eine präzise Bewegung entlang der Elektrodenbahn. Das Bohrloch wird durch die Schutzhaube am Roboterarm gebohrt. Der Schutz am Bohrer fungiert als Anschlag und verhindert, dass der Chirurg durch den Knochen eindringt. Durch die axialen Bewegungen des Roboterarms kann die Bohrtiefe endgültig eingestellt werden, wodurch zeitraubende Manipulationen an der Schutzhaube minimiert werden. Eine durale Öffnung wird durch Auftragen von monopolarem Kauter durch eine Sonde hergestellt. Der Bolzen, mit dem jede Elektrode befestigt ist, wird durch den Roboterarm verschraubt. Die Elektrodensicherungskappe wird dann auf jede Schraube geschraubt. Anschließend wird die Elektrode durch die Führung am Roboterarm entlang ihrer Flugbahn bis zur vorgemessenen geeigneten Tiefe vorgeschoben. In dieser Tiefe wird es dann mit der Kappe gesichert. Je nach Elektrodendesign kann es erforderlich sein, die Elektrode freihändig und nicht durch den Roboterarm zu platzieren, um den Schwanz der Elektrode freizugeben. Er wird an seinem Ausgang aus dem Bolzen gesichert und die axiale Bewegung des Roboterarms genutzt, um Platz zu schaffen. Anschließend wird der Schwanz der Elektrode durch die Führung am Roboterarm gezogen. Gelegentlich kommt es zu Spurblutungen an der Stelle eines Bolzens. Dies kann in der Regel mit einer sanften Bewässerung behoben werden. Starke Blutungen sollten weiter untersucht werden. Jede Elektrode wird beschriftet und aufgezeichnet, um die spätere Interpretation zu erleichtern. Sobald alle Elektroden platziert, geerdet und gesichert sind, wird das gesamte Setup mit dem Aufzeichnungsgerät verbunden und eine intraoperative Aufzeichnung durchgeführt. Diese werden von den Teams für Neurologie und Neurochirurgie interpretiert, um sicherzustellen, dass von jeder Elektrode ausreichende Signale empfangen werden. Schließlich wird der Roboter vom Rahmen getrennt. Alle Drähte sind in einer Plastiktüte verpackt. Die Elektrodenstellen sind gepolstert und steril umwickelt. Das Kopfgestell wird entfernt und der Kopf umwickelt. Ein repräsentatives Beispiel für die Elektrodenplatzierung ist in diesem postoperativen Röntgenbild dargestellt, das zeigt, dass sich die Elektroden grob in der richtigen Position befinden, ohne sichtbare Knicke oder Knicke. Um die Effizienz der Methode zu überprüfen, berechneten wir sowohl die Operationszeit als auch die Gesamtaufenthaltszeit von SEEG-Patienten im Laufe eines Jahres. Wir fanden heraus, dass die durchschnittliche Zeit im Raum pro Elektrode etwa 15 Minuten betrug, aber dass sich der Wirkungsgrad mit zunehmender Anzahl der platzierten Elektroden auf bis zu 9,4 Minuten pro Elektrode verbessert. Dies spiegelt wahrscheinlich wider, dass die Auf- und Abbauzeit des Roboters konstant ist, während die verbesserte Effizienz der Robotertechnik mit zunehmender Anzahl der Trajektorien noch verstärkt wird. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz stereotaktischer rahmenbasierter Verfahren zur SEEG-Platzierung gut etabliert, sicher und präzise ist. Der Einsatz von Roboterführung kann dazu beitragen, die Geschwindigkeit und Leichtigkeit der Elektrodenplatzierung zu erhöhen und gleichzeitig die Genauigkeit und Präzision dieser klassischen Techniken beizubehalten. Und wir haben insbesondere festgestellt, dass die Effizienzvorteile der Robotertechnik am besten zur Geltung kommen, wenn eine größere Anzahl von Elektroden platziert wird. Wir hoffen, dass Ihnen unser Vortrag über die robotergestützte Stereoelektroenzephalographie gefallen hat.