Mappatura del cervello traslazionale presso il centro medico dell'Università di Rochester: Preservare la mente attraverso la mappatura del cervello personalizzata

L'obiettivo di tutta la chirurgia del tumore al cervello è davvero quello di ottenere quella che chiamiamo resezione chirurgica massima sicura. Il che significa che vogliamo rimuovere tutto il tumore, ma non vogliamo avere effetti negativi sul normale tessuto cerebrale circostante. Prima di qualsiasi operazione di tumore al cervello in corteccia eloquente, il paziente è ammesso al programma per la mappatura cerebrale traslizionale.

Tutte le informazioni che otteniamo dalla risonanza magnetica funzionale vengono effettivamente utilizzate per migliorare l'esito del paziente al momento dell'intervento chirurgico. Questo particolare paziente è stato sottoposto a fMRI prima dell'intervento chirurgico e questa valutazione ha rivelato che il tumore risiedeva all'interno del giro frontale superiore, immediatamente anteriore alla corteccia motoria. Ha rivelato che non c'era una rappresentazione diretta del linguaggio sul tumore.

Ha rivelato che la rappresentazione supplementare della lingua dell'area motoria era limitata all'emisfero opposto. E infine, ha rivelato nell'analisi DTI che il tratto aslante frontale era situato anteriore al margine anteriore del tumore. Iniziamo sempre con un paziente che ha una resezione tumorale frontale dominante con il paziente in posizione di decubito laterale, ma poi arrotoliamo indietro il paziente in modo da non dover posizionare un rotolo ascellare.

Mettiamo cuscini e altri dispositivi in schiuma intorno al paziente in modo che quando si svegliano e trascorrono un'ora o forse due ore durante la procedura di mappatura, che il paziente si sentirà a proprio agio durante la procedura. Dobbiamo quindi posizionare il portacapi Mayfield e posizionare il supporto della testa sopra il cuoio capelluto. Iniettiamo quindi l'anestetico locale dove verranno posizionati i tre perni.

Fissiamo il dispositivo Mayfield al tavolo e al cranio. Registriamo quindi la testa del paziente alla risonanza prima operatoria utilizzando un sistema di navigazione cranici. All'Università di Rochester utilizziamo Brainlab per la navigazione interoperatoria e il sistema ha funzionato molto bene per noi su una serie di livelli.

Un passo molto importante dell'operazione è eseguire il blocco anestetico locale. Usiamo probabilmente 30-40 cc di anestesia locale in ogni caso. E la prima fase del blocco è iniettare l'incisione lungo tutta la sua estensione fino al cranio.

E poi eseguiamo blocchi regionali che bloccano, in questo caso, il nervo sopraorbitale, il nervo auriculotemporale, il nervo occipitale maggiore, e poi eseguiamo blocchi muscolari profondi che bloccano il muscolo temporalis e l'area appena sopra l'orecchio. Contemporaneo dei nostri sforzi per posizionare comodamente il paziente, il team di neurofisiologia si sta preparando per il monitoraggio interoperatorio che eseguiranno. Il team di scienze cognitive sta allestendo le proprie attrezzature.

Quando il paziente si sveglia in sala operatoria, c'è un piccolo monitor posizionato davanti a loro e collegato a quel monitor è un microfono, un altoparlante e una videocamera. E questo ci permette di duplicare in sala operatoria tutto ciò che stiamo facendo con la risonanza magnetica funzionale quando studiamo il paziente prima dell'intervento chirurgico. Il vantaggio della tavola aerea è che l'anestesista e il praticante infermieristico, così come lo scienziato cognitivo e il team di neurofisiologia, hanno tutti accesso all'intero paziente durante l'operazione.

Abbiamo preparato una craniotomia sufficientemente grande da permetterci di mappare la maggior parte della corteccia motoria. Questo ci permetterebbe di mappare qualsiasi funzione linguistica all'interno del giro frontale medio. E la craniotomia sarebbe anche abbastanza grande da permetterci di ottenere un margine anteriore di tumore nella porzione anteriore del giro frontale superiore.

Ciò differenzia il nostro approccio in questo caso particolare da approcci più minimalisti in cui le risposte negative vengono acquisite dalla regione della resezione diretta del tumore. Una volta che il cuoio capelluto è completamente aperto, la prima cosa che abbiamo fatto in questo caso è stato segnare la posizione del tumore, segnare la linea mediana, e poi iniziare a decidere dove mettere i nostri fori di bava e dove avremmo fatto tagliare la sega. Una volta che la dura è stata completamente aperta e le vene ponte sono state protette e separate dall'aspetto mediale della dura, l'obiettivo successivo era quello di collegare il dispositivo elettrocortigrafico al morsetto crano in modo da poter testare dopo le soglie di scarico ed eseguire l'elettrocortigrafia durante l'intera procedura.

Prima di iniziare la parte di mappatura cerebrale dell'operazione, registriamo lo stimolatore bipolare nello stesso spazio della risonanza prima operatoria usando il sistema di navigazione cranici, in questo caso Brainlab. Questo ci permette di registrare una coordinata tridimensionale per ogni posizione di stimolazione elettrica diretta. Dopo l'intervento chirurgico, possiamo effettuare analisi quantitative che mettono in relazione la risonanza magnetica funzionale preoperatoria con le conseguenze della mappatura della stimolazione interoperatoria e, in ultima analisi, con l'esito del paziente.

