Technika operacyjna i niuanse metodologii stereoelektroencefalograficznej (SEEG) z wykorzystaniem zrobotyzowanego systemu naprowadzania stereotaktycznego
9 czerwca 2023
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.
SEEG, znana również jako stereoelektroencefalografia, jest minimalnie inwazyjną metodą eksploracji ludzkiego mózgu, która uwzględnia trójwymiarowy aspekt aktywności padaczkowej poprzez analizę korelacji anatomoelektroklinicznych. Główną zaletą tej metody jest mapowanie wyładowań padaczkowych w mózgu w sposób minimalnie inwazyjny. Przed rozpoczęciem zabiegu SEEG należy pomóc pacjentowi ułożyć się w pozycji leżącej.
Gdy pacjent jest w znieczuleniu ogólnym, zamocuj głowę pacjenta w trzypunktowym uchwycie mocującym i ustaw robota przy głowie pacjenta tak, aby odległość między podstawą ramienia robota a środkiem czaszki wynosiła 70 centymetrów. Zablokuj robota na miejscu i przymocuj trzypunktowy uchwyt głowicy do robota. Korzystając z półautomatycznego laserowego systemu rozpoznawania twarzy, zarejestruj przedoperacyjny wolumetryczny rezonans magnetyczny z pacjentem, postępując zgodnie ze wszystkimi wskazówkami wyświetlanymi przez robota.
Użyj narzędzia do kalibracji ustawionej odległości, aby skalibrować laser i użyj lasera, aby ręcznie wybrać wstępnie ustawione anatomiczne punkty orientacyjne twarzy. Po tym, jak robot automatycznie zeskanuje powierzchnię twarzy, skoreluj dodatkowe niezależne punkty orientacyjne powierzchni z zarejestrowanym rezonansem magnetycznym, aby potwierdzić dokładność rejestracji. W celu wszczepienia należy ułożyć pacjenta w standardowy sterylny sposób, a ramię robocze robota ułożyć sterylnym plastikiem.
Przymocuj platformę wiertniczą z 2,5-milimetrową kaniulą roboczą do ramienia robota i wybierz żądaną trajektorię dla każdej, która ma zostać wszczepiona, na ekranie dotykowym robota. Naciśnij pedał robota, aby zainicjować ruch ramienia robota do pierwszej trajektorii. Po osiągnięciu właściwej pozycji ramię zostanie automatycznie zablokowane przez robota.
Włóż dwumilimetrowe wiertło przez działającą kaniulę i użyj go do stworzenia otworu przez całą grubość czaszki. Otwórz oponę twardą za pomocą izolowanego perforatora duralowego za pomocą kauteryzacji monopolarnej na niskim ustawieniu. Mocno wkręć prowadzącą w każdy otwór i za pomocą sterylnej linijki zmierz odległość od platformy wiertniczej do prowadzącej.
Odejmij tę zmierzoną odległość od wartości odległości od platformy do celu wykorzystanej do planowania trajektorii i zapisz wynik do późniejszego wykorzystania jako końcową długość wszczepionej elektrody. Zmierz i zanotuj ostateczną długość elektrody i upewnij się, że odpowiada ona nowo obliczonej długości. Następnie nadaj elektrodzie i pasujące etykiety, aby zapobiec pomyłkom podczas implantacji elektrody.
Po wszczepieniu wszystkich zmień rękawice chirurgiczne i otwórz nowe sterylne pole. Wprowadzić trzpień pomiarowy o średnicy dwóch milimetrów przez prowadzącą na zamierzoną głębokość elektrody, obliczoną po wszczepieniu pasującej. Upewnij się, że elektroda, która ma zostać wszczepiona, jest zgodna z etykietą wszczepionej prowadzącej i wyjmij strzyżenie.
