Summary
SEEG方法論は、定位ロボットによって簡素化され、高速化されます。手術室でロボットを使用する前に、術前の容積測定MRIを患者に登録することに細心の注意を払う必要があります。ロボットは手順を合理化し、手術時間の短縮と正確な移植につながります。
Abstract
SEEG方法論は、てんかん手術前にてんかん原性ゾーン(EZ)を局在化する手段として、過去10年間で北米で支持を得ています。最近、SEEG電極の埋め込みのためのロボット定位誘導システムの応用は、多くのてんかんセンターでより一般的になっています。ロボットを使用するための技術は、手術前の計画段階で非常に精度が必要であり、ロボットと外科医が協調して電極を埋め込むため、方法論の手術部分で技術が合理化されます。ここでは、SEEG電極の移植をガイドするためにロボットを使用する正確な操作方法論を詳述する。手順の主な制限、すなわち、患者を術前の容積磁気共鳴画像(MRI)に登録する能力に大きく依存していることについても説明します。全体として、この手順は罹患率が低く、死亡率が非常に低いことが示されています。SEEG電極の移植にロボット定位誘導システムを使用することは、従来の手動移植戦略に代わる効率的、迅速、安全、正確な代替手段です。
Introduction
医学的に難治性てんかん(MRE)は、世界中で1,500万人が苦しんでいると推定されています1。したがって、これらの患者の多くは手術で治療される可能性があります。てんかん手術は、外科的切除を導くために、理論化されたてんかん原性ゾーン(EZ)の正確な局在に依存しています。Jean TailarachとJean Bancaudは、皮質構造と深部構造の両方におけるてんかん脳のその場電気生理学に基づいてEZをより正確に局在化する方法として、1950年代に立体脳波(SEEG)方法論を開発しました2,3。しかし、SEEG方法論が北米全体で支持され始めたのはごく最近のことです4。
さまざまな専門家やてんかんセンターの臨床経験に基づいて、SEEG方法論の一部として世界中でさまざまな技術と技術が使用されています5,6,7。しかし、最近では、SEEG電極を埋め込むために使用される外科的手法が、従来の手動ヘッドフレームベースの戦略を超えて進化しています。具体的には、ロボット定位誘導システムの使用は、SEEG移植8の正確な代替手段であることが示されている。ロボット移植は、電極移植へのより速く、より自動化されたアプローチを探している外科的専門知識を持つ人々が安全かつ効果的に使用することができます。
ここでは、SEEG電極の埋め込みにロボット定位誘導システムの使用を採用する場合に行われる具体的なステップについて論じる。SEEG方法論は以前に説明したが、本明細書では、ロボット9の使用と共に採用される外科技術に特に注意が払われる。
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Protocol
ここで使用されるすべてのデバイスはFDA承認されており、ここに含まれるプロトコルは私たちの施設の標準治療を構成します。そのため、このプロトコルの詳細化にIRBの承認は必要ありませんでした。
1.移植前段階
- アナタモ電気臨床(AEC)仮説を作成します。
注:AEC仮説の作成は、潜在的なEZを特定するための複数の非侵襲的手法の調整に依存しています。てんかん専門医、放射線科医、てんかん外科医を含む専門家のチームは、通常、患者のEZの初期仮説として機能するAEC仮説を作成するために、各患者の臨床データについて話し合うための会議を招集します。これを実現する方法の詳細は、この記事の範囲を超えています。 - AEC仮説の場所に応じて、侵襲的モニタリングの最良の方法論を特定します。 表1 は、侵襲的モニタリングのために深度電極の有無にかかわらず硬膜下グリッド(SDG)よりもSEEGが好まれるさまざまなシナリオを示しています。
- 患者がSEEG評価の候補と見なされたら、移植戦略を作成します。
注:移植戦略は、AEC仮説の一部として特定された領域と、一般的なてんかん原性ネットワークおよび雄弁皮質の隣接領域を適切にカバーする必要があります。このモニタリングは、外科医が切除の境界を定義するのに役立ちます。- 術前の容積測定MRIおよびCTAを取得します。
- DICOM形式の画像を定位ロボットのネイティブプランニングソフトウェアに転送し、イメージングフュージョン(CTAと融合したT1+ガドリニウムMRI)を実行します。
注意: イメージングフュージョンは、ロボットのソフトウェアによって自動的に実行されます。融合する必要のある研究を選択するだけで済みます。 - MRI-CTA融合の3D再構成内で個々の電極アレイの軌道を計画し、AEC仮説内の表層、中間、深部皮質および皮質下領域を含む多数の領域からのサンプリングを最大化するようにします。
