Summary
La méthodologie SEEG est simplifiée et rendue plus rapide avec un robot stéréotaxique. Une attention particulière doit être portée à l’enregistrement de l’IRM volumétrique préopératoire au patient avant l’utilisation du robot dans la salle d’opération. Le robot rationalise la procédure, ce qui réduit les temps opératoires et permet des implantations précises.
Abstract
La méthodologie SEEG a gagné en faveur en Amérique du Nord au cours de la dernière décennie comme moyen de localiser la zone épileptogène (EZ) avant la chirurgie de l’épilepsie. Récemment, l’application d’un système de guidage stéréotaxique robotique pour l’implantation d’électrodes SEEG est devenue plus populaire dans de nombreux centres d’épilepsie. La technique d’utilisation du robot nécessite une précision extrême dans la phase de planification pré-chirurgicale, puis la technique est rationalisée pendant la partie opératoire de la méthodologie, car le robot et le chirurgien travaillent de concert pour implanter les électrodes. Voici une méthodologie opérationnelle détaillée et précise de l’utilisation du robot pour guider l’implantation des électrodes SEEG. Une limitation majeure de la procédure, à savoir sa forte dépendance à la capacité d’enregistrer le patient à une image de résonance magnétique volumétrique (IRM) préopératoire, est également discutée. Dans l’ensemble, il a été démontré que cette procédure a un faible taux de morbidité et un taux de mortalité extrêmement faible. L’utilisation d’un système de guidage stéréotaxique robotique pour l’implantation d’électrodes SEEG est une alternative efficace, rapide, sûre et précise aux stratégies d’implantation manuelle conventionnelles.
Introduction
On estime que l’épilepsie réfractaire (EMR) touche quinze millions de personnes dans le monde1. Beaucoup de ces patients pourraient donc bien être traités par chirurgie. La chirurgie de l’épilepsie repose sur la localisation précise de la zone épileptogène (ZE) théorisée afin de guider les résections chirurgicales. Jean Tailarach et Jean Bancaud ont développé la méthodologie de stéréoélectroencéphalographie (SEEG) dans les années 1950 comme méthode de localisation plus précise de la ZE basée sur l’électrophysiologie in situ du cerveau épileptique dans les structures corticales et profondes 2,3. Cependant, ce n’est que récemment que la méthodologie SEEG a commencé à gagner en faveur en Amérique du Nord4.
Diverses techniques et technologies sont utilisées dans le monde entier dans le cadre de la méthodologie SEEG, sur la base de l’expérience clinique de différents professionnels et centres d’épilepsie 5,6,7. Récemment, cependant, il y a eu une évolution des techniques chirurgicales utilisées pour implanter des électrodes SEEG, au-delà de l’utilisation classique de stratégies manuelles basées sur le cheval. Plus précisément, l’utilisation de systèmes de guidage stéréotaxique robotiques s’est avérée être une alternative précise à l’implantation de SEEG8. L’implantation robotique peut être utilisée de manière sûre et efficace par ceux qui ont une expertise chirurgicale et qui recherchent une approche plus rapide et plus automatisée de l’implantation d’électrodes.
Nous examinons ici les étapes spécifiques prises lors de l’utilisation d’un système de guidage stéréotaxique robotique pour l’implantation d’électrodes SEEG. Bien que la méthodologie SEEG ait déjà été décrite, une attention particulière est accordée ici à la technique chirurgicale employée avec l’utilisation du robot9.
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Protocol
Tous les dispositifs utilisés ici sont approuvés par la FDA et le protocole contenu dans le présent document constitue la norme de diligence de notre institution. Par conséquent, aucune approbation de la CISR n’était nécessaire pour les détails de ce protocole.
1. Phase préimplantatoire
- Créer une hypothèse anatamo-électro-clinique (AEC).
