Este protocolo presenta la electroencefalografía estereoscópica asistida por robot (sEEG), un método para la implantación estereotáctica de electrodos intracerebrales utilizado para la monitorización invasiva de las convulsiones en pacientes con epilepsia refractaria. Las técnicas que incorporan la guía robótica estereotáctica para el sEEG son seguras y precisas y pueden mejorar la eficiencia quirúrgica, especialmente cuando se implanta un mayor número de electrodos.
Artículo de método
Estereoelectroencefalografía guiada por robot para el seguimiento de la epilepsia invasiva
En este artículo
Resumen
Resumen
La estereoelectroencefalografía (sEEG) describe un método preciso para la implantación estereotáctica de electrodos intracerebrales. Los planes de implantación de electrodos se realizan de acuerdo con una hipótesis de localización formulada a partir de datos semiológicos, electrofisiológicos, anatómicos y de imagen. La colocación de estos electrodos es un procedimiento invasivo que se realiza comúnmente durante la investigación prequirúrgica en pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos que se someten a pruebas para un posible tratamiento quirúrgico. La técnica ha evolucionado con el inicio de los sistemas de guía robótica estereotáctica, ofreciendo una mayor eficiencia quirúrgica al tiempo que mantiene la precisión y exactitud de los métodos estereotácticos clásicos basados en marcos.
Aquí, presentamos nuestra demostración de sEEG guiado por robot, revisando los principios de posicionamiento del paciente, registro y colocación segura de electrodos. El objetivo del protocolo es mejorar la eficiencia de la técnica, especialmente en circunstancias en las que se implantan numerosos electrodos, manteniendo al mismo tiempo la precisión, exactitud y seguridad de las técnicas clásicas basadas en marcos. Este artículo servirá como una guía paso a paso para la técnica general, además de resaltar algunas consideraciones clave de seguridad y matices quirúrgicos.
Introducción
La estereoelectroencefalografía (sEEG) describe un método preciso para la implantación estereotáctica de electrodos intracerebrales de acuerdo con una hipótesis de localización formulada a partir de datos semiológicos, electrofisiológicos, anatómicos e imagenológicos 1,2. La base de este método se deriva del trabajo previamente publicado de Talairach et al., quienes definieron un sistema de coordenadas referenciales tridimensional del cerebro utilizando la comisura anterior y la comisura posterior como puntos de referencia internos, lo que llevó a la formación de un "Atlas de Talairach"3. El marco de Talairach se diseñó concomitantemente para permitir la colocación estereotáctica de electrodos mediante imágenes bidimensionales como rayos X y angiografía. En los años siguientes, ha habido numerosas innovaciones relacionadas con las modalidades de imágenes tridimensionales, el diseño de marcos estereotácticos, la colocación de electrodos y las técnicas de registro, y la robótica intraoperatoria que han aumentado la velocidad, la precisión y el flujo de trabajo de la colocación de electrodos sEEG4. Estas innovaciones han ayudado a los cirujanos a crear de forma fiable y segura trayectorias en el cerebro que alcancen sus objetivos y eviten estructuras críticas, como los vasos sanguíneos corticales, como se muestra en el atlas cerebral de Szikla (véase la Figura complementaria 1 y el vídeo)5.
Para casi la mitad de todos los pacientes con epilepsia refractaria, los registros invasivos se utilizan comúnmente para dilucidar y definir la zona epileptógena, definida como la red de organización de las convulsiones y propagación más temprana 6,7. El sEEG es un método quirúrgico que permite la toma de muestras en red de registros electrofisiológicos del cerebro, incluyendo estructuras profundas como el lóbulo temporal mesial, la región orbitofrontal posterior, la ínsula y la circunvolución cingulada, entre otras localizacionesintracerebrales 1. La resolución espacio-temporal de los datos de sEEG es útil para decidir los próximos pasos hacia la toma de decisiones quirúrgicas y puede conducir a resultados quirúrgicos exitosos8. Además, el procedimiento se beneficia de un perfil de bajo riesgo, con múltiples series grandes que informan un bajo riesgo (0,04-0,08% por electrodo) de complicaciones hemorrágicas 1,2,9,10. Es importante destacar que el flujo de trabajo quirúrgico del método sEEG se ha beneficiado recientemente de la introducción de tecnologías robóticas modernas, que pretendemos ilustrar aquí a través de una presentación del procedimiento sEEG estereotáctico guiado por robot.
