Technika operacyjna i niuanse metodologii stereoelektroencefalograficznej (SEEG) z wykorzystaniem zrobotyzowanego systemu naprowadzania stereotaktycznego

Podsumowanie

Metodologia SEEG jest uproszczona i przyspieszona dzięki robotowi stereotaktycznemu. Należy zwrócić szczególną uwagę na rejestrację przedoperacyjnego wolumetrycznego rezonansu magnetycznego pacjenta przed użyciem robota na sali operacyjnej. Robot usprawnia procedurę, prowadząc do skrócenia czasu operacji i dokładnych implantacji.

Streszczenie

Metodologia SEEG zyskała popularność w Ameryce Północnej w ciągu ostatniej dekady jako sposób lokalizacji strefy epileptogennej (EZ) przed operacją epilepsji. W ostatnim czasie zastosowanie zrobotyzowanego systemu naprowadzania stereotaktycznego do implantacji elektrod SEEG stało się bardziej popularne w wielu ośrodkach leczenia padaczki. Technika użycia robota wymaga niezwykłej precyzji w fazie planowania przedoperacyjnego, a następnie technika jest usprawniana podczas operacyjnej części metodyki, ponieważ robot i chirurg współpracują ze sobą, aby wszczepić elektrody. W niniejszym artykule przedstawiono szczegółową, precyzyjną metodykę operacyjną wykorzystania robota do kierowania implantacją elektrod SEEG. Omówiono również główne ograniczenie procedury, a mianowicie jej duże uzależnienie od możliwości zarejestrowania pacjenta w przedoperacyjnym wolumetrycznym rezonansie magnetycznym (MRI). Ogólnie rzecz biorąc, wykazano, że procedura ta ma niski wskaźnik zachorowalności i wyjątkowo niski wskaźnik śmiertelności. Zastosowanie zrobotyzowanego systemu naprowadzania stereotaktycznego do implantacji elektrod SEEG jest wydajną, szybką, bezpieczną i dokładną alternatywą dla konwencjonalnych strategii implantacji manualnej.

Wprowadzenie

Szacuje się, że padaczka oporna na leczenie medycznie (MRE) dotyka piętnaście milionów ludzi na całym świecie¹. W związku z tym wielu z tych pacjentów może być leczonych chirurgicznie. Chirurgia padaczki opiera się na precyzyjnej lokalizacji teoretycznej strefy padaczkowej (EZ) w celu przeprowadzenia resekcji chirurgicznych. Jean Tailarach i Jean Bancaud opracowali metodologię stereoelektroencefalografii (SEEG) w latach pięćdziesiątych XX wieku jako metodę dokładniejszej lokalizacji EZ w oparciu o elektrofizjologię in situ mózgu padaczkowego zarówno w strukturach korowych, jak i głębokich^2,3. Jednak dopiero niedawno metodologia SEEG zaczęła zyskiwać uznanie w Ameryce Północnej⁴.

Różne techniki i technologie są używane na całym świecie jako część metodologii SEEG, opartej na doświadczeniu klinicznym różnych profesjonalistów i ośrodków leczenia padaczki^5,6,7. Ostatnio jednak nastąpiła ewolucja technik chirurgicznych stosowanych do wszczepiania elektrod SEEG, wykraczająca poza klasyczne strategie oparte na ręcznej konstrukcji głowicy. W szczególności wykazano, że zastosowanie zrobotyzowanych systemów naprowadzania stereotaktycznego jest dokładną alternatywą dla implantacji SEEG⁸. Implantacja robotyczna może być bezpiecznie i skutecznie stosowana przez osoby z doświadczeniem chirurgicznym, które szukają szybszego, bardziej zautomatyzowanego podejścia do implantacji elektrod.

Tutaj omówiono konkretne kroki podejmowane przy użyciu robotycznego systemu naprowadzania stereotaktycznego do implantacji elektrod SEEG. Chociaż metodologia SEEG została już opisana, tutaj szczególną uwagę zwrócono na technikę chirurgiczną stosowaną z użyciem robota⁹.

