Translacyjne mapowanie mózgu w Centrum Medycznym Uniwersytetu Rochester: Ochrona umysłu poprzez spersonalizowane mapowanie mózgu

Ten artykuł zawiera przegląd multimodalnego programu mapowania mózgu, zaprojektowanego do identyfikacji obszarów mózgu, które wspierają kluczowe funkcje poznawcze u poszczególnych pacjentów neurochirurgicznych.

Celem wszystkich operacji guza mózgu jest tak naprawdę uzyskanie tego, co nazywamy maksymalnie bezpieczną resekcją chirurgiczną. Oznacza to, że chcemy usunąć cały guz, ale nie chcemy mieć żadnego negatywnego wpływu na otaczającą normalną tkankę mózgową. Przed jakąkolwiek operacją guza mózgu w korze elokwentnej pacjent jest przyjmowany do programu do translacyjnego mapowania mózgu.

Wszystkie informacje, które uzyskujemy z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, są w rzeczywistości wykorzystywane do poprawy wyników pacjenta w momencie operacji. Ten konkretny pacjent przeszedł fMRI przed operacją, a ta ocena wykazała, że guz znajdował się w górnym zakręcie czołowym, bezpośrednio przed korą ruchową. Okazało się, że guz nie był bezpośrednio reprezentowany przez język.

Okazało się, że reprezentacja języka dodatkowego obszaru motorycznego była ograniczona do przeciwnej półkuli. I wreszcie, w analizie DTI okazało się, że przedni skośny przewód był zlokalizowany przed przednim brzegiem guza. Zawsze zaczynamy od pacjenta, który ma dominującą resekcję guza czołowego, gdy pacjent znajduje się w bocznej pozycji odleżynowa, ale potem cofamy pacjenta, aby nie musieć zakładać rolki pachowej.

Wokół pacjenta kładziemy poduszki i inne urządzenia piankowe, aby po przebudzeniu spędził godzinę, a może dwie godziny podczas procedury mapowania, aby pacjent czuł się komfortowo podczas zabiegu. Następnie musimy umieścić uchwyt na głowę Mayfielda i umieszczamy uchwyt na głowę nad skórą głowy. Następnie wstrzykujemy znieczulenie miejscowe w miejscu, w którym zostaną umieszczone trzy szpilki.

Mocujemy urządzenie Mayfielda do stołu i do czaszki. Następnie rejestrujemy głowę pacjenta na przedoperacyjnym rezonansie magnetycznym za pomocą systemu nawigacji czaszkowej. Na Uniwersytecie w Rochester używamy firmy Brainlab do nawigacji międzyoperacyjnej i system ten działa dla nas bardzo dobrze na wielu poziomach.

Bardzo ważnym etapem operacji jest wykonanie bloku znieczulenia miejscowego. W każdym przypadku używamy prawdopodobnie 30-40 cm3 znieczulenia miejscowego. Pierwszym etapem blokady jest wstrzyknięcie nacięcia na całej jego długości, aż do czaszki.

Następnie wykonujemy blokady regionalne, które blokują, w tym przypadku nerw nadoczodołowy, nerw uszno-skroniowy, nerw potyliczny większy, a następnie wykonujemy bloki mięśni głębokich, które blokują mięsień skroniowy i obszar tuż nad uchem. Równolegle z naszymi wysiłkami na rzecz wygodnego ułożenia pacjenta, zespół neurofizjologii przygotowuje się do monitorowania międzyoperacyjnego, które będzie wykonywać. Zespół kognitywistyki rozstawia swój sprzęt.

Kiedy pacjent budzi się na sali operacyjnej, przed nim znajduje się mały monitor, a do tego monitora przymocowany jest mikrofon i głośnik oraz kamera wideo. A to pozwala nam powielić na sali operacyjnej wszystko, co robimy z funkcjonalnym rezonansem magnetycznym, gdy badamy pacjenta przed operacją. Zaletą stołu podwieszanego jest to, że anestezjolog i pielęgniarka, a także kognitywista i zespół neurofizjologii mają dostęp do całego pacjenta podczas operacji.

Przygotowaliśmy kraniotomię, która była na tyle duża, że pozwoliła nam na zmapowanie większości kory ruchowej. To pozwoliłoby nam odwzorować dowolną funkcję językową w środkowym zakręcie czołowym. Kraniotomia byłaby również na tyle duża, że pozwoliłaby nam uzyskać przedni brzeg guza w przedniej części górnego zakrętu czołowego.

To odróżnia nasze podejście w tym konkretnym przypadku od bardziej minimalistycznych podejść, w których negatywne odpowiedzi są uzyskiwane z obszaru bezpośredniej resekcji guza. Gdy skóra głowy jest całkowicie otwarta, pierwszą rzeczą, którą zrobiliśmy w tym przypadku, było zaznaczenie lokalizacji guza, zaznaczenie linii środkowej, a następnie rozpoczęcie decydowania, gdzie umieścimy nasze otwory na zadziory i gdzie wykonamy cięcie piłą. Po całkowitym otwarciu opony twardej i zabezpieczeniu żył mostkowych oraz oddzieleniu ich od przyśrodkowej części opony twardej, kolejnym celem było przymocowanie urządzenia do elektrokortygrafii do zacisku czaszki, tak abyśmy mogli badać po przekroczeniu progów wyładowań i wykonywać elektrokortygrafię podczas całego zabiegu.

