Translational Brain Mapping am University of Rochester Medical Center: Erhaltung des Geistes durch personalisierte Brain Mapping

Das Ziel aller Hirntumor-Chirurgie ist wirklich, das zu bekommen, was wir eine maximale sichere chirurgische Resektion nennen. Das bedeutet, dass wir den gesamten Tumor entfernen wollen, aber wir wollen keine negativen Auswirkungen auf das umgebende normale Hirngewebe haben. Vor jeder Hirntumor-Operation in eloquentem Kortex wird der Patient in das Programm für translationale Gehirnkartierung aufgenommen.

Alle Informationen, die wir aus der funktionellen MRT-Scan erhalten, werden tatsächlich verwendet, um das Ergebnis des Patienten zum Zeitpunkt der Operation zu verbessern. Dieser spezielle Patient unterzog sich fMRI vor der Operation und diese Bewertung ergab, dass der Tumor im oberen frontalen Gyrus, unmittelbar vor dem motorischen Kortex, lag. Es zeigte sich, dass es keine direkte Sprachdarstellung über den Tumor gab.

Es zeigte sich, dass die ergänzende motorische Sprachdarstellung auf die entgegengesetzte Hemisphäre beschränkt war. Und schließlich zeigte sich in der DTI-Analyse, dass sich der frontale Aslanttrakt vor dem vorderen Rand des Tumors befand. Wir beginnen immer damit, dass ein Patient eine dominante frontale Tumorresektion mit dem Patienten in einer seitlichen Dekubitusposition hat, aber dann rollen wir den Patienten zurück, so dass wir keine Achselrolle platzieren müssen.

Wir legen Kissen und andere Schaumstoffgeräte um den Patienten herum, so dass, wenn sie aufwachen und eine Stunde oder vielleicht zwei Stunden während des Mapping-Verfahrens verbringen, dass der Patient während des Eingriffs bequem sein wird. Wir müssen dann den Mayfield-Kopfhalter platzieren und den Kopfhalter über die Kopfhaut stellen. Wir injizieren dann Lokalanästhetikum, wo die drei Pins platziert werden.

Wir fixieren das Mayfield-Gerät am Tisch und am Schädel. Wir registrieren dann den Kopf des Patienten mit einem Kranialnavigationssystem bei der präoperativen MRT. An der University of Rochester nutzen wir Brainlab für die interoperative Navigation und das System hat für uns auf einer Reihe von Ebenen sehr gut funktioniert.

Ein sehr wichtiger Schritt der Operation ist die Durchführung des lokalen Anästhesieblocks. Wir verwenden wahrscheinlich 30-40cc der Lokalanästhesie in jedem Fall. Und die erste Stufe der Blockade ist es, den Schnitt in seiner gesamten Ausdehnung bis zum Schädel zu injizieren.

Und dann führen wir regionale Blöcke durch, die in diesem Fall den supraorbitalen Nerv, den aurikulotemporalen Nerv, den größeren okzipitalen Nerv blockieren, und dann führen wir tiefe Muskelblöcke durch, die den Temporalis-Muskel und den Bereich direkt über dem Ohr blockieren. Zeitgleich mit unseren Bemühungen, den Patienten bequem zu positionieren, bereitet sich das Neurophysiologie-Team auf die interoperative Überwachung vor, die sie durchführen werden. Das Team der Kognitionswissenschaft richtet seine Ausrüstung ein.

Wenn der Patient im Operationssaal aufwacht, befindet sich ein kleiner Monitor, der vor ihnen positioniert ist und an diesem Monitor befestigt ist, ein Mikrofon und ein Lautsprecher und eine Videokamera. Und so können wir im Operationssaal alles duplizieren, was wir mit funktioneller MRT machen, wenn wir den Patienten vor der Operation studieren. Der Vorteil der Overhead-Tabelle ist, dass der Anästhesist und der Krankenschwester-Praktizierende, sowie der Kognitionswissenschaftler und das Neurophysiologie-Team, alle während der Operation Zugang zum gesamten Patienten haben.