Presentación del caso:
Se incluye una presentación de uno de los casos utilizados en la filmación. Se trata de un varón de 46 años con antecedentes de epilepsia farmacorresistente en el contexto de displasia cortical hemisférica izquierda asociada a polimicrogiria. Se sometió a un extenso estudio prequirúrgico, que resultó en una hipótesis pre-sEEG de epilepsia focal a pesar de la gran malformación hemisférica. Esta hipótesis es la base del plan de implantación de sEEG.
Planificación de sEEG:
La planificación del electroencefalograma en nuestra institución se realiza de acuerdo con la escuela francesa de epileptología, utilizando como mapa de planificación el atlas de Talairach. Es importante destacar que, de acuerdo con la nomenclatura estandarizada para este sistema, las etiquetas de trayectoria con un apóstrofe denotan el lado izquierdo. Por ejemplo, el electrodo A se dirige a la amígdala derecha, mientras que el electrodo A' se dirige a la amígdala izquierda. Se emplea una estrategia de implantación ortogonal, lo que significa que se identifican los objetivos y luego se seleccionan trayectorias que se extienden en un ángulo ortogonal lateralmente hasta el cráneo. Algunas regiones de interés, como la ínsula, requieren trayectorias oblicuas, en lugar de las trayectorias ortogonales estándar. Objetivos como estos conllevan un mayor riesgo y deben ser realizados por cirujanos específicamente capacitados en el método en centros de epilepsia experimentados. Es importante destacar que el número de electrodos utilizados debe mostrar la hipótesis anatomo-electro-clínica formulada para cada paciente por el equipo multidisciplinar de epilepsia. En nuestra institución, esto suele oscilar entre 12 y 20 electrodos.
El ejemplo de planificación (Figura complementaria 2 y en el vídeo) muestra un plan de implantación típico del lado izquierdo, incluidos los objetivos, los puntos de entrada y las etiquetas. Esto se muestra tanto en forma de tabla como incrustado en el atlas de Talairach, lo que facilita la comprensión anatómica del plan de implantación.
Protocolo
Este estudio se llevó a cabo de acuerdo con las directrices de la junta de revisión interna de la Clínica Cleveland sobre la investigación en seres humanos. Número de estudio del IRB 09-847.
1. Planificar las trayectorias de los electrodos
- Utilice la resonancia magnética (RM) con contraste, junto con la venografía por TC, para planificar cuidadosamente las trayectorias estereotácticas que muestreen eficazmente los objetivos seleccionados por el equipo multidisciplinario involucrado en la planificación prequirúrgica del paciente.
- Identifique objetivos y seleccione trayectorias que eviten estructuras críticas, como los vasos sanguíneos.
NOTA: La planificación de la trayectoria se realiza antes de la cirugía, en la estación de planificación robótica. La resonancia magnética contrastada debe distinguir claramente el blanco de la materia gris, ya que la gran mayoría de los objetivos seleccionados son estructuras de materia gris. La resonancia magnética contrastada muestra la anatomía arterial, mientras que el venograma por tomografía computarizada muestra la anatomía venosa, de modo que el cirujano puede evitar dañar los vasos con sus trayectorias. - Asegúrese de que el equipo quirúrgico realice un control final el día de la cirugía. Asegúrese de que el equipo de monitoreo tome la medida del sistema robótico para seleccionar los electrodos con la longitud y los espaciados de contacto adecuados.
2. Fijar el marco estereotáctico al cráneo del paciente
- A continuación, fije el marco estereotáctico al cráneo del paciente con alfileres del tamaño adecuado. Asegúrese de que la posición del marco no interfiera con las trayectorias planificadas de los electrodos.
NOTA: La montura Leksell es una buena opción para la fijación de la cabeza, ya que permite un fácil acceso a la cara para el reconocimiento facial (en caso de registro láser) y a ambos lados de la cabeza, lo que facilita la colocación de electrodos uni o bilaterales1.
3. Registrar conjuntamente el marco de Leksell en la anatomía del paciente en las imágenes
- Adjunte fiduciales de co-registro a la anatomía del paciente o al marco estereotáxico. Obtener una exploración intraoperatoria del brazo en O, que captura la anatomía del paciente y los datos fiduciales.
- Combine la exploración intraoperatoria del arco tórico con las exploraciones preoperatorias y utilice el brazo robótico para registrar las ubicaciones de los fiduciales. A continuación, el software del brazo robótico registrará conjuntamente la ubicación de la anatomía del paciente con las imágenes de planificación y las trayectorias objetivo.
