التقنية التشغيلية والفروق الدقيقة لمنهجية تخطيط كهربية الدماغ التجسيمي (SEEG) باستخدام نظام التوجيه التجسيمي الروبوتي

Summary

تم تبسيط منهجية SEEG وجعلها أسرع باستخدام روبوت تجسيمي. يجب إيلاء اهتمام دقيق لتسجيل التصوير بالرنين المغناطيسي الحجمي قبل الجراحة للمريض قبل استخدام الروبوت في غرفة العمليات. يعمل الروبوت على تبسيط الإجراء ، مما يؤدي إلى تقليل أوقات الجراحة وعمليات الزرع الدقيقة.

Abstract

اكتسبت منهجية SEEG استحسانا في أمريكا الشمالية على مدار العقد الماضي كوسيلة لتوطين منطقة الصرع (EZ) قبل جراحة الصرع. في الآونة الأخيرة ، أصبح تطبيق نظام التوجيه التجسيمي الروبوتي لزرع أقطاب SEEG أكثر شيوعا في العديد من مراكز الصرع. تتطلب تقنية استخدام الروبوت دقة قصوى في مرحلة التخطيط قبل الجراحة ومن ثم يتم تبسيط التقنية خلال الجزء الجراحي من المنهجية ، حيث يعمل الروبوت والجراح في تناغم لزرع الأقطاب الكهربائية. هنا منهجية تشغيلية دقيقة مفصلة لاستخدام الروبوت لتوجيه زرع أقطاب SEEG. كما تمت مناقشة أحد القيود الرئيسية على الإجراء ، وهو اعتماده الشديد على القدرة على تسجيل المريض في صورة الرنين المغناطيسي الحجمي قبل الجراحة (MRI). بشكل عام ، ثبت أن هذا الإجراء له معدل مراضة منخفض ومعدل وفيات منخفض للغاية. يعد استخدام نظام التوجيه التجسيمي الروبوتي لزرع أقطاب SEEG بديلا فعالا وسريعا وآمنا ودقيقا لاستراتيجيات الزرع اليدوي التقليدية.

Introduction

يقدر أن الصرع المقاوم طبيا (MRE) يصيب خمسة عشر مليون شخص في جميع أنحاء العالم¹. وبالتالي ، يمكن علاج العديد من هؤلاء المرضى بالجراحة. تعتمد جراحة الصرع على التوطين الدقيق لمنطقة الصرع النظرية (EZ) من أجل توجيه عمليات الاستئصال الجراحية. طور جان تايلاراش وجان بانكود منهجية تخطيط كهربية الدماغ التجسيمي (SEEG) في خمسينيات القرن العشرين كطريقة لتوطين EZ بشكل أكثر دقة على أساس الفيزيولوجيا الكهربية في الموقع للدماغ الصرع في كل من الهياكل القشرية والعميقة^2،3. ومع ذلك ، في الآونة الأخيرة فقط بدأت منهجية SEEG في اكتساب تأييد في جميع أنحاء أمريكا الشمالية⁴.

يتم استخدام تقنيات وتقنيات مختلفة في جميع أنحاء العالم كجزء من منهجية SEEG ، بناء على الخبرة السريرية لمختلف المهنيين ومراكز الصرع⁵،^6،7. ومع ذلك ، في الآونة الأخيرة ، كان هناك تطور في التقنيات الجراحية المستخدمة لزرع أقطاب SEEG ، بما يتجاوز الاستراتيجيات التقليدية القائمة على إطار الرأس اليدوي. على وجه التحديد ، ثبت أن استخدام أنظمة التوجيه التجسيمي الروبوتية بديل دقيق لزرع SEEG⁸. يمكن استخدام الزرع الروبوتي بأمان وفعالية من قبل أولئك الذين لديهم خبرة جراحية والذين يبحثون عن نهج أسرع وأكثر آلية لزراعة الأقطاب الكهربائية.

هنا تتم مناقشة الخطوات المحددة المتخذة عند استخدام نظام التوجيه التجسيمي الروبوتي لزرع أقطار SEEG. على الرغم من أن منهجية SEEG قد تم وصفها سابقا ، إلا أنه يتم إيلاء اهتمام خاص للتقنية الجراحية المستخدمة باستخدام الروبوت⁹.

Protocol

جميع الأجهزة المستخدمة هنا معتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) ويشكل البروتوكول الوارد هنا معيار الرعاية في مؤسستنا. على هذا النحو ، لم تكن هناك حاجة إلى موافقة IRB لتفصيل هذا البروتوكول.