Wir bereiteten eine Kraniotomie vor, die groß genug war, um den Großteil des Motorkortex abbilden zu können. Das würde es uns ermöglichen, jede Sprachfunktion innerhalb des mittleren frontalen Gyrus zu kartieren. Und die Kraniotomie wäre auch groß genug, um uns den vorderen Rand des Tumors im vorderen Teil des überlegenen frontalen Gyrus zu erhalten.

Dies unterscheidet unseren Ansatz in diesem speziellen Fall von minimalistischeren Ansätzen, bei denen negative Reaktionen aus dem Bereich der direkten Tumorresektion gewonnen werden. Sobald die Kopfhaut vollständig offen ist, war das erste, was wir in diesem Fall taten, die Position des Tumors zu markieren, die Mittellinie zu markieren und dann zu entscheiden, wo wir unsere Gratlöcher platzieren würden und wo wir die Säge schneiden würden. Nachdem die Dura vollständig geöffnet und die Brückenvenen geschützt und vom medialen Aspekt der Dura getrennt worden waren, bestand das nächste Ziel darin, die Elektrocortigraphievorrichtung an der Schädelklemme zu befestigen, damit wir nach Entladungsschwellen testen und während des gesamten Verfahrens Eine Elektrocortigraphie durchführen können.

Bevor wir mit dem Hirnmapping-Teil der Operation beginnen, registrieren wir den bipolaren Stimulator im selben Raum wie die präoperative MRT mit dem Kranialnavigationssystem, in diesem Fall Brainlab. Dies ermöglicht es uns, eine dreidimensionale Koordinate für jeden Ort der direkten elektrischen Stimulation aufzuzeichnen. Nach der Operation können wir quantitative Analysen durchführen, die eine präoperative funktionelle MRT mit den Folgen der interoperativen Stimulationskartierung und letztlich mit dem Patientenergebnis in Beziehung setzen.

Ganz am Anfang des Gehirnmapping-Verfahrens beginnen wir in der Regel mit der Motorkartierung. Angefangen im Zungenbereich mit dem Patienten, der die Zunge ausragt und dann bei einem sehr niedrigen Milliamperegrad, in der Regel 5 bis 1,0 Milliampere, anregend, und auf der Suche nach Zungenrückzug oder Gesichtsbewegungen, die darauf hindeuten würden, dass wir erfolgreich die motorische Funktion abbilden. Ah, schau auf seine Hand.

Handgelenk gedreht. Sagen Sie mir, wenn Sie etwas Kribbeln fühlen. Rechter Ellenbogen?

Rechter Ellenbogen, perfekt. Sie lesen das Lehrbuch. Sagen Sie mir, wenn Sie jetzt etwas Kribbeln fühlen.

Ah, rechter Hals. Hier oben? Mehr nach hinten.

In diesem Bereich scheint der Tumor genau hier zu enden. Dies ist Motor für den Finger und Hand und Handgelenk und Arm. Der Beinmotor ist aller Wahrscheinlichkeit nach genau hier.

Und das ist alles sensorisch, wir hatten wirklich gute Sinnesreaktionen in der Hand und bis hin zur Schulter und zum Hals. Und so ist es nun das Ziel, den Tumor zu nehmen und weiterhin, mit seiner aktiven Beteiligung, die Fußmotoraktivität zu kartieren, weil dieser hintere Rand des Tumors ein Schlüsselbereich ist, den wir entfernen wollen, ohne eine Schwäche im Bein zu verursachen. Wir haben uns entschieden, die Tumorresektion am hinteren Rand des Tumors zu beginnen, unmittelbar vor dem Motorkortex.