All'inizio della procedura di mappatura cerebrale di solito iniziamo con la mappatura motoria. Iniziando nella zona della lingua con il paziente che sporge la lingua e poi stimolante a un livello di milliamperaggio molto basso, di solito da 5 a 1,0 milliampere, e alla ricerca di retrazione della lingua o movimenti facciali che indicherebbero che stavamo mappando con successo la funzione motoria. Ah, guarda la sua mano.

Polso ruotato. Dimmi se senti qualcosa che tinge. Gomito destro?

Gomito destro, perfetto. Hai letto il libro di testo. Dimmi se senti qualcosa ora formicolio.

Ah, collo destro. Quassù? Più sul retro.

In quest'area il tumore sembra finire proprio qui. Questo è un motore per il dito e la mano, il polso e il braccio. Il motore delle gambe è, con ogni probabilità, proprio qui.

E tutto questo è sensoriale, abbiamo avuto risposte sensoriali davvero buone nella mano e fino alla spalla e al collo. E così ora l'obiettivo è prendere il tumore e continuare a mappare, con la sua partecipazione attiva, per mappare l'attività motoria del piede perché questo margine posteriore del tumore è un'area chiave che vogliamo rimuovere senza causare alcuna debolezza alla gamba. Abbiamo scelto di iniziare la resezione tumorale nel margine posteriore del tumore, immediatamente anteriore alla corteccia motoria.

E lo scopo di questa decisione era, mentre il paziente era sveglio e completamente collaborativo, era quello di iniziare il debulking posteriormente per identificare il banco della buccia anteriore della corteccia motoria della gamba per denudare il banco delle bucce del tumore, e possibilmente infiltrato nella materia bianca, e con il paziente che svolgeva vari compiti con gli arti superiori e inferiori, siamo stati quindi in grado di resezionare completamente il tumore alla sua intersezione con l'area rolandica. Una volta completata questa resezione iniziale, siamo stati quindi liberi di iniziare la porzione anteriore della resezione tumorale e la deproduzione della resezione tumorale anteriore. Riconoscendo che se la capacità del paziente di cooperare dovesse cambiare, avevamo già eseguito con successo la parte più pericolosa dell'operazione.

La segnalazione del movimento del paziente, la segnalazione della destrezza del paziente, con precisione, è estremamente importante. E in questo caso particolare, la praticante infermiera, Susan Smith, che ha lavorato con noi in queste operazioni per oltre 20 anni, e che ha esperienza con centinaia di operazioni simili, il suo reporting costituisce una parte estremamente importante del team operativo. Controlla il suo piede.

Flettere il piede su e giù. Muovere le dita dei piedi, spingere verso il basso sulla mia mano, tirare su duro, bello e forte. Grazie, Sue.

Prego. In casi simili in cui il tumore si trova più anteriormente nel giro frontale superiore, siamo stati in grado di identificare il coinvolgimento del tratto aslante frontale su DTI preoperatorio e siamo stati in grado di mappare con successo il tratto aslante frontale con la mappatura della stimolazione sub-corticale. Il triangolo giallo è sopra il diamante rosso.

Il cerchio verde è sopra.the. Continuate così Abbiamo ovviamente avvertito il paziente e la sua famiglia che potrebbe verificarsi una sindrome SMA transitoria. Non abbiamo fatto un tentativo di mappare l'area motoria supplementare perché era completamente coinvolta nel tumore.

E infatti, post-operatoriamente il paziente aveva una sottile sindrome SMA con qualche afasia espressiva e qualche incoordinazione e una leggera perdita di controllo motorio nell'estremità superiore destra. Ma questo svanì rapidamente e al momento della dimissione al giorno 5 l'esame del paziente era normale. Negli ultimi due anni, man mano che abbiamo sviluppato il nostro programma di mappatura cerebrale trascizionale, e poiché abbiamo lavorato sempre più a stretto contatto con i nostri colleghi di scienze cognitive, abbiamo sviluppato una capacità agile di adattare l'operazione e la componente di mappatura cerebrale dell'operazione alle esigenze del paziente a seconda della posizione del tumore.

Di conseguenza, abbiamo ora sviluppato un'esperienza significativa con la mappatura della conoscenza del numero e della matematica. 53 + 18 equivale a 71,65 più 16 equivale a 81. Abbiamo anche sviluppato un'esperienza significativa con la mappatura di diversi aspetti della funzione del linguaggio, tra cui la denominazione, la lettura e la ripetizione.

Ecco un in, inger. Questa è una bocca calda. E abbiamo anche sviluppato più recentemente la capacità di mappare la funzione musicale nell'emisfero non dominante.

La mappatura cerebrale ci permette davvero di essere il più completi possibile con l'intervento chirurgico mantenendo un margine di sicurezza per il tessuto cerebrale intorno al tumore che stiamo cercando di preservare alla fine del caso. Ogni volta che facciamo un'operazione su un paziente con un tumore al cervello o con epilessia, ogni volta che facciamo un'operazione abbiamo l'opportunità di imparare qualcosa di più sul cervello.