Protokół

Wszystkie urządzenia używane w niniejszym dokumencie są zatwierdzone przez FDA, a protokół zawarty w niniejszym dokumencie stanowi standard opieki w naszej instytucji. W związku z tym do uszczegółowienia tego protokołu nie była potrzebna zgoda IRB.

1. Faza preimplantacyjna

1. Stwórz hipotezę anatamo-elektrokliniczną (AEC).
   UWAGA: Stworzenie hipotezy AEC opiera się na koordynacji wielu nieinwazyjnych technik identyfikacji potencjalnego EZ. Zespół ekspertów, w tym epileptologów, radiologów i chirurgów zajmujących się padaczką, zazwyczaj zwołuje spotkanie w celu omówienia danych klinicznych dla każdego pacjenta w celu stworzenia hipotezy AEC, która służy jako wstępna hipoteza dla EZ pacjenta. Szczegóły dotyczące tego, jak to się dzieje, wykraczają poza zakres tego artykułu.
2. Określ najlepszą metodologię monitorowania inwazyjnego w zależności od lokalizacji hipotezy AEC. W tabeli 1 przedstawiono różne scenariusze, w których SEEG jest preferowany w stosunku do siatek podtwardówkowych (SDG) z elektrodami głębokościowymi lub bez elektrod do monitorowania inwazyjnego.
3. Po tym, jak pacjent zostanie uznany za kandydata do oceny SEEG, należy opracować strategię implantacji.
   UWAGA: Strategia implantacji powinna odpowiednio obejmować obszar zidentyfikowany jako część hipotezy AEC, jak również szerszą sieć padaczkową w ogóle i sąsiednie obszary kory elokwencyjnej. Monitorowanie to pomaga chirurgowi w określeniu granic resekcji.
   1. Uzyskaj przedoperacyjny wolumetryczny rezonans magnetyczny i tomografię komputerową.
   2. Przenieś obrazy w formacie DICOM do natywnego oprogramowania do planowania robota stereotaktycznego i wykonaj fuzję obrazowania (T1 + gadolinowy rezonans magnetyczny połączony z CTA).
      UWAGA: Fuzja obrazowania jest wykonywana automatycznie przez oprogramowanie robota. Wystarczy wybrać te badania, które mają być połączone.
   3. Zaplanuj trajektorię każdego pojedynczego układu elektrod w ramach rekonstrukcji 3D fuzji MRI-CTA, upewniając się, że maksymalizujesz pobieranie próbek z wielu obszarów, w tym powierzchownych, pośrednich i głębokich obszarów korowych i podkorowych w ramach hipotezy AEC.
      1. Zdefiniuj każdą trajektorię, ręcznie wybierając punkt wejścia powierzchni i głęboki punkt docelowy dla każdej elektrody.
         UWAGA: Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej jest początkowo zastosować odległość roboczą 150 mm od platformy wiertniczej do głębokiego punktu docelowego, a następnie dostosować głębokość, aby maksymalnie zmniejszyć odległość roboczą w celu poprawy dokładności implantacji.
   4. Sprawdź każdą trajektorię implantacji.
      1. Przejrzyj każdą elektrodę w rekonstrukcji fuzji 3D MRI-CTA indywidualnie, aby upewnić się, że trajektoria nie narusza żadnych struktur naczyniowych, dostosowując wszelkie trajektorie w razie potrzeby.
   5. Przejrzyj ogólny schemat implantacji w rekonstrukcji 3D MRI, oceniając pod kątem kolizji trajektorii.
   6. Sprawdź, czy wszystkie punkty wejścia do powierzchni są oddalone od siebie o co najmniej 1,5 cm na powierzchni skóry, ponieważ wszystko, co znajduje się bliżej tego poziomu, uniemożliwiłoby późniejszą implantację.