NOTE: La création de l’hypothèse AEC repose sur la coordination de multiples techniques non invasives pour identifier la ZE potentielle. Une équipe d’experts, comprenant des épileptologues, des radiologues et des chirurgiens de l’épilepsie, convoque généralement une réunion pour discuter des données cliniques de chaque patient afin de créer l’hypothèse AEC, qui sert d’hypothèse initiale pour la ZE du patient. Les détails de la façon dont cela est accompli dépassent le cadre de cet article. - Identifier la meilleure méthodologie pour la surveillance invasive en fonction de l’emplacement de l’hypothèse AEC. Le tableau 1 énumère les différents scénarios pour lesquels le SEEG est préféré aux grilles sous-durales (SDG) avec ou sans électrodes de profondeur pour la surveillance invasive.
- Une fois qu’un patient est considéré comme un candidat pour l’évaluation SEEG, créez une stratégie d’implantation.
NOTE: La stratégie d’implantation doit couvrir adéquatement la zone identifiée comme faisant partie de l’hypothèse AEC ainsi que le réseau épileptogène plus large en général et les zones voisines du cortex éloquent. Cette surveillance aide le chirurgien à définir les limites de la résection.- Obtenez une IRM volumétrique préopératoire et un CTA.
- Transférez les images au format DICOM vers le logiciel de planification natif du robot stéréotaxique et effectuez une fusion d’imagerie (IRM T1 + Gadolinium fusionnée avec CTA).
REMARQUE: La fusion d’imagerie est effectuée automatiquement par le logiciel du robot. Il suffit de sélectionner les études qui doivent être fusionnées. - Planifiez la trajectoire de chaque réseau d’électrodes individuel dans la reconstruction 3D de la fusion IRM-CTA, en veillant à maximiser l’échantillonnage à partir d’une multitude de zones, y compris les zones corticales et sous-corticales superficielles, intermédiaires et profondes dans l’hypothèse AEC.
- Définissez chaque trajectoire en sélectionnant manuellement le point d’entrée de surface et le point cible profond pour chaque électrode.
REMARQUE: En règle générale, il est préférable d’utiliser d’abord une distance de travail de 150 mm entre la plate-forme de forage et le point cible profond, puis d’ajuster la profondeur pour réduire au maximum la distance de travail afin d’améliorer la précision de l’implantation.
- Définissez chaque trajectoire en sélectionnant manuellement le point d’entrée de surface et le point cible profond pour chaque électrode.
- Vérifiez chaque trajectoire d’implantation.
- Examinez chaque électrode de la reconstruction de fusion IRM-CTA 3D individuellement pour vous assurer que la trajectoire ne compromet aucune structure vasculaire, en ajustant les trajectoires au besoin.
- Examiner le schéma d’implantation global dans la reconstruction IRM 3D, en évaluant toute collision de trajectoire.
- Vérifiez que les points d’entrée de surface sont tous distants d’au moins 1,5 cm sur la surface de la peau, car tout ce qui est plus proche serait prohibitif pour une implantation ultérieure.
2. Technique opératoire
- Dans la salle d’opération, préparez le patient et placez-le couché sur le dos tout en préparant le robot stéréotaxique pour la chirurgie.
- Intuber sous anesthésie générale selon les recommandations de l’anesthésiste. Utilisez le propofol pour une anesthésie suffisante et vérifiez par des enregistrements électrophysiologiques adéquats certifiés par un épileptologiste clinique.
- Fixez la tête du patient à l’aide d’un support de tête de fixation à trois points.
REMARQUE: Il s’agit d’un cadre Lexell standard à 4 points. Parfois, l’un des montants avant sera retiré afin de faciliter l’enregistrement du robot au patient, comme décrit plus loin. Par conséquent, la fixation est appelée 3 points. - Placez le robot à la tête du patient, de telle sorte que la distance entre la base du bras robotique et le milieu du crâne soit de 70 cm. Verrouillez le robot en position et fixez le support de tête à trois points au robot.
REMARQUE: Ne faites plus d’ajustements à la position du patient ou du robot après ce temps. Tout ajustement supplémentaire après ce point entraînera potentiellement des inexactitudes d’implantation. - Utilisez le système de reconnaissance faciale semi-automatique basé sur le laser pour enregistrer l’IRM volumétrique préopératoire avec le patient, en suivant toutes les instructions données par le robot.