- 各電極の表面入口点と深いターゲット点を手動で選択して、各軌道を定義します。
注:一般的に、最初に掘削プラットフォームから深いターゲットポイントまで150mmの作動距離を使用し、次に深さを調整して作動距離を最大限に短縮して、注入精度を向上させるのが最善です。
- 各電極の表面入口点と深いターゲット点を手動で選択して、各軌道を定義します。
- 各移植軌道を確認します。
- 3D MRI-CTA融合再構成の各電極を個別にレビューして、軌道が血管構造を損なわないことを確認し、必要に応じて軌道を調整します。
- 3D MRI再構成の全体的な移植スキーマを確認し、軌道衝突を評価します。
- 表面のエントリポイントがすべて皮膚表面上で少なくとも1.5 cm離れていることを確認してください。
2.手術技術
- 手術室では、手術用の定位ロボットを準備しながら、患者を準備し、仰臥位に置きます。
- 麻酔科医の推奨に従って全身麻酔下で挿管する。十分な麻酔のためにプロポフォールを使用し、臨床てんかん専門医によって認定された適切な電気生理学的記録によって検証します。.
- 3点固定ヘッドホルダーを使用して患者の頭を固定します。
注意: これは標準の4点レクセルフレームです。後述のように、患者へのロボットの登録を容易にするために、フロントポストの1つが取り外されることがあります。したがって、固定は3点と呼ばれます。 - ロボットアームの基部と頭蓋の中点との間の距離が70 cmになるように、ロボットを患者の頭に配置します。ロボットを所定の位置にロックし、3点式ヘッドホルダーをロボットに固定します。
注意: この時間以降、患者またはロボットの位置をこれ以上調整しないでください。この時点以降にさらに調整を行うと、移植が不正確になる可能性があります。 - 半自動レーザーベースの顔認識システムを使用して、ロボットによるすべてのプロンプトに従って、術前の容積測定MRIを患者に登録します。
- 設定された距離キャリブレーションツールを使用してレーザーをキャリブレーションします。
- レーザーを使用して、プリセットの解剖学的顔のランドマークを手動で選択します。その後、ロボットが顔の表面を自動的にスキャンするので、登録が完了します。
- 追加の独立した表面のランドマークを登録されたMRIと相関させることにより、登録の正確性を確認します。
注意: 計画された軌道は、ロボットソフトウェアによって自動的に検証されます。
- 標準的な無菌方法で患者を準備し、ドレープします。
- 滅菌プラスチックを使用してロボット作業アームをドレープします。
- 2.5mmの作業用カニューレを備えた掘削プラットフォームをロボットアームに取り付けます。
- 指定された軌道に沿ってボルトを埋め込みます。
- ロボットのタッチスクリーンで目的の軌道を選択します。
- ロボットペダルを踏んで、ロボットアームの正しい軌道への動きを開始します。正しい位置に到達すると、アームはロボットによって自動的にロックされます。
- 作業用カニューレに2mmのドリルを挿入し、それを使用して頭蓋骨の厚さ全体にピンホールを作成します。
- 低設定で単極焼灼を使用して断熱硬膜穿孔器で硬膜を開きます。
注:硬膜を開くことは、小さな子供では特に難しい場合があります。硬膜は頭蓋骨の内層に完全に付着していないため、気付かずに硬膜を開くのではなく、変位することは非常に簡単です。 - ガイドボルトを各ピン穴にしっかりとねじ込みます。
- 滅菌定規を使用して、掘削プラットフォームからガイドボルトまでの距離を測定します。
注意: これは、ドリルアダプターの長さに関連する固定距離です。- 軌道の計画に使用された「プラットフォームからターゲットまでの距離」の値から、この測定距離を引きます。
注意: この距離を変更する必要が生じない限り、常に標準の150mmプラットフォームを使用して距離をターゲットにすることをお勧めします。この標準を使用すると、OR でのこの手順が簡略化されます。 - 後で埋め込み電極の最終的な長さとして使用するため、結果を記録してメモします。
- 軌道の計画に使用された「プラットフォームからターゲットまでの距離」の値から、この測定距離を引きます。
- 電極の最終的な長さを測定してメモし、ボルトに対して新しく計算された長さと一致することを確認します。電極とボルトのラベルが一致していることを確認して、後で電極の埋め込み中に混乱しないようにします。
- すべてのボルトに対して手順2.2.1〜2.2.7を繰り返し(つまり、すべてのボルトを埋め込みます)、それに応じてすべての電極にマークを付けます。
