Tecnica operativa e sfumature per la metodologia stereoelettroencefalografica (SEEG) utilizzando un sistema di guida stereotassica robotica
9 giugno 2023
La metodologia SEEG è semplificata e resa più veloce con un robot stereotassico. È necessario prestare particolare attenzione alla registrazione della risonanza magnetica volumetrica preoperatoria al paziente prima dell'uso del robot in sala operatoria. Il robot semplifica la procedura, portando a tempi operativi ridotti e impianti accurati.
Il SEEG, noto anche come stereoelettroencefalografia, è un metodo minimamente invasivo di esplorazione del cervello umano che tiene conto dell'aspetto tridimensionale dell'attività epilettiforme analizzando le correlazioni anatomoelettrocliniche. Il principale vantaggio di questo metodo è quello di mappare le scariche epilettiformi nel cervello in modo minimamente invasivo. Prima di iniziare la procedura SEEG, aiutare il paziente in posizione supina.
Con il paziente in anestesia generale, fissare la testa del paziente in un supporto di fissaggio a tre punti e posizionare il robot alla testa del paziente in modo tale che la distanza tra la base del braccio robotico e il punto medio del cranio sia di 70 centimetri. Bloccare il robot in posizione e fissare il supporto della testa a tre punti al robot. Utilizzando il sistema di riconoscimento facciale semiautomatico basato su laser, registrare la risonanza magnetica volumetrica preoperatoria con il paziente, seguendo tutte le istruzioni fornite dal robot.
Utilizzare lo strumento di calibrazione a distanza impostata per calibrare il laser e utilizzare il laser per selezionare manualmente i punti di riferimento anatomici del viso preimpostati. Dopo che il robot ha scansionato automaticamente la superficie facciale, correlare ulteriori punti di riferimento di superficie indipendenti con la risonanza magnetica registrata per confermare l'accuratezza della registrazione. Per l'impianto del bullone, avvolgere il paziente in modo sterile standard e coprire il braccio di lavoro robotico con plastica sterile.
Collegare una piattaforma di perforazione con una cannula di lavoro di 2,5 millimetri al braccio robotico e selezionare la traiettoria desiderata per ciascun bullone da impiantare sul touchscreen del robot. Salire sul pedale del robot per avviare il movimento del braccio robotico verso la prima traiettoria. Quando viene raggiunta la posizione corretta, il braccio verrà automaticamente bloccato dal robot.
Inserire un trapano da due millimetri attraverso la cannula di lavoro e usarlo per creare un foro stenopeico attraverso l'intero spessore del cranio. Aprire la dura con un perforatore durale isolato usando il cauterizzazione monopolare a bassa impostazione. Avvitare saldamente il bullone di guida in ciascun foro stenopeico e utilizzare un righello sterile per misurare la distanza dalla piattaforma di perforazione al bullone di guida.
Sottrarre questa distanza misurata dal valore della distanza dalla piattaforma al bersaglio utilizzata nella pianificazione della traiettoria e registrare il risultato per un uso successivo come lunghezza finale dell'elettrodo impiantato. Misurare e annotare la lunghezza finale dell'elettrodo e verificare che corrisponda alla lunghezza appena calcolata per il bullone. Quindi, fornire le etichette corrispondenti all'elettrodo e al bullone per evitare confusione durante l'impianto dell'elettrodo.
Quando tutti i bulloni sono stati impiantati, cambiare i guanti chirurgici e aprire un nuovo campo sterile. Inserire uno stiletto di due millimetri di diametro attraverso un bullone guida alla profondità desiderata dell'elettrodo, calcolata dopo l'impianto del bullone corrispondente. Verificare che l'elettrodo da impiantare corrisponda all'etichetta del bullone di guida impiantato e rimuovere lo stiletto.
Inserire immediatamente l'elettrodo attraverso il bullone e avvitare l'elettrodo nel bullone per il fissaggio, utilizzando la radiografia fluoroscopica per confermare il corretto posizionamento di ciascun elettrodo dopo che è stato impiantato. Quando tutti gli elettrodi sono stati impiantati, utilizzare una tecnica standard di bendaggio della testa per avvolgere la testa del paziente. Qui viene mostrata una sala operatoria appropriata con un posizionamento riuscito dei bulloni e un impianto di elettrodi di successo per la metodologia SEEG.
La tomografia computerizzata a singola emissione di positroni e i test di magnetoelettroencefalografia aiutano nella creazione dell'ipotesi anatomoelettroclinica. In queste immagini rappresentative, un elettrodo è stato posizionato nell'area opercolare frontale e insulare dorsale. Qui, viene mostrata una resezione dell'opercolo destro e dell'insula in una risonanza magnetica T1 post-operatoria.
Il metodo SEEG consente la mappatura tridimensionale dell'attività epilettiforme applicando una tecnica minimamente invasiva di posizionamento di elettrodi di profondità nel cervello umano.
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Panoramica
La metodologia SEEG è migliorata attraverso l'uso di un robot stereotassico, che semplifica e accelera la procedura. Una registrazione accurata della risonanza magnetica volumetrica preoperatoria al paziente è fondamentale per un uso efficace del robot in sala operatoria.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Elettrofisiologia
- Tecniche minimamente invasive
Sfondo
- SEEG è l'acronimo di stereoelettroencefalografia.
- Questo metodo consente l'esplorazione dell'attività epilettiforme tridimensionale del cervello umano.