Und der Zweck dieser Entscheidung war, während der Patient wach und voll kooperativ war, die entschärte nachträgliche zu beginnen, um die vordere Schälbank des Beinmotorkortex zu identifizieren, um die Schälbank des Tumors zu dentrünigen, und möglicherweise infiltrierte weiße Materie, und mit dem Patienten, der verschiedene Aufgaben mit der oberen und unteren Extremität ausführte, waren wir dann in der Lage, den Tumor an seiner Kreuzung vollständig mit dem rolandischen Bereich zu resektieren. Nachdem diese anfängliche Resektion abgeschlossen war, konnten wir den vorderen Teil der Tumorresektion und die Deproportion der Tumorresektion vordergründ beginnen. In der Erkenntnis, dass, wenn sich die Fähigkeit des Patienten zur Zusammenarbeit ändern sollte, wir bereits den gefährlichsten Teil der Operation erfolgreich durchgeführt hatten.

Die Berichterstattung über die Patientenbewegung, die präzise Berichterstattung über die Geschicklichkeit der Patienten ist äußerst wichtig. Und in diesem speziellen Fall, die Krankenschwester Praktiker, Susan Smith, die mit uns in diesen Operationen seit über 20 Jahren gearbeitet hat, und die Erfahrung mit Hunderten von ähnlichen Operationen hat, stellt ihre Berichterstattung einen extrem wichtigen Teil des Operativen Teams dar. Überprüfen Sie seinen Fuß.

Biegen Sie Ihren Fuß nach oben und unten. Wiggle Ihre Zehen, drücken Sie auf meine Hand, ziehen Sie hart, schön und stark. Danke, Sue.

Bitte. In ähnlichen Fällen, in denen sich der Tumor eher anterior im oberen frontalen Gyrus befindet, konnten wir die Beteiligung des frontalen Aslanttraktes auf DTI präoperativ identifizieren und wir konnten den frontalen Aslanttrakt erfolgreich mit subkortikaler Stimulationskartierung abbilden. Das gelbe Dreieck befindet sich über dem roten Diamanten.

Der grüne Kreis ist oben.the. Weiter machen Wir haben den Patienten und seine Familie offensichtlich gewarnt, dass ein vorübergehendes SMA-Syndrom auftreten könnte. Wir haben nicht versucht, den zusätzlichen motorischen Bereich zu kartieren, weil es vollständig mit Tumor verwickelt war.

Und tatsächlich hatte der Patient postoperativ ein subtiles SMA-Syndrom mit einer gewissen ausdrucksstarken Aphasie und einer gewissen Inkoordination und einem sehr leichten Verlust der motorischen Kontrolle im rechten oberen Extrem. Aber dies verblasste schnell und zum Zeitpunkt der Entlassung an Tag 5 war die Untersuchung des Patienten normal. In den letzten Jahren, als wir unser translationales Gehirn-Mapping-Programm weiterentwickelt haben, und da wir immer enger mit unseren Kollegen in der Kognitionswissenschaft zusammengearbeitet haben, haben wir eine flinke Fähigkeit entwickelt, die Operation und die Gehirn-Mapping-Komponente der Operation an die Bedürfnisse des Patienten anzupassen, abhängig von der Position des Tumors.

Als Konsequenz haben wir nun umfangreiche Erfahrungen mit der Kartierung von Zahlenwissen und Mathematik gesammelt. 53 plus 18 entspricht 71,65 plus 16 entspricht 81. Darüber hinaus haben wir umfangreiche Erfahrungen mit der Abbildung verschiedener Aspekte der Sprachfunktion gesammelt, einschließlich Namensgebung, Lesen und Wiederholen.

Hier ist ein in, inger. Dies ist ein heißer Mund. Und wir haben in jüngerer Zeit auch die Fähigkeit entwickelt, Musikfunktion in der nicht-dominanten Hemisphäre zu kartieren.

Die Gehirnkartierung ermöglicht es uns wirklich, mit einer Operation so vollständig wie möglich zu sein und gleichzeitig eine Sicherheitsmarge für das Gehirngewebe um den Tumor zu erhalten, die wir am Ende des Falles zu bewahren versuchen. Jedes Mal, wenn wir eine Operation an einem Patienten mit einem Hirntumor oder mit Epilepsie durchführen, haben wir jedes Mal, wenn wir eine Operation durchführen, die Möglichkeit, etwas mehr über das Gehirn zu erfahren.