As atividades mostradas no vídeo e descritas neste documento caem dentro de um IRB de risco maior do que o mínimo no centro médico da Universidade de Rochester. 1. o recrutamento Estabeleça um programa High through-Put para a avaliação cognitiva e MRI-baseada pré-operativa para travar pacientes de todos os fornecedores consultando em uma maneira oportuna e eficiente. Envolver o pessoal administrativo e clínico no esforço mais amplo.Nota: um passo concreto que provou ser eficaz foi o estabelecimento de uma lista de e-mail do grupo que é automaticamente enviado pelo cirurgião assistente (ou alguém em sua equipe de apoio) quando um novo paciente apresenta a clínica que pode ser um candidato para o recrutamento para o cérebro Programa de mapeamento. 2. mapeamento pre-operative de MRI Adquira dados de MRI em um varredor de 3T MRI com uma bobina da cabeça 64-Channel no centro para a imagem latente e a neurofisiologia avançadas do cérebro (sabido formalmente como o ‘ centro de Rochester para a imagem latente do cérebro “) na Universidade da escola médica de Rochester. Use sequências padrão para RM em negrito e DTI permitindo a imagem cerebral completa, conforme descrito nas publicações anteriores7,8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25. Monitore a fixação, e recorde a respiração e a frequência cardíaca coletadas durante toda a fMRI para a regressão de confunde do ruído26,27.Nota: nos últimos 10 anos, desenvolvemos uma biblioteca de experimentos funcionais de RM para mapear a linguagem (falada, auditiva, palavras únicas, frases inteiras), função motora (de movimentos intransitivos de dedo, língua e pé para ações transitivas de alto nível), música habilidade, matemática e conhecimento de número, e função sensorial básica (por exemplo, mapeamento retinotópico para mapear o processamento visual de baixo nível11,14,24). Todos os experimentos, materiais e scripts de análise estão disponíveis em www.openbrainproject.org. 3. testes neuropsicológicos Tome cuidado durante todos os testes cognitivos para garantir que os pacientes sejam confortáveis, assegurados usando uma configuração ergonomicamente otimizada (Figura 1) e construindo pausas freqüentes (a cada 8 min) na estrutura de todos os testes. Todos os pacientes com tumores de baixo grau completam os seguintes testes 1 mês antes da cirurgia, 1 mês após a cirurgia e 6 meses após a cirurgia (os testes 12 e 13 são completados apenas no pré-operatório e 6 meses no pós-operatório)28,29 ,30,31,32. Discurso espontâneo (cookie Theft Picture33, Cinderela Story34,35,36). Categoria fluência (ações, categorias semânticas, palavras começando com F, A, S). Palavra leitura e repetição (substantivos, verbos, adjetivos, não-palavras, correspondido no comprimento e frequência). Nome do objeto Snodgrass (n = 26037). Nomeação auditiva (n = 6038). Conclusão da sentença High-Cloze (30 min). Birmingham objeto reconhecimento bateria (BORB, incluindo comprimento | Tamanho | Orientação | Correspondência de Gap | Figuras sobrepostas | Visões antecipadas | Decisão de realidade de objeto39). Discriminação auditiva de pares mínimos (p. ex., PA vs. da, GA vs. ta31,40). Frase correspondência de imagem (incluindo passivas reversível40). Nomeação de cores e Farnsworth Munsell Hue classificação41. Teste de rosto de Cambridge30,42. Teste de aprendizagem verbal da Califórnia (43) Weshler IQ (44,45,46). As principais medidas para avaliar o desfecho da linguagem são os testes 4-6; caracterizar habilidades mais amplas garante prejuízos nos testes de nomeação não são devidos ao declínio geral do desempenho47.Nota: no passado, nós usamos uma combinação de plataformas da apresentação do software para controlar a apresentação do estímulo e a gravação da resposta durante testes pre-e post-operative. Estamos atualmente projetando uma única plataforma plug-and-Play para apoiar todos os testes cognitivos (pré, intra e pós-operatórios), bem como apresentação de estímulo e gravação de resposta durante a ressonância magnética funcional (veja abaixo para descrição de StrongViewTM ). StrongView, juntamente com built-in testes neuropsicológicos, estará disponível para download (licença aberta) em www.openbrainproject.org. 4. Neuroanestesia e ergonomia do mapeamento da linguagem intraoperatória Uso de técnicas anestésicas para craniotomias acordadas48,49,50; na Universidade de Rochester, os craniotomias acordados são executados tipicamente usando uma aproximação adormecida-acordado-adormecida. Evite pré-medicações como anticonvulsivantes e ansiolíticos, pois podem prejudicar a função cognitiva e contribuir para o delirium de emergência. Aplicar monitores padrão (EKG, NIBP, oximetria de pulso) e induzir