NOTA: Existen varias opciones para el corregistro estereotáctico, incluido el registro facial (basado en láser), o mediante el uso de imágenes de TC intraoperatorias junto con el uso de fiduciales montados en el cráneo o no invasivos adheridos al marco mismo (como en este último caso ejemplificado aquí, utilizando un dispositivo fiducial novedoso que fue validado recientemente11. El uso de fiduciales rígidamente unidos junto con una tomografía computarizada intraoperatoria proporciona la máxima precisión y fiabilidad, y encaja bien en el flujo de trabajo operativo basado en la robótica 2,3.
4. Coloque el dispositivo robótico en el marco de la cabeza de Leksell
- Una vez completado el registro, fije el robot al marco de la cabeza estereotáctica mediante un accesorio de estallido de estrella.
5. Prepárese y cubra
- Aplique preparaciones y paños estériles sobre la piel del paciente. Marque los bordes para la exposición quirúrgica.
- Cubre el brazo del robot. A continuación, fije la parte distal del brazo robótico, con un soporte para instrumentos, a través de la cortina.
6. Taladre agujeros de rebaba
- Conduzca el brazo robótico a la posición de acuerdo con la trayectoria de cada electrodo individual según la etapa de planificación estereotáctica preoperatoria.
- Utilice los movimientos axiales del brazo robótico para movimientos precisos a lo largo de la trayectoria del electrodo.
- Con el brazo robótico bloqueado en su posición, perfore el orificio de rebaba a través de un tubo guía de 2,55 mm firmemente sujeto dentro del soporte del instrumento.
- Utilice el protector de la broca como tope guía para evitar hundirse demasiado profundamente a través del hueso.
- Utilice los movimientos axiales del brazo robótico para ajustar con precisión la profundidad de perforación, reduciendo así la manipulación lenta de la propia protección.
7. Abra la duramadre
- Aplique la cauterización monopolar a la duramadre utilizando la sonda de cauterización monopolar (consulte la tabla de materiales) a través del tubo guía de 2,55 mm.
8. Implante el perno de fijación del electrodo
- Atornille el perno craneal (consulte la Tabla de materiales) en su lugar a lo largo de la trayectoria del electrodo.
- Aplique una tapa de sujeción de electrodos con una junta interna de goma, que minimiza la pérdida de cualquier líquido cefalorraquídeo (LCR).
9. Coloque el electrodo
- Coloque el brazo robótico a 190 mm del objetivo previsto.
- Con la tapa suavemente aflojada en el perno, use un obturador intracraneal (consulte la Tabla de materiales) para crear suavemente la trayectoria parenquimatosa. Palpa suavemente cualquier posible vaso sanguíneo a lo largo de la trayectoria.
- A continuación, introduzca un electrodo intracraneal a través de la guía de 2,55 mm (que permanece fija en el brazo robótico), a lo largo de su trayectoria, hasta la profundidad objetivo previamente medida.
NOTA: Estos electrodos están marcados preoperatoriamente a 190 mm y, por lo tanto, se debe tener cuidado para garantizar que el robot esté colocado adecuadamente a la misma profundidad del objetivo (es decir, 190 mm) para una entrega segura y precisa de cada electrodo. - Finalmente, bloquee la tapa para asegurar el electrodo en su posición.
10. Asegure los electrodos
- Asegure cada electrodo individual a la profundidad objetivo prevista, utilizando una tapa de perno.
NOTA: Dependiendo del diseño y el fabricante del electrodo, puede ser necesario colocar el electrodo confiando únicamente en el perno implantado en lugar de usar el tubo guía en el soporte del instrumento.
11. Tratar el sangrado
- Ocasionalmente, se encuentra sangrado en el sitio del perno. Trate el sangrado con una irrigación suave. Investigar más a fondo el sangradocopioso 4,6.
12. Registros intraoperatorios
- Una vez que se hayan colocado todos los electrodos, coloque y asegure los electrodos de tierra adicionales. Conecte toda la configuración al equipo de grabación y obtenga una grabación intraoperatoria.
- Los equipos de Neurología y Neurocirugía interpretan la calidad de los registros intracraneales para garantizar que se obtengan las señales adecuadas de cada electrodo y confirmar que todo funciona correctamente.
13. Conclusión
- Aplique el ungüento de bacitracina en cada sitio individual del electrodo/perno. Luego, envuelva cuidadosamente (individualmente) a mano cada electrodo/perno con una gasa empapada en betadine.
- Desconecte el dispositivo robótico del marco Leksell.
- Retire suavemente la cabeza del paciente del marco Leksell, teniendo cuidado de proteger los electrodos/pernos.