- Calibrez le laser à l’aide de l’outil d’étalonnage de distance réglée.
- Sélectionnez manuellement les repères faciaux anatomiques prédéfinis avec le laser. L’enregistrement est ensuite terminé car le robot scanne automatiquement la surface du visage.
- Confirmez l’exactitude de l’enregistrement en corrélant d’autres repères de surface indépendants avec l’IRM enregistrée.
REMARQUE: Les trajectoires planifiées sont ensuite automatiquement vérifiées par le logiciel du robot.
- Préparez et drapez le patient de manière stérile standard.
- Drapez le bras de travail robotisé avec du plastique stérile.
- Fixez la plate-forme de forage, avec une canule de travail de 2,5 mm, au bras robotique.
- Implantez les boulons le long de leurs trajectoires désignées.
- Sélectionnez la trajectoire souhaitée sur l’écran tactile du robot.
- Appuyez sur la pédale du robot pour initier le mouvement du bras robotique vers la bonne trajectoire. Lorsque la position correcte est atteinte, le bras est automatiquement verrouillé par le robot.
- Insérez une perceuse de 2 mm à travers la canule de travail et utilisez-la pour créer un trou d’épingle sur toute l’épaisseur du crâne.
- Ouvrez la dure-mère à l’aide d’un perforateur en dural isolé en utilisant une cautérisation monopolaire à un réglage bas.
REMARQUE: L’ouverture de la dure-mère peut être particulièrement difficile chez les jeunes enfants. Parce que la dure-mère n’adhère pas complètement aux couches internes du crâne, il est très facile de déplacer plutôt que d’ouvrir la dure-mère sans s’en rendre compte. - Boulon de guidage à vis fermement dans chaque trou de goupille.
- Mesurez la distance entre la plate-forme de forage et le boulon de guidage à l’aide d’une règle stérile.
REMARQUE: Il s’agit d’une distance fixe liée à la longueur de l’adaptateur de perçage.- Soustrayez cette distance mesurée de la valeur de la distance « plate-forme à cible » utilisée pour planifier la trajectoire.
REMARQUE: N’oubliez pas que la recommandation est de toujours utiliser la plate-forme standard de 150 mm pour cibler la distance, sauf s’il est nécessaire de modifier cette distance. L’utilisation de cette norme simplifiera cette étape dans la RO. - Enregistrez et notez le résultat car il sera utilisé plus tard comme longueur finale de l’électrode implantée.
- Soustrayez cette distance mesurée de la valeur de la distance « plate-forme à cible » utilisée pour planifier la trajectoire.
- Mesurez et notez la longueur finale de l’électrode et assurez-vous qu’elle correspond à la longueur nouvellement calculée pour le boulon. Assurez-vous que l’électrode et le boulon ont des étiquettes correspondantes pour éviter toute confusion plus tard pendant l’implantation de l’électrode.
- Répétez les étapes 2.2.1 à 2.2.7 pour chaque boulon (c.-à-d. implantez tous les boulons) et marquez toutes les électrodes en conséquence.
- Changez de gants chirurgicaux et ouvrez un nouveau champ stérile.
- Implantez toutes les électrodes à la profondeur cible via les boulons implantés.
- Insérez un stylet de 2 mm de diamètre à travers le boulon de guidage jusqu’à la profondeur prévue de l’électrode finale telle que calculée après l’implantation du boulon précédemment.
- Insérez immédiatement l’électrode à travers le boulon après avoir retiré le stylet et vissez l’électrode dans le boulon pour la fixation.
- Assurez-vous que l’électrode est correctement étiquetée.
- Répétez les étapes 2.4.1 à 2.4.3 pour chaque électrode.
- Connectez les électrodes au matériel d’électrophysiologie clinique.
- Enveloppez la tête du patient en utilisant la technique standard de bandage de la tête.