anestesia geral com fentanil intravenoso (0,5 mg/kg), lidocaína (1-1,5 mg/kg) e propofol (1-2 mg/kg). Use uma via aérea supraglótica para ventilação mecânica. Posicione o paciente lateralmente ou semilateralmente com a cabeça fixada em um quadro fixado; conforme descrito no vídeo, o posicionamento do paciente depende da localização da lesão e da janela de craniotomia planejada, ao mesmo tempo que leva em consideração que os tipos de testes cognitivos que o paciente será solicitado a realizar uma vez acordado durante a cirurgia. Aplicar analgesia no local do pino e da incisão (30 mL de lidocaína a 0,5%, 30 mL de 0,5% de planície de Sensorcaine, 6 mL de bicarbonato de sódio). Durante este período, posicione o equipamento de teste (monitor pequeno, câmeras de vídeo, microfones direcionais). Determine o tamanho da janela de craniotomia por múltiplos fatores, que variam em sua ponderação de acordo com os resultados do mapeamento clínico pré-operatório do cérebro do paciente, estudos funcionais de mapeamento cerebral e o plano de mapeamento intraoperatório. No caso descrito no vídeo, o cirurgião assistente (Dr. Pilcher) escolheu uma grande craniotomia para ter acesso total para mapear sítios de linguagem e motor positivos no hemisfério dominante. No início da fase acordada, interrompa a sedação (os analgésicos locais são aplicados antes da incisão). Retire a via aérea supraglótica uma vez que o paciente recupera a consciência. Não há nenhuma ou sedação mínima durante a fase acordada. Use o electrocorticography (ECoG) para monitorar após-descargas (descargas epileptiformes subclinical induzidas pela estimulação cortical) para assegurar-se de que os níveis de DES estejam ajustados apenas abaixo do limiar After-Discharge. O procedimento de mapeamento DES inicia encontrando o limiar de pós-descarga e ajustando a amplitude da estimulação (em passos de. 5 miliampères). Ajuste a amplitude da estimulação durante toda a sessão de mapeamento (2 a 15 mA) a critério do cirurgião assistente. Os pacientes visualizam estímulos em um monitor e podem falar e mover seus antebraços e mãos. 5. procedimentos para aquisição de dados de grau de pesquisa durante o mapeamento de estimulação elétrica direta intraoperatória Execute todos os testes cognitivos intraoperatórios em um sistema de hardware/software personalizado chamado ‘ StrongView ‘, disponível em www.openbrainproject.org. A pegada de hardware é auto-suficiente em um carrinho pequeno, e é equipado com uma fonte de alimentação de bateria de backup independente, alto-falantes, teclado e tela sensível ao toque. A pessoa encarregada de executar o teste cognitivo pode iniciar, parar e pausar a apresentação do estímulo, enquanto grava continuamente (áudio e vídeo) durante o caso. Use um sistema de áudio no carrinho de tal forma que um microfone direcional que é treinado na boca do paciente, que se alimenta através de um divisor. Um canal que sai do divisor atravessa um amplificador e diretamente para um alto-falante. Isso permite que cirurgiões e pesquisadores ouçam facilmente as respostas do paciente contra o ruído de fundo da sala de operação com um atraso perceptível zero (ou seja, eliminando os efeitos de ‘ eco ‘). O segundo canal do divisor vai para o PC no carrinho móvel, onde é carimbado no tempo, gravado e armazenado (esses arquivos são usados para análise offline). StrongView igualmente tem um sistema audio separado (autônomo) que consista em um segundo microfone direcional treinado também no paciente, em um microfone direcional treinado nos cirurgiões, e em um microfone do “ruído” em um canto da sala de operação para provar o tom do quarto para subtração dos arquivos de áudio principais. Esses três canais de áudio feed para um MIDI, e para um segundo computador que registra cada canal separadamente. Este segundo sistema de áudio fornece redundância caso o sistema primário falhe, todas as respostas verbais do paciente estarão disponíveis para análise offline. Anexe um suporte de tela de éter L comercialmente disponível à tabela de sala de operação (OR) usando um grampo de mesa ou. Prenda os braços articulados (por exemplo, Manfrotto 244 braços mágicos da fricção variável) à tela do éter L-suporte, e aqueles braços articulando apoiam o monitor paciente, os microfones direcionais, a câmara de vídeo treinada na cara do paciente, e um monitor auxiliar a permitir que um membro da equipe de pesquisa ou enfermeira da sala de operação para ver facilmente o que o paciente vê enquanto interage com o paciente. Execute todos os cabos necessários para as telas, os microfones, e a câmera ao longo do braço e proteja-o pela tubulação plástica fixada com Velcro.Obs.: nenhum desses equipamentos