2. Technika operacyjna

1. Na sali operacyjnej należy przygotować pacjenta i ułożyć go na wznak, jednocześnie przygotowując robota stereotaktycznego do operacji.
   1. Zaintubować w znieczuleniu ogólnym zgodnie z zaleceniami anestezjologa. Użyj propofolu w celu odpowiedniego znieczulenia i zweryfikuj za pomocą odpowiednich zapisów elektrofizjologicznych poświadczonych przez epileptologa klinicznego.
   2. Zamocuj głowę pacjenta za pomocą trzypunktowego uchwytu na głowicę mocującą.
      UWAGA: Jest to standardowa 4-punktowa rama Lexell. Od czasu do czasu jeden z przednich słupków zostanie usunięty w celu ułatwienia rejestracji robota dla pacjenta, jak opisano poniżej. Dlatego fiksacja jest określana jako 3-punktowa.
   3. Ustaw robota przy głowie pacjenta w taki sposób, aby odległość między podstawą ramienia robota a punktem środkowym czaszki wynosiła 70 cm. Zablokuj robota na miejscu i przymocuj trzypunktowy uchwyt głowy do robota.
      UWAGA: Po tym czasie nie należy dokonywać żadnych zmian w pozycji pacjenta lub robota. Jakakolwiek dalsza korekta po tym momencie może spowodować niedokładności implantacji.
   4. Użyj półautomatycznego laserowego systemu rozpoznawania twarzy, aby zarejestrować przedoperacyjny wolumetryczny rezonans magnetyczny u pacjenta, postępując zgodnie ze wszystkimi wskazówkami wyświetlanymi przez robota.
      1. Skalibruj laser za pomocą narzędzia do kalibracji ustawionej odległości.
      2. Ręcznie wybierz wstępnie ustawione anatomiczne punkty orientacyjne twarzy za pomocą lasera. Rejestracja jest następnie zakończona, ponieważ robot automatycznie skanuje powierzchnię twarzy.
      3. Potwierdź dokładność rejestracji, korelując dodatkowe niezależne punkty orientacyjne na powierzchni z zarejestrowanym MRI.
         UWAGA: Zaplanowane trajektorie są następnie automatycznie weryfikowane przez oprogramowanie robota.
   5. Przygotuj i ułóż pacjenta w standardowy, sterylny sposób.
   6. Ułóż ramię robocze robota za pomocą sterylnego tworzywa sztucznego.
   7. Przymocuj platformę wiertniczą z działającą kaniulą 2,5 mm do ramienia robota.
2. Wszczepij wzdłuż wyznaczonych trajektorii.
   1. Wybierz żądaną trajektorię na ekranie dotykowym robota.
   2. Nadepnij na pedał robota, aby zainicjować ruch ramienia robota do właściwej trajektorii. Po osiągnięciu właściwej pozycji ramię jest automatycznie blokowane przez robota.
   3. Przełóż wiertło o średnicy 2 mm przez działającą kaniulę i użyj go do stworzenia otworu na całej grubości czaszki.
   4. Otwórz oponę twardą za pomocą izolowanego perforatora duralowego za pomocą kauteryzacji monopolarnej na niskim ustawieniu.
      UWAGA: Otwarcie opony twardej może być szczególnie trudne u małych dzieci. Ponieważ opona twarda nie przylega całkowicie do wewnętrznych warstw czaszki, bardzo łatwo jest ją przemieścić, zamiast otworzyć oponę twardą bez zauważenia.
   5. Mocno wkręć prowadzącą w każdy otwór na kołek.
   6. Zmierz odległość od platformy wiertniczej do prowadzącej za pomocą sterylnej linijki.
      UWAGA: Jest to stała odległość związana z długością adaptera do wiercenia.
      1. Odejmij tę zmierzoną odległość od wartości odległości "platforma do celu" użytej do planowania trajektorii.
         UWAGA: Pamiętaj, że zaleca się, aby zawsze używać standardowej platformy 150 mm do docelowej odległości, chyba że zajdzie potrzeba zmiany tej odległości. Użycie tego standardu uprości ten krok na sali operacyjnej.
      2. Zapisz i zanotuj wynik, ponieważ zostanie on później wykorzystany jako ostateczna długość wszczepionej elektrody.
   7. Zmierz i zanotuj ostateczną długość elektrody i upewnij się, że odpowiada ona nowo obliczonej długości. Upewnij się, że elektroda i śruba mają pasujące etykiety, aby zapobiec pomyłkom później podczas implantacji elektrody.
   8. Powtórz kroki 2.2.1 – 2.2.7 dla każdej (tj. wszczepij wszystkie) i odpowiednio oznacz wszystkie elektrody.
3. Zmień rękawice chirurgiczne i otwórz nowe sterylne pole.
4. Wszczepić wszystkie elektrody na docelową głębokość za pomocą wszczepionych.
   1. Wprowadzić trzpień pomiarowy o średnicy 2 mm przez prowadzącą na zamierzoną głębokość końcowej elektrody, obliczoną po uprzednim zagnieżdżeniu.
   2. Po wyjęciu trzpienia należy natychmiast włożyć elektrodę przez i wkręcić elektrodę w w celu zamocowania.
   3. Upewnij się, że elektroda jest odpowiednio oznakowana.
   4. Powtórz kroki 2.4.1 – 2.4.3 dla każdej elektrody.
5. Podłącz elektrody do sprzętu do elektrofizjologii klinicznej.
6. Owiń głowę pacjenta standardową techniką bandażowania głowy.