Natychmiast włóż elektrodę przez i wkręć elektrodę w w celu zamocowania, używając fluoroskopowego promieniowania rentgenowskiego, aby potwierdzić prawidłowe umieszczenie każdej elektrody po jej wszczepieniu. Po wszczepieniu wszystkich elektrod należy użyć standardowej techniki bandażowania głowy, aby owinąć głowę pacjenta. W tym miejscu pokazano odpowiednią salę operacyjną z udanym umieszczeniem i udaną implantacją elektrody zgodnie z metodologią SEEG.
W tworzeniu hipotezy anatomoelektroklinicznej pomagają badania tomografii komputerowej z pojedynczą emisją pozytonów i magnetoelektroencefalografią. Na tych reprezentatywnych obrazach elektroda została umieszczona w czołowej wieczce i grzbietowej okolicy wyspowej. Tutaj pokazano resekcję prawego wieczka i wyspy w pooperacyjnym rezonansie magnetycznym T1.
Metoda SEEG pozwala na trójwymiarowe mapowanie aktywności padaczkowej poprzez zastosowanie małoinwazyjnej techniki umieszczania elektrod wgłębnych do ludzkiego mózgu.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Metodologia SEEG została usprawniona dzięki zastosowaniu robota stereotaktycznego, który upraszcza i przyspiesza procedurę. Precyzyjna rejestracja przedoperacyjnego wolumetrycznego MRI względem pacjenta jest kluczowa dla efektywnego wykorzystania robota na sali operacyjnej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Elektrofizjologia
- Techniki małoinwazyjne
Wprowadzenie
- SEEG to skrót od stereoelektroencefalografii.
- Metoda ta umożliwia badanie trójwymiarowej aktywności epileptiformnej ludzkiego mózgu.
- Została ona opracowana w celu mapowania wyładowań epileptiformnych w sposób małoinwazyjny.
- Prawidłowe ułożenie pacjenta oraz konfiguracja robota są niezbędne do przeprowadzenia procedury.
Cel badania
- Aby zwiększyć efektywność procedury SEEG.
- Aby zapewnić dokładną implantację elektrod.
- Aby skrócić czas operacyjny podczas eksploracji mózgu.
Zastosowane metody
- Pacjent zostaje ułożony w pozycji na plecach w znieczuleniu ogólnym.
- Głowa zostaje unieruchomiona za pomocą uchwytu do fiksacji trójpuktowej.
- Ramię robotyczne zostaje ustawione w określonej odległości od czaszki.
- Do rejestracji obrazów MRI wykorzystuje się półautomatyczny system rozpoznawania twarzy oparty na laserze.
Główne wyniki
- Zastosowanie robota usprawnia procedurę SEEG.
- Zaobserwowano skrócenie czasu operacji.
- Osiągnięto precyzyjne implantacje elektrod.
- Potwierdzono skuteczną rejestrację obrazów MRI względem pacjenta.
Wnioski
- Robot stereotaktyczny znacząco usprawnia metodologię SEEG.
- Kluczowe znaczenie ma dbałość o rejestrację obrazowania przedoperacyjnego.
- Podejście to może prowadzić do lepszych wyników leczenia pacjentów z epilepsją.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Precyzyjna stereotaktyczna implantacja elektrod jest kluczowa dla mapowania sieci epileptogennych w przedklinicznych modelach epilepsji, umożliwiając walidację celu poprzez bezpośrednie odczyty elektrofizjologiczne. Robotyczny system naprowadzania zwiększa powtarzalność i redukuje zmienność proceduralną, wspierając ograniczanie ryzyka mechanistycznego w badaniach nad zaangażowaniem celu. Podejście to zwiększa pewność prognostyczną w systemach istotnych dla choroby poprzez dostarczanie zestandaryzowanych, mierzalnych danych o aktywności neuronalnej.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez trójwymiarowe mapowanie wyładowań epileptyformnych w obwodach neuronalnych istotnych dla danej choroby.