precisa ser esterilizado como é (somente sempre) no lado não estéril do campo (Figura 1). Esta maneira de suportar a apresentação do estímulo e o equipamento de gravação da resposta fornecem a flexibilidade máxima para tomar em consideração a ergonomia de deferimento do teste cognitivo de acordo com o posicionamento paciente que varia o caso pelo caso, contudo fornece uma confiança e plataforma estável em que para anexar o equipamento. Além disso, e importante, porque todos os monitores, microfones e câmeras são anexados à tabela ou através de um único dispositivo (éter tela L-Bracket), se o posicionamento da tabela é ajustado durante o caso, isso não afeta a configuração de teste. (Observe que a configuração mostrada na Figura 1 é de uma configuração de geração anterior na qual um suporte montado no chão suportou a tela do paciente, o microfone e a câmera de vídeo; que o suporte montado no chão foi substituído desde 2018 com a tela de éter L-Bracket). Também, e importante para a segurança paciente, a instalação inteira para o teste cognitivo pode ser discriminada em menos de 20 segundos durante o caso se uma situação emergente se apresentar que exige o acesso cheio e desobstruído ao paciente (por exemplo, ao patient ‘ s via aérea). O coração de StrongView é um sistema de software flexível para i) apresentando estímulos (visuais, auditivos) para pacientes e registrando respostas do paciente (verbal, resposta de botão, vídeo), II) registrando temporalmente todos os eventos relevantes experimentalmente e medidas (estímulo em, ECoG, contato com cérebro de sonda de estimulador elétrico direto, respostas do paciente); III) e comunicação com sistemas de navegação craniana para obtenção da coordenada 3 dimensional para cada aplicação de estimulação elétrica direta. StrongView permite a re-calibração em linha de variáveis experimentais tais como a duração do estímulo, interestímulo-intervalos, randomização, número de repetições ou blocos de estímulos, e controle dos canais video e Audio pacientes. StrongView córregos a câmara de vídeo paciente, os dados em linha de ECoG, e o estímulo que o paciente está vendo atualmente/audição a uma exposição do desktop, que seja espelhada igualmente em um grande monitor que esteja na linha de vista do cirurgião. Prenda um fotodiodo ao monitor paciente e alimente-o em um canal aberto no amplificador de ECoG. Isso fornece uma sincronização temporal entre a apresentação de cada estímulo e ECoG para análise offline. Use hardware e software de navegação craniana (na Universidade de Rochester, BrainLab Inc., Munique, Alemanha) em todos os casos pela equipe cirúrgica para a navegação craniana intraoperatória baseada na RM pré-operatória. Este é um sistema óptico constituído por um conjunto de câmaras que visualizam o campo de funcionamento e registam a cabeça do doente através de uma estrela de registo fixa que é aposta na mesa de operação (ver Figura 1). Especificamente, depois que o paciente é ajustado no headholder, mas antes de drapejar, use a fisionomia facial do paciente para registrar a cabeça do paciente à MRI pré-operativa. Isto permite que MRI pre-operative (funcional e estrutural) seja trazido no alinhamento direto com o patient ‘ cérebro de s na tabela de funcionamento. Anexe uma segunda estrela de registro (muito menor) ao estimulador bipolar (veja a Figura 1) e use para registrar o comprimento e a posição do estimulador no campo. Isso permite que a equipe de pesquisa adquira a localização exata de cada ponto de estimulação, bem como as margens da ressecção, em relação à RM pré-operatória. Como observado acima, StrongView está conectado com o sistema de navegação craniana (na Universidade de Rochester, BrainLab, conexão via link IGT) para permitir a transmissão em tempo real (e carimbo de tempo) das coordenadas de mapeamento de estimulação elétrica direta. StrongView está atualmente sendo desenvolvido para interface com outros sistemas de navegação craniana (por exemplo, Stryker).Observação: aspectos de StrongView que suportam a administração e coleta de dados durante experimentos cognitivos e fMRI, juntamente com uma biblioteca de testes, estarão disponíveis (acesso aberto) em OpenBrainProject.org. As versões beta estão disponíveis antes da liberação completa entrando em contato com o autor correspondente. Toda a Suite StrongView, que inclui sistemas de hardware para integrar com Electrocorticography e software de navegação craniana, está disponível para clínicos e cientistas contactando o autor correspondente. Estas ferramentas de aquisição de dados serão confluentes com um pipeline de pós-processamento e Open Data Consortium, a ser lançado em 2020 em OpenBrainProject.org.