- Aplique un apósito estéril para asegurar de manera segura los cables que están envueltos y asegurados.
Resultados
El uso de la guía robótica estereotáctica para el sEEG ha dado como resultado una colocación de electrodos segura, precisa y eficiente en el tiempo. En la Figura 1 se ilustra un ejemplo representativo de la colocación de electrodos sEEG. Para examinar la eficacia de este método, compilamos los registros quirúrgicos de todos los casos de sEEG realizados en 2023 (n=66). Se extrajo el tiempo desde la entrada del paciente en la habitación hasta la incisión (tiempo de preparación), el ingreso del paciente a la habitación hasta el cierre (tiempo de habitación) y el tiempo desde la incisión hasta el cierre (tiempo quirúrgico). Es importante destacar que el tiempo de configuración abarca el tiempo de anestesia (y toda su variabilidad inherente), además de la colocación del marco Leksell G, la obtención de imágenes con el marco en su lugar y la configuración (incluido el registro) del robot. El número medio de electrodos implantados fue de 19,2; El tiempo promedio en la habitación fue de 279.6 minutos; y el tiempo quirúrgico promedio fue de 181.0 minutos. Dividimos la sala y el tiempo quirúrgico por el número de electrodos implantados en cada caso para calcular el 'tiempo sala por electrodo' y el 'tiempo quirúrgico por electrodo'. El tiempo medio de habitación por electrodo fue de 14,9 minutos, y el tiempo quirúrgico medio por electrodo fue de 9,6 minutos. Encontramos que ambas medidas "por electrodo" tendían a disminuir a medida que aumentaba el número de electrodos implantados (Figura 2). En 23/66 casos se utilizaron los fiduciales montados en el bastidor, en los que se utilizó la TC intraoperatoria (a través del brazo en O) para el registro estereotáctico adicional. El tiempo de configuración se incrementó en esos casos con los fiduciales montados en el bastidor y el flujo de trabajo de TC intraoperatorio (118,6 min frente a 88,3 min), así como el tiempo de sala por electrodo (18,7 min frente a 12,9 min).
Figura 1: Radiografía representativa de implante de sEEG: Imagen radiográfica fluoroscópica intraoperatoria desde una vista anteroposterior. La imagen muestra la colocación lineal de electrodos de estereoelectroencefalografía (sEEG) del lado izquierdo sin ninguna deformación de la trayectoria. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Tiempo de flujo de trabajo operativo para sEEG. El tiempo quirúrgico se calcula desde la incisión hasta el cierre. El tiempo de la habitación se calcula desde la entrada hasta el cierre. Cada tiempo se divide por el número de electrodos implantados en el estuche para dar un tiempo "por electrodo", y luego se promedia en todos los casos con un número determinado de electrodos implantados. Las barras de error muestran el error estándar y las R2 muestran el coeficiente de determinación para un modelo lineal simple. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura complementaria 1: Imágenes de la línea media y lateral del cerebro, destacando la vascularización del cerebro. Esta figura es una reimpresión de Szikla et al (1977)5 con permiso. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 2: Ejemplo de planificación. Esta figura es una reimpresión del Centro de Epilepsia de la Clínica Cleveland, con permiso. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Discusión
El uso de marcos estereotácticos para la colocación de electrodos intracerebrales de EEG está bien establecido en la literatura, lo que lo apoya como un método seguro y preciso 1,2,9,10,12. Además, existe un rango de números de electrodos que se pueden usar en el sEEG, a veces requiriendo más electrodos para investigar hipótesis más amplias de organización y propagación de las convulsiones tempranas, especialmente en la epilepsia negativa para RM (no lesional)7. Se ha demostrado que el uso de la guía robótica durante la colocación de sEEG aumenta la velocidad y la facilidad de colocación de los electrodos, al tiempo que mantiene la exactitud y precisión de las técnicas clásicas. Por ejemplo, series anteriores han demostrado una reducción del 40% en el tiempo de implantación por electrodo cuando se compara el uso de un brazo robótico con las técnicas clásicas basadas en marcos7. Este beneficio se observa particularmente en los casos en los que se coloca una gran cantidad de electrodos. El tiempo de montaje y desmontaje del robot permanece constante, mientras que la mejora de la eficiencia de los movimientos del brazo robótico en comparación con los ajustes manuales del bastidor se agrava a medida que aumenta el número de trayectorias. Por ejemplo, en nuestra serie, al comparar la implantación de 13 electrodos con la implantación de 25 electrodos, el tiempo de habitación por electrodo disminuye de 15,1 minutos a 6,2 minutos (Figura 2). Aunque nuestros datos no tienen en cuenta factores de confusión significativos, que pueden incluir el tiempo de anestesia variable y la familiaridad de los aprendices de enfermería o neurocirugía con el método, una regresión lineal simple que compara el recuento de electrodos con los tiempos quirúrgicos explica el >70% de la varianza. Esto demuestra aún más el valor de la guía robótica estereotáctica en casos de sEEG en los que se implanta un mayor número de electrodos.