- Wartość operacyjna: Ułatwia ograniczanie ryzyka biologicznego poprzez zapewnienie bezpośredniego elektrofizjologicznego potwierdzenia oddziaływania na cel in vivo.
Przesiewy i opracowanie testu
- Wartość naukowa: Przygotowanie zwalidowanych systemów biologicznych do dalszych etapów analizy poprzez utworzenie stabilnych interfejsów elektroda-tkanka do chronicznych rejestracji.
- Wartość operacyjna: Zapewnienie standaryzacji i powtarzalności testów dzięki robotycznej precyzji rozmieszczenia elektrod, co redukuje zmienność międzyosobniczą u zwierząt.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Wspiera modelowanie systemów istotnych dla przebiegu chorób, umożliwiając korelację anatomo-elektrokliniczną w przedklinicznych modelach epilepsji.
- Wartość operacyjna: Zapewnia ciągłość procesu od etapu odkryć po walidację przedkliniczną dzięki spójnym, implantowalnym platformom elektrodowym odpowiednim do badań podłużnych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w ciąg procesu odkrywania leków – od walidacji celu po identyfikację związku wiodącego – dostarczając odczytów elektrofizjologicznych, które informują o wpływie związków na dynamikę sieci neuronalnych.
- Biologia odkrywcza: Wspomaga testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków sygnałowych poprzez umożliwienie monitorowania aktywności epileptiformnej w czasie rzeczywistym w połączonych obszarach mózgu.
- Przesiewanie: Opisuje gotowość analizy dzięki stabilnej, przewlekłej implantacji elektrod, która pozwala na powtarzalne badania z zastosowaniem różnych związków chemicznych.
- Analityka: Podkreśla ilościowe pomiary zmiennych zależnych, takich jak częstotliwość impulsów (spike), amplituda i wzorce propagacji, co pomaga zespołom w porównywaniu warunków farmakologicznych.
- Badania translacyjne: Zapewniają ciągłość przedkliniczną dzięki fluoroskopowej weryfikacji rozmieszczenia elektrod oraz pooperacyjnej walidacji obrazowej.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Przedstawia robotyczny system stereotaktyczny jako platformę wielokrotnego użytku dla wielu kampanii walidacji celów w różnych modelach epilepsji.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Pewność prognostyczna dzięki bezpośredniemu, małoinwazyjnemu pomiarowi aktywności epileptyformnej w nienaruszonych obwodach neuronalnych.
- Wartość operacyjna: Standaryzacja, powtarzalność i skalowalność dzięki prowadzeniu robotycznemu, co redukuje zmienność zależną od chirurga.
- Wartość strategiczna: Lepsze decyzje dotyczące kontynuacji lub przerwania działań (go/no-go) poprzez dostarczenie obiektywnych punktów końcowych elektrofizjologicznych do priorytetyzacji celów.
- Wpływ na portfolio: Priorytetyzacja skorygowana o ryzyko poprzez mierzalną redukcję obciążenia epileptyformnego jako biomarkera translacyjnego.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana wiedza specjalistyczna z zakresu neurochirurgii stereotaktycznej oraz interpretacji sygnałów elektrofizjologicznych.
- Potrzeby w zakresie instrumentacji i infrastruktury analitycznej, w tym ramię robotyczne, system rejestracji oparty na laserze oraz śródoperacyjna fluoroskopia.
- Wymagania dotyczące standaryzacji międzyzespołowej w zakresie etykietowania elektrod, planowania trajektorii i protokołów weryfikacji po implantacji.
- Kwestie adaptacji w różnych systemach modelowych, w tym korekty grubości czaszki, integralności opony twardej i głębokości celu u różnych gatunków.
- Ograniczenia praktyczne wskazane w materiale źródłowym: silna zależność od dokładnej rejestracji przedoperacyjnego wolumetrycznego MRI do pacjenta, co stanowi potencjalny punkt krytyczny w przypadku niewystarczającej korelacji punktów orientacyjnych powierzchni.