- 手術用手袋を交換し、新しい無菌フィールドを開きます。
- 埋め込まれたボルトを介して、すべての電極をターゲットの深さまで埋め込みます。
- 直径2 mmのスタイレットをガイドボルトを通して、以前にボルトを埋め込んだ後に計算された最終電極の意図された深さまで挿入します。
- スタイレットを取り外した後、すぐに電極をボルトに挿入し、電極をボルトにねじ込んで固定します。
- 電極に適切なラベルが付いていることを確認してください。
- すべての電極に対して手順2.4.1〜2.4.3を繰り返します。
- 電極を臨床電気生理学ハードウェアに接続します。
- 標準的な頭部包帯技術を使用して患者の頭を包みます。
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Representative Results
SEEG方法論の使用後の成功の絶対的な指標は、患者の発作の自由度であり、最終的には電極移植の成功、電気生理学的記録の成功、およびEZの切除の成功に続きます。このような場合を 図1に示します。 図1 のパネルAとBは、AEC仮説の作成に役立つ2つのテスト(それぞれ、単一陽電子放出コンピューター断層撮影(SPECT)と脳磁図(MEG))を示しています。ただし、EZの特定とその後の切除の完了に関する議論は、この記事の範囲外です。しかし、SEEG評価で、患者がさまざまな理由(AECが雄弁皮質と重複する、多巣性エピリプトゲン性など)で手術候補が不十分であることが示された場合、患者が手術を回避するのを助けることは確かに成功した研究として分類される可能性があります。ここでは、代わりに、電極の解剖学的配置の成功と、この方法論を使用した成功の指標としての合併症の欠如に焦点が当てられています。このように、 図1C は、前頭部および背部島領域における電極の位置を示す。 図1D は、術後T1 MRI画像における右の手術と島の切除を示しています。
図2 は、SEEG手法の適切なORセットアップ、ボルト配置の成功、および電極注入の成功を示しています。私たちのセンターで合計2,663回のSEEG電極移植を受けた200人の患者を対象とした研究では、5人の患者だけが合併症を経験しました。創傷感染率,出血性合併症,一過性神経欠損率は0.08%/電極,0.08%/電極,0.04%/電極であり,総罹患率は2.5%/患者,死亡率は0%/患者であった。
| 臨床シナリオ | 選択方法 | 第二の選択肢 |
| 病変MRI:潜在的なてんかん原性病変は、雄弁皮質の近くまたは近くに表面的に位置しています。 -又は- 非病変性MRI:雄弁皮質の近くに位置する架空のEZ |
ソフトバンクシービージー | シーグ |
| 病変MRI:潜在的なてんかん原性病変は、皮質深部および皮質下領域にあります。 -又は- 非病変性MRI:架空のEZは、深く位置しているか、雄弁でない領域にあります。 |
シーグ | 深さのあるSBG |
| 二国間探査および/または再運用の必要性 | シーグ | 深さのあるSBG |
| 硬膜下グリッドの故障後 | シーグ | 深さのあるSBG |
| AEC仮説がより広範な多葉てんかんネットワークの関与を示唆している場合。 | シーグ | 深さのあるSBG |
| 非病変性MRIシナリオにおける前頭葉てんかんの疑い。 | シーグ | シーグ |
表 1.医学的に難治性の限局性てんかん患者の侵襲的モニタリングのためのSDG(深度電極の有無にかかわらず)とSEEGの選択基準。
図1:ステレオ脳波計方法論の構成要素。 パネルAおよびBは、非侵襲的な移植前局在化試験(ictal SPECT-A、およびMEGスキャン- Bとして)を示しており、右手術-島領域に位置する潜在的なてんかん原性を示しています。パネル C は、局所電界電位によっててんかん活動が実証された前頭手術領域および背側島領域におけるR電極の位置を示しています。パネル D は術後のT1MRI画像(矢状図)を示し、右手術と島の切除を示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:ステレオ脳波検査ロボット法。 この図は、掘削段階でのロボット技術の術中デジタル画像を表しています。ロボットアームは掘削ステップを正確にガイドし、(硬膜とガイドボルトの位置を開いた後)深さ電極の最終的な埋め込みを可能にします。ロボットアームには2.55mmのアダプターが装備されており、2.5mmのドリルビットを正確に位置合わせすることができます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