Wyniki

Bezwzględnym wskaźnikiem sukcesu po zastosowaniu metodologii SEEG jest ustąpienie napadów u pacjenta, co w ostateczności wynika z prawidłowej implantacji elektrod, prawidłowych zapisów elektrofizjologicznych, a także udanej resekcji EZ. Taki przypadek przedstawiono na Rysunku 1. Panele A i B na Rysunku 1 przedstawiają dwa badania (odpowiednio: pojedynczą tomografię emisyjną pozytonów (SPECT) oraz magnetoencefalografię (MEG)), któ...

Dyskusja

Skrupulatne zdefiniowanie hipotezy AEC w połączeniu ze szczególnie szczegółową dbałością o projekt strategii implantacji jest ostatecznie tym, co zadecyduje o sukcesie metodologii SEEG dla każdego pacjenta z osobna. W związku z tym staranne planowanie procedury przed operacją ma kluczowe znaczenie i sprawia, że operacja jest stosunkowo prosta i obarczona niskim ryzykiem. Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej jest ustawić trajektorie prostopadle do strzałkowej linii środkowej, ułatwiając w ten sposób łatwiejszą korelację anatom...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Wiertło 2 mm	DIXI	KIP-ACS-510	Do otwierania elektrody
koagulacyjnej czaszki Dura	DIXI	KIP-ACS-600	do otwierania i koagulacji dura
Wkrętarka akumulatorowa	Stryker	4405-000-000	do wbijania wiertła
Rama współrzędnych Leksell G	Elekta	14611	Do mocowania głowy
Elektroda	Microdeep Depth DepthElektrody DIXI	D08-**AM	SEEG, które są wszczepiane, w komplecie: śruba prowadząca i trzpień, zgodnie z opisem w rękopisie.
ROSA	Medtech	n/a	stereotaktyczny system naprowadzania z ramieniem robota, w komplecie z: ramieniem robota, narzędziem do kalibracji, laserem rejestracyjnym, mocowaniem ramy głowicy i oprogramowaniem, zgodnie z opisem w manuskrypcie.
Stylet	DIXI	ACS-770S-10	do wytworzenia ścieżki przez miąższ dla elektrody