1. مرحلة ما قبل الزرع

1. إنشاء فرضية anatamo-electro-clinical (AEC).
   ملاحظة: يعتمد إنشاء فرضية AEC على تنسيق تقنيات متعددة غير جراحية لتحديد المناطق الاقتصادية المنطقية المحتملة. عادة ما يعقد فريق من الخبراء ، بما في ذلك أخصائيو الصرع وأخصائيو الأشعة وجراحو الصرع اجتماعا لمناقشة البيانات السريرية لكل مريض من أجل إنشاء فرضية AEC ، والتي تعمل كفرضية أولية ل EZ للمريض. تفاصيل كيفية تحقيق ذلك خارج نطاق هذه المقالة.
2. تحديد أفضل منهجية للمراقبة الغازية اعتمادا على موقع فرضية AEC. يسرد الجدول 1 السيناريوهات المختلفة التي يفضل فيها SEEG على الشبكات تحت الجافية (SDG) مع أو بدون أقطاب عميقة للمراقبة الغازية.
3. بعد اعتبار المريض مرشحا لتقييم SEEG ، قم بإنشاء استراتيجية زرع.
   ملاحظة: يجب أن تغطي استراتيجية الزرع بشكل كاف المنطقة المحددة كجزء من فرضية AEC بالإضافة إلى شبكة الصرع الأوسع بشكل عام والمناطق المجاورة للقشرة البليغة. تساعد هذه المراقبة الجراح في تحديد حدود الاستئصال.
   1. احصل على التصوير بالرنين المغناطيسي الحجمي قبل الجراحة و CTA.
   2. انقل الصور بتنسيق DICOM إلى برنامج التخطيط الأصلي للروبوت التجسيمي وقم بإجراء دمج التصوير (التصوير بالرنين المغناطيسي T1 + Gadolinium المنصهر مع CTA).
      ملاحظة: يتم إجراء دمج التصوير تلقائيا بواسطة برنامج الروبوت. يحتاج المرء فقط إلى اختيار الدراسات التي تحتاج إلى دمج.
   3. خطط لمسار كل مجموعة قطب كهربائي فردية ضمن إعادة بناء 3D لاندماج MRI-CTA ، مع التأكد من زيادة أخذ العينات من العديد من المناطق ، بما في ذلك المناطق القشرية وتحت القشرية السطحية والمتوسطة والعميقة داخل فرضية AEC.
      1. حدد كل مسار عن طريق تحديد نقطة دخول السطح ونقطة الهدف العميقة لكل قطب كهربائي يدويا.
         ملاحظة: بشكل عام ، من الأفضل استخدام مسافة عمل تبلغ 150 مم في البداية من منصة الحفر إلى نقطة الهدف العميقة ثم ضبط العمق لتقليل مسافة العمل إلى أقصى حد من أجل تحسين دقة الزرع.
   4. تحقق من كل مسار زرع.
      1. راجع كل قطب كهربائي في إعادة بناء اندماج 3D MRI-CTA بشكل فردي للتأكد من أن المسار لا يضر بأي هياكل وعائية ، وضبط أي مسارات حسب الحاجة.
   5. مراجعة مخطط الزرع الشامل في إعادة بناء التصوير بالرنين المغناطيسي 3D ، وتقييم أي تصادم في المسار.
   6. تحقق من أن جميع نقاط الدخول السطحية تفصل بينها مسافة 1.5 سم على الأقل على سطح الجلد ، لأن أي شيء أقرب من ذلك سيكون مانعا للزرع لاحقا.