Przed rozpoczęciem części operacji mapowania mózgu rejestrujemy stymulator dwubiegunowy w tej samej przestrzeni, w której odbywa się przedoperacyjny rezonans magnetyczny, korzystając z systemu nawigacji czaszkowej, w tym przypadku Brainlab. Dzięki temu możemy zarejestrować współrzędną trójwymiarową dla każdego miejsca bezpośredniej stymulacji elektrycznej. Po operacji możemy przeprowadzić analizy ilościowe, które łączą przedoperacyjny funkcjonalny rezonans magnetyczny z konsekwencjami mapowania stymulacji międzyoperacyjnej i ostatecznie z wynikami pacjenta.

Na samym początku procedury mapowania mózgu zwykle zaczynamy od mapowania motorycznego. Zaczynając od obszaru języka, gdy pacjent wysunął język, a następnie stymulując przy bardzo niskim poziomie miliampera, zwykle od 5 do 1,0 miliampera, i szukając retrakcji języka lub ruchów twarzy, które wskazywałyby, że z powodzeniem mapujemy funkcje motoryczne. Ach, spójrz na jego rękę.

Nadgarstek obrócony. Powiedz mi, czy czujesz coś mrowienia. Prawy łokieć?

Prawy łokieć, idealny. Czytasz podręcznik. Powiedz mi, czy czujesz teraz mrowienie.

Ach, prawa szyja. Jesteś tutaj? Bardziej na odwrót.

W tym obszarze guz wydaje się kończyć właśnie tutaj. Jest to silnik na palec i dłoń oraz nadgarstek i ramię. Silnik nóg jest najprawdopodobniej właśnie tutaj.

I to wszystko jest sensoryczne, mieliśmy naprawdę dobre reakcje sensoryczne w dłoni i aż do ramienia i szyi. Teraz celem jest pobranie guza i kontynuowanie mapowania, z jego aktywnym udziałem, w celu zmapowania aktywności motorycznej stopy, ponieważ ten tylny brzeg guza jest kluczowym obszarem, który chcemy usunąć, nie powodując osłabienia nogi. Zdecydowaliśmy się rozpocząć resekcję guza na tylnym brzegu guza, bezpośrednio przed korą ruchową.

Celem tej decyzji było, podczas gdy pacjent był przytomny i w pełni współpracujący, rozpoczęcie odciążania z tyłu, aby zidentyfikować przedni bank skórki kory ruchowej nogi w celu usunięcia banku skórki guza i ewentualnie naciekanej istoty białej, a pacjent wykonywał różne zadania z kończyną górną i dolną. Byliśmy wtedy w stanie całkowicie wyciąć guz na jego przecięciu z obszarem Rolanda. Po zakończeniu tej wstępnej resekcji mogliśmy rozpocząć przednią część guza i deproporcję resekcji guza do przodu. Zdając sobie sprawę, że jeśli zdolność pacjenta do współpracy uległaby zmianie, przeprowadziliśmy już najbardziej niebezpieczną część operacji z powodzeniem.

Raportowanie ruchów pacjenta, raportowanie jego zręczności, z precyzją, jest niezwykle ważne. A w tym konkretnym przypadku pielęgniarka, Susan Smith, która pracowała z nami przy tych operacjach przez ponad 20 lat i która ma doświadczenie z setkami podobnych operacji, jej raportowanie stanowi niezwykle ważną część zespołu operacyjnego. Sprawdź jego stopę.

Zegnij stopę w górę i w dół. Poruszaj palcami u stóp, naciskaj na moją rękę, podciągnij się mocno, ładnie i mocno. Dziękuję, Sue.

Proszę. W podobnych przypadkach, gdy guz znajduje się bardziej z przodu w górnym zakręcie czołowym, byliśmy w stanie zidentyfikować zajęcie skośnego odcinka czołowego na DTI przed operacją i udało nam się zmapować skośny odcinek czołowy za pomocą mapowania stymulacji podkorowej. Żółty trójkąt znajduje się nad czerwonym rombem.

Zielone kółko znajduje się powyżej. Kontynuujemy Oczywiście ostrzegliśmy pacjenta i jego rodzinę, że może wystąpić przejściowy zespół SMA. Nie podjęliśmy próby zmapowania dodatkowego obszaru motorycznego, ponieważ był on całkowicie związany z guzem.

I rzeczywiście, po operacji pacjent miał subtelny zespół SMA z pewną ekspresyjną afazją i pewną niekoordynacją oraz bardzo niewielką utratą kontroli motorycznej w prawej kończynie górnej. Ale to szybko zanikło i do czasu wypisu w 5 dniu badanie pacjenta było normalne. W ciągu ostatnich kilku lat, w miarę jak rozwijaliśmy nasz program translacyjnego mapowania mózgu i coraz ściślej współpracowaliśmy z naszymi kolegami z kognitywistyki, rozwinęliśmy zwinną zdolność do dostosowywania operacji i komponentu mapowania mózgu do potrzeb pacjenta w zależności od lokalizacji guza.

W związku z tym zdobyliśmy znaczące doświadczenie w mapowaniu wiedzy o liczbach i matematyce. 53 plus 18 równa się 71,65 plus 16 równa się 81. Zdobyliśmy również znaczące doświadczenie w mapowaniu różnych aspektów funkcji języka, w tym nazywania, czytania i powtarzania.

Oto w, inger. To jest gorąca gęba. Ostatnio rozwinęliśmy również zdolność do mapowania funkcji muzyki na półkuli niedominującej.

Mapowanie mózgu naprawdę pozwala nam być tak kompletnym, jak to tylko możliwe, podczas operacji, przy jednoczesnym zachowaniu marginesu bezpieczeństwa dla tkanki mózgowej wokół guza, który staramy się zachować na końcu przypadku. Za każdym razem, gdy przeprowadzamy operację u pacjenta z guzem mózgu lub padaczką, za każdym razem, gdy wykonujemy operację, mamy okazję dowiedzieć się czegoś więcej o mózgu.