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Representative Results
L’indicateur absolu de succès après l’utilisation de la méthodologie SEEG est l’absence de crises pour le patient, qui suit finalement des implantations d’électrodes réussies, des enregistrements électrophysiologiques réussis, ainsi qu’une résection réussie de la ZE. Un tel cas est illustré à la figure 1. Les panneaux A et B de la figure 1 montrent deux tests (tomographie par émission unique de positrons (TEMP) et magnétoélectroencéphalographie (MEG), respectivement) qui aident à la création de l’hypothèse AEC. Toutefois, la discussion de l’identification de la ZE et de l’achèvement de la résection subséquente n’entre pas dans le cadre du présent article. Cependant, lorsque l’évaluation SEEG démontre qu’un patient est un mauvais candidat chirurgical pour un certain nombre de raisons (chevauchement de l’AEC avec le cortex éloquent, épiliptogénicité multifocale, etc.), aider un patient à éviter la chirurgie peut certainement être classé comme une étude réussie. Ici, l’accent est plutôt mis sur le placement anatomique réussi des électrodes et l’absence de complications comme indicateur de succès en utilisant cette méthodologie. Ainsi, la figure 1C montre le positionnement d’une électrode dans la zone insulaire frontale et dorsale. La figure 1D montre la résection de l’opercule droit et de l’insula dans une image IRM T1 postopératoire.
La figure 2 illustre la configuration appropriée de la salle d’opération, le placement réussi du boulon et l’implantation réussie de l’électrode pour la méthodologie SEEG. Dans une étude portant sur 200 patients ayant subi un total de 2 663 implantations d’électrodes SEEG dans notre centre, seuls 5 patients ont présenté des complications. Les taux d’infection de la plaie, de complications hémorragiques et de déficit neurologique transitoire étaient de 0,08 % / électrode, 0,08% / électrode et 0,04 % / électrode pour un taux de morbidité total de 2,5% / patient et un taux de mortalité de 0% / patient.
| Scénario clinique | Méthode de choix | Deuxième option |
| IRM lésionnelle: La lésion épileptogène potentielle est localisée superficiellement, près ou à proximité du cortex éloquent. -OU- IRM non lésionnelle : EZ hypothétique située à proximité du cortex éloquent |
Le | SEEG |
| IRM lésionnelle: La lésion épileptogène potentielle est située dans les zones corticales et sous-corticales profondes. -OU- IRM non lésionnelle: La ZE hypothétique est profondément située ou située dans des zones non éloquentes. |
SEEG | SBG avec profondeurs |
| Nécessité d’explorations et/ou de réopérations bilatérales | SEEG | SBG avec profondeurs |
| Après défaillance des grilles sous-durales | SEEG | SBG avec profondeurs |
| Lorsque l’hypothèse AEC suggère l’implication d’un réseau épileptique multilobaire plus étendu. | SEEG | SBG avec profondeurs |
| Suspicion d’épilepsie du lobe frontal dans un scénario d’IRM non lésionnelle. | SEEG | SEEG |
Tableau 1. Critères de sélection pour SDG (avec ou sans électrodes de profondeur) par rapport à SEEG pour la surveillance invasive des patients atteints d’épilepsie focale médicalement réfractaire.