移植戦略の設計に特に詳細な注意を払うことと相まって、AEC仮説を綿密に定義することが、最終的には個々の患者に対するSEEG方法論の成功を決定するものです。そのため、手術前の慎重な計画が重要であり、比較的簡単でリスクの低い手術になります。一般に、軌道を矢状正中線に直交させるのが最善であり、それによって将来の解剖学的電気生理学的相関が容易になり、移植中により高い精度が得られます。ただし、斜めの軌道を使用できる場合もあります。具体的には、斜めの軌道でAEC仮説内の複数のターゲットのサンプリングが可能な場合、適切なサンプリングのために埋め込む必要のある電極の総数を減らすことができるため、これが望ましい場合があります。したがって、着床戦略は、てんかん活動の3次元、動的、多方向の時空間組織とそれがたどる経路を説明する必要があります。
定位ロボットの使用は、本明細書で概説されている手術技術全体にとって非常に重要であるため、外科医は、手術室で使用する前に、これらの術中ロボットの1つを使用する実践的な経験を積むことをお勧めします。定位誘導システムに関連するハードウェアとソフトウェアの動作に精通していることは、患者の安全性を向上させるだけでなく、手順の速度を向上させ、合理化された手術体験を促進します。さらに、プロトコルに詳述されているように、外科医とすべての助手が手術用手袋を交換し、すべてのボルトの埋め込み後、電極の埋め込み前に新しい無菌フィールドを開くことが重要です。これは感染を防ぐために行われます。
この方法論に対する注意は、術前MRIの3D再構成に患者を正確に登録することの重要性です。レジストレーションのばらつき、またはそこからの偏差は、各電極の注入精度の低下に現れます。したがって、移植手順全体を通して登録を綿密にチェックして、登録が正しく開始され、そのままであることを確認することが重要です。不正確な移植の懸念がある場合は、登録の検証と、必要に応じて再登録で満たす必要があります。
最終的に、これらの深部電極の定位埋め込みを完了する多くの方法がありますが、著者の経験では、定位ロボットの使用は、非常に低い罹患率と非常に低い死亡率と同様に、はるかに好ましい(効率的かつ正確な)手術経験を提供します。さらに、このプロトコルで達成された移植精度に関する以前の研究では、高レベルの移植精度が示されています10。本明細書における結果および結論は、SEEG方法論の罹患率に関する以前に発表された文献と一致する11、12、13、14、15。
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Disclosures
著者は開示するものは何もありません。
Acknowledgments
著者には謝辞がありません。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2 mm drill bit | DIXI | KIP-ACS-510 | For opening the cranium |
| Coagulation Electrode Dura | DIXI | KIP-ACS-600 | for opening and coagulating the dura |
| Cordless driver | Stryker | 4405-000-000 | to drive the drill bit |
| Leksell Coordinate Frame G | Elekta | 14611 | For head fixation |
| Microdeep Depth Electrode | DIXI | D08-**AM | SEEG electrodes that are implanted, complete with: guide bolt and stylet, as described in manuscript. |
| ROSA | Medtech | n/a | stereotactic guidance system with robotic arm, complete with: robotic arm, calibration tool, registration laser, head frame attachment, and software, as described in the manuscript. |
| Stylet | DIXI | ACS-770S-10 | for creating a path through the parenchyma for the electrode |
References
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