- È progettato per mappare i scariche epilettiformi in modo minimamente invasivo.
- Una corretta posizione del paziente e l'allestimento del robot sono essenziali per la procedura.
Scopo dello studio
- Migliorare l'efficienza della procedura SEEG.
- Garantire un impianto accurato degli elettrodi.
- Ridurre i tempi operatori durante l'esplorazione cerebrale.
Metodi Utilizzati
- Il paziente è posizionato in decubito supino sotto anestesia generale.
- La testa è fissata utilizzando un supporto di fissaggio a tre punti.
- Il braccio robotico è posizionato a una distanza specifica dal cranio.
- Viene utilizzato un sistema semiautomatico di riconoscimento facciale basato su laser per la registrazione della risonanza magnetica.
Risultati principali
- L'uso del robot semplifica la procedura SEEG.
- Sono stati osservati tempi operatori ridotti.
- Sono state ottenute impiantazioni precise degli elettrodi.
- È stata confermata un'efficace registrazione della risonanza magnetica al paziente.
Conclusioni
- Il robot stereotassico migliora in modo significativo la metodologia SEEG.
- È fondamentale prestare attenzione alla registrazione delle immagini preoperatorie.
- Questo approccio potrebbe portare a un miglioramento dei risultati nei pazienti sottoposti a trattamento dell'epilessia.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
L'implantazione stereotassica precisa dell'elettrodo è fondamentale per la mappatura delle reti epilettogeniche nei modelli preclinici di epilessia, consentendo la validazione degli obiettivi mediante letture elettrofisiologiche dirette. Il sistema di guida robotico migliora la riproducibilità e riduce la variabilità procedurale, sostenendo la riduzione del rischio meccanicistica negli studi sull'interazione con l'obiettivo. Questo approccio aumenta la fiducia predittiva nei sistemi pertinenti alla malattia fornendo dati standardizzati e quantificabili sull'attività neurale.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche mediante la mappatura tridimensionale di scariche epilettiformi in circuiti neurali rilevanti per la patologia.
- Valore operativo: Favorisce la riduzione del rischio biologico fornendo una conferma diretta di elettrofisiologia dell'interazione con il bersaglio in vivo.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Prepara sistemi biologici validati per flussi di lavoro successivi, stabilendo interfacce elettrodo-tessuto stabili per la registrazione cronica.
- Valore operativo: Affronta la standardizzazione e la riproducibilità dei saggi attraverso la precisione robotica nel posizionamento degli elettrodi, riducendo la variabilità tra animali.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Supporta la modellizzazione di sistemi rilevanti per le malattie consentendo la correlazione anatomo-elettro-clinica nei modelli preclinici di epilessia.
- Valore operativo: Garantisce la continuità dalla fase di scoperta alla validazione preclinica attraverso piattaforme di elettrodi impiantabili e coerenti, adatte a studi longitudinali.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si integra nel percorso di scoperta, dalla validazione del bersaglio all'identificazione del composto attivo, fornendo letture elettrofisiologiche che illustrano gli effetti dei composti sulla dinamica delle reti neurali.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi mediante il monitoraggio in tempo reale dell'attività epilettiforme in regioni cerebrali interconnesse.
- Screening: Descrive la prontezza del saggio grazie all'impianto cronico e stabile di elettrodi, che consente studi ripetuti di sfida con composti.
- Analisi: Mette in evidenza misurazioni quantitative di variabili dipendenti come frequenza, ampiezza delle punte e modelli di propagazione, che aiutano i gruppi a confrontare diverse condizioni farmacologiche.
- Ricerca traslazionale: Si collega alla continuità preclinica tramite la conferma fluoroscopica del posizionamento degli elettrodi e la validazione mediante imaging post-operatorio.
- Riutilizzo aziendale: Presenta il sistema stereotassico robotico come piattaforma riutilizzabile per diverse campagne di validazione di bersagli in diversi modelli di epilessia.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Previsione affidabile grazie a una misurazione diretta e minimamente invasiva dell'attività epilettiforme in circuiti neurali integri.
- Valore operativo: Standardizzazione, riproducibilità e scalabilità ottenute mediante guida robotica, che riduce la variabilità dipendente dal chirurgo.
- Valore strategico: Migliori decisioni di tipo go/no-go fornendo endpoint elettrofisiologici oggettivi per la priorizzazione degli obiettivi.
- Impatto sul portafoglio: Priorizzazione aggiustata per il rischio, basata sulla riduzione quantificabile del carico epilettiforme come biomarcatore traslazionale.
Considerazioni sull'implementazione
- Competenze scientifiche richieste in neurochirurgia stereotassica e interpretazione di segnali elettrofisiologici.
- Necessità di strumentazione e infrastrutture analitiche, inclusi braccio robotico, sistema di registrazione basato su laser e fluoroscopia intraoperatoria.
- Requisiti di standardizzazione tra i team per l'etichettatura degli elettrodi, la pianificazione delle traiettorie e i protocolli di verifica post-impianto.
- Considerazioni sull'adattamento tra diversi sistemi modello, inclusi aggiustamenti per lo spessore del cranio, l'integrità della dura madre e la profondità del bersaglio in diverse specie.
- Limitazioni pratiche supportate dalla letteratura: forte dipendenza dalla corretta registrazione della risonanza magnetica volumetrica preoperatoria con il paziente, che rappresenta un potenziale punto di fallimento se la correlazione con i punti di riferimento superficiali è insufficiente.