2. تقنية المنطوق

1. في غرفة العمليات ، قم بإعداد المريض ووضعه مستلقا أثناء إعداد الروبوت التجسيمي للجراحة.
   1. التنبيب تحت التخدير العام وفقا لتوصيات طبيب التخدير. استخدم البروبوفول للتخدير الكافي وتحقق من خلال التسجيلات الفيزيولوجية الكهربية الكافية كما هو معتمد من قبل أخصائي الصرع السريري.
   2. ثبت رأس المريض باستخدام حامل رأس تثبيت ثلاثي النقاط.
      ملاحظة: هذا إطار Lexell قياسي مكون من 4 نقاط. في بعض الأحيان سيتم إزالة أحد الأعمدة الأمامية من أجل تسهيل تسجيل الروبوت للمريض ، كما هو موضح لاحقا. لذلك ، يشار إلى التثبيت على أنه 3 نقاط.
   3. ضع الروبوت على رأس المريض ، بحيث تكون المسافة بين قاعدة الذراع الروبوتية ونقطة منتصف الجمجمة 70 سم. ثبت الروبوت في موضعه وقم بتأمين حامل الرأس ثلاثي النقاط بالروبوت.
      ملاحظة: لا تقم بإجراء أي تعديلات أخرى على وضع المريض أو الروبوت بعد هذا الوقت. أي تعديل إضافي بعد هذه النقطة من المحتمل أن يؤدي إلى عدم دقة الزرع.
   4. استخدم نظام التعرف على الوجه شبه الأوتوماتيكي القائم على الليزر لتسجيل التصوير بالرنين المغناطيسي الحجمي قبل الجراحة مع المريض ، باتباع جميع المطالبات التي يقدمها الروبوت.
      1. قم بمعايرة الليزر باستخدام أداة معايرة المسافة المحددة.
      2. حدد معالم الوجه التشريحية المحددة مسبقا يدويا باستخدام الليزر. ثم يكتمل التسجيل حيث يقوم الروبوت تلقائيا بمسح سطح الوجه.
      3. تأكد من دقة التسجيل من خلال ربط معالم سطحية مستقلة إضافية بالتصوير بالرنين المغناطيسي المسجل.
         ملاحظة: يتم بعد ذلك التحقق من المسارات المخطط لها تلقائيا بواسطة برنامج الروبوت.
   5. تحضير وثني المريض بطريقة معقمة قياسية.
   6. قم بثني ذراع العمل الروبوتية باستخدام البلاستيك المعقم.
   7. قم بتوصيل منصة الحفر ، بقنية عاملة مقاس 2.5 مم ، بالذراع الآلية.
2. زرع البراغي على طول مساراتها المحددة.
   1. حدد المسار المطلوب على شاشة اللمس الخاصة بالروبوت.
   2. خطوة على دواسة الروبوت لبدء حركة الذراع الروبوتية إلى المسار الصحيح. عند الوصول إلى الموضع الصحيح ، يتم قفل الذراع تلقائيا بواسطة الروبوت.
   3. أدخل مثقابا 2 مم من خلال قنية العمل واستخدمه لإنشاء ثقب من خلال سمك الجمجمة بالكامل.
   4. افتح الجافية باستخدام ثقب جافية معزول باستخدام الكي أحادي القطب في وضع منخفض.
      ملاحظة: يمكن أن يكون فتح الجافية أمرا صعبا بشكل خاص عند الأطفال الصغار. نظرا لأن الجافية ليست ملتصقة تماما بالطبقات الداخلية للجمجمة ، فمن السهل جدا إزاحة الجافية بدلا من فتحها دون أن تلاحظ.
   5. مسمار توجيه المسمار بإحكام في كل ثقب دبوس.
   6. قم بقياس المسافة من منصة الحفر إلى مسمار التوجيه باستخدام مسطرة معقمة.
      ملاحظة: هذه مسافة ثابتة مرتبطة بطول محول الحفر.
      1. اطرح هذه المسافة المقاسة من قيمة المسافة "من المنصة إلى الهدف" المستخدمة في تخطيط المسار.
         ملاحظة: تذكر أن التوصية هي استخدام المنصة القياسية مقاس 150 مم دائما لاستهداف المسافة ما لم تنشأ حاجة لتغيير هذه المسافة. سيؤدي استخدام هذا المعيار إلى تبسيط هذه الخطوة في غرفة العمليات.
      2. سجل النتيجة ولاحظها حيث سيتم استخدامها لاحقا كطول نهائي للقطب المزروع.
   7. قم بقياس وملاحظة الطول النهائي للقطب وتأكد من أنه يطابق الطول المحسوب حديثا للمسمار. تأكد من أن القطب والمزلاج لهما ملصقات متطابقة لمنع الارتباك لاحقا أثناء زرع القطب.
   8. كرر الخطوات 2.2.1 - 2.2.7 لكل مسمار (أي زرع جميع البراغي) وقم بتمييز جميع الأقطاب الكهربائية وفقا لذلك.
3. تغيير القفازات الجراحية وفتح حقل معقم جديد.
4. زرع جميع الأقطاب الكهربائية إلى عمق الهدف عبر البراغي المزروعة.
   1. أدخل نمطا بقطر 2 مم من خلال مسمار التوجيه إلى العمق المقصود للقطب النهائي كما تم حسابه بعد زرع البرغي سابقا.
   2. أدخل القطب على الفور من خلال الترباس بعد إزالة النمط وقم بربط القطب في البرغي للتثبيت.
   3. تأكد من تسمية القطب بشكل مناسب.
   4. كرر الخطوات 2.4.1 - 2.4.3 لكل قطب كهربائي.
5. قم بتوصيل الأقطاب الكهربائية بأجهزة الفيزيولوجيا الكهربية السريرية.
6. لف رأس المريض باستخدام تقنية تضميد الرأس القياسية.

النتائج

المؤشر المطلق للنجاح بعد استخدام منهجية SEEG هو حرية الاستيلاء للمريض ، والتي تتبع في النهاية عمليات زرع الأقطاب الكهربائية الناجحة ، والتسجيلات الفيزيولوجية الكهربية الناجحة ، وكذلك الاستئصال الناجح ل EZ. تظهر هذه الحالة في الشكل 1. تظهر اللوحتان A و B من

Discussion

إن التحديد الدقيق لفرضية AEC إلى جانب الاهتمام التفصيلي بشكل خاص بتصميم استراتيجية الزرع هو في النهاية ما سيحدد نجاح منهجية SEEG لكل مريض على حدة. على هذا النحو ، فإن التخطيط الدقيق قبل الجراحة للإجراء أمر بالغ الأهمية ويجعل الجراحة بسيطة نسبيا ومنخفضة المخاطر. بشكل عام ، من الأفضل توجيه المس...

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