Figure 1 : Composantes de la méthodologie de la STÉRÉO-ÉLECTRO-ENCÉPHALOGRAPHIE. Les panels A et B montrent des tests de localisation préimplantatoire non invasifs (comme la TEMP ictale - A et le MEG - B) démontrant une épileptogénicité potentielle située dans les zones operculo-insulaires droites. Le panneau C représente l’emplacement de l’électrode R, dans la zone insulaire frontale operculaire et dorsale, à partir de laquelle l’activité épileptique a été démontrée par les potentiels de champ locaux. Le panneau D représente une image IRM T1 postopératoire (vue sagittale), montrant une résection operculaire droite et insulaire. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Méthode robotique STÉRÉO-ÉLECTRO-ENCÉPHALOGRAPHIE. La figure représente une image numérique peropératoire de la technique robotique, pendant la phase de forage. Le bras robotisé guide précisément l’étape de perçage, permettant (après ouverture de la dure-mère et la position du boulon de guidage) l’implantation finale de l’électrode de profondeur. Le bras robotique est équipé d’un adaptateur de 2,55 mm, qui permet un alignement précis du foret de 2,5 mm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
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Discussion
La définition méticuleuse de l’hypothèse AEC couplée à une attention particulièrement détaillée à la conception de la stratégie d’implantation est finalement ce qui déterminera le succès de la méthodologie SEEG pour chaque patient individuel. En tant que tel, une planification préchirurgicale minutieuse de la procédure est essentielle et permet une chirurgie relativement simple et à faible risque. En général, il est préférable d’orienter les trajectoires orthogonalement vers la ligne médiane sagittale, facilitant ainsi une corrélation anatomo-électrophysiologique plus facile à l’avenir et obtenant également une plus grande précision lors de l’implantation. Cependant, dans certains cas, des trajectoires obliques peuvent être utilisées. Plus précisément, lorsqu’une trajectoire oblique permet l’échantillonnage de plusieurs cibles dans l’hypothèse AEC, cela peut être préférable car cela réduira le nombre total d’électrodes qui doivent être implantées pour un échantillonnage adéquat. La stratégie d’implantation doit donc tenir compte de l’organisation spatio-temporelle tridimensionnelle, dynamique et multidirectionnelle de l’activité épileptique et des voies qu’elle suit.
Parce que l’utilisation du robot stéréotaxique est si essentielle à l’ensemble de la technique opératoire décrite ici, il est recommandé qu’un chirurgien acquière une expérience pratique en travaillant avec l’un de ces robots peropératoires avant de l’utiliser dans la salle d’opération. La familiarité avec le fonctionnement du matériel et des logiciels associés au système de guidage stéréotaxique améliorera non seulement la sécurité des patients, mais augmentera également la vitesse de la procédure et facilitera une expérience opératoire rationalisée. De plus, tel que détaillé dans le protocole, il est important que le chirurgien et tous les assistants changent de gants chirurgicaux et ouvrent un nouveau champ stérile après l’implantation de tous les boulons et avant l’implantation des électrodes. Ceci est fait pour prévenir l’infection.
Une mise en garde à cette méthodologie est l’importance d’enregistrer avec précision le patient à la reconstruction 3D de l’IRM préopératoire. Toute variation dans l’enregistrement, ou tout écart par rapport à celui-ci, se manifestera par une diminution de la précision d’implantation pour chaque électrode. Il est donc crucial que l’enregistrement soit méticuleusement vérifié tout au long de la procédure d’implantation pour s’assurer qu’il commence correctement et reste tel quel. Toute préoccupation concernant une implantation inexacte doit être satisfaite par une vérification de l’enregistrement et, si nécessaire, un nouvel enregistrement.
En fin de compte, il existe de nombreuses façons de compléter l’implantation stéréotaxique de ces électrodes de profondeur, mais selon l’expérience des auteurs, l’utilisation du robot stéréotaxique offre une expérience opératoire bien préférable (efficace et précise), ainsi qu’un taux de morbidité très faible et un taux de mortalité extrêmement faible. De plus, une étude antérieure de la précision d’implantation obtenue avec ce protocole a montré des niveaux élevés de précision d’implantation10. Les résultats et les conclusions présentés ici sont conformes à la littérature publiée précédemment concernant la morbidité de la méthodologie SEEG 11,12,13,14,15.
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Disclosures
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Acknowledgments
Les auteurs n’ont aucune reconnaissance.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2 mm drill bit | DIXI | KIP-ACS-510 | For opening the cranium |
| Coagulation Electrode Dura | DIXI | KIP-ACS-600 | for opening and coagulating the dura |
| Cordless driver | Stryker | 4405-000-000 | to drive the drill bit |
| Leksell Coordinate Frame G | Elekta | 14611 | For head fixation |
| Microdeep Depth Electrode | DIXI | D08-**AM | SEEG electrodes that are implanted, complete with: guide bolt and stylet, as described in manuscript. |
| ROSA | Medtech | n/a | stereotactic guidance system with robotic arm, complete with: robotic arm, calibration tool, registration laser, head frame attachment, and software, as described in the manuscript. |
| Stylet | DIXI | ACS-770S-10 | for creating a path through the parenchyma for the electrode |
References
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