En cuanto a los pasos críticos del procedimiento, cabe destacar que es imperativo el corregistro del marco a la anatomía del paciente en las imágenes. Esto se puede lograr mediante el uso de registro facial (basado en láser), fiduciales implantados rígidamente en el cráneo del paciente o marcadores fiduciales aplicados al marco en sí, como se muestra en el video aquí. En nuestra experiencia, los tiempos quirúrgicos son más bajos cuando se utiliza la técnica de co-registro de reconocimiento facial (basado en láser) integrada del sistema robótico, y se renuncia a las imágenes intraoperatorias adicionales para el registro de marcos/fiducia. Sin embargo, la precisión estereotáctica cuando se utilizan marcadores fiduciales rígidos basados en marcos proporciona un error de registro ligeramente más ventajoso (del orden promedio de 0,77 mm)11.
Otro paso crítico en el método de implantación de sEEG se basa en una precisión cuidadosa en la perforación de los orificios de rebaba a través de los cuales se colocan los electrodos. Esto se realiza a través del tubo guía de 2,55 mm firmemente fijado al soporte de instrumentos del brazo robótico. Aprovechar los movimientos axiales del brazo robótico (y utilizar el propio portainstrumentos como dispositivo de protección) puede acelerar el flujo de trabajo operativo al reducir el tiempo dedicado a ajustar un dispositivo de protección separado en la propia broca.
Otro paso crítico final del método sEEG es la colocación del electrodo, que se realiza convencionalmente después del uso de un obturador fino para preparar el tracto parenquimatoso del cerebro (mientras palpa los vasos sanguíneos para garantizar un paso seguro). El electrodo en sí puede colocarse a través del soporte del instrumento del brazo robótico antes de la inserción a través del hardware del perno sEEG, o simplemente (directamente) a través del perno sEEG implantado. Este flujo de trabajo depende en gran medida de la marca, el diseño y el fabricante de la tecnología de electrodos sEEG utilizada para el procedimiento. En ambos casos, se debe tener cuidado de medir la longitud del electrodo que se colocará dentro del cráneo, de manera que se ajuste al plan preoperatorio.
Por último, el riesgo más importante del sEEG se relaciona con el riesgo de hemorragia, que se cita en grandes series clínicas como tan bajo como 0,04% a 0,08% por electrodo 1,2,9,10. Esto puede incluir la formación de hematomas epidurales, subdurales o intracerebrales. Por lo tanto, el paciente es examinado cuidadosamente después de la operación y se obtiene una tomografía computarizada inmediata después del procedimiento para descartar la posibilidad de una complicación. Cabe destacar que el riesgo de hemorragia se mitiga mediante una cuidadosa planificación preoperatoria de las trayectorias de los electrodos utilizando dos modalidades de imágenes (TC y RM con contraste), para garantizar un muestreo preciso mediante trayectorias estereotácticas que eviten la colisión con las estructuras vasculares. Sin embargo, se debe mantener la vigilancia por parte del equipo quirúrgico durante el procedimiento para detectar cualquier signo preocupante de sangrado, que debe abordarse de inmediato en caso de que ocurra. Otros riesgos notables del sEEG se relacionan con la infección y el déficit neurológico transitorio/permanente, entre otros.
Divulgaciones
Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Kit de pernos craneales de anclaje, estilo LSB | Ad-Tech | LSB-BX-05 | Uno de los muchos tamaños disponibles |
| Sonda de cauterización monopolar desechable | Kirwan | 30-6021 | 25.0 cm |
| GE OEC 9900 Elite Arco en C móvil | GE | ge oec 9900 | |
| Intraoperatorio O-Arm CT | Medtronic | BI-700-00273 | |
| Obturador intracraneal (estilete) con tope | de profundidadObturador Dixi | ACS-770S-10 | para la creación de trayectorias |
| ROSA One Brain: Neurocirugía robótica | Zimmer Biomet | ROSAS00203 | |
| Electrodo de profundidad de la sonda Spencer | Ad-Tech | SD06R-SP05X-000 | Uno de los muchos tamaños y configuraciones disponibles |
Referencias
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