利用机器人立体定向引导系统的立体脑电图（SEEG）方法的操作技术和细微差别

摘要

使用立体定向机器人简化并加快了SEEG方法。在手术室中使用机器人之前，必须特别注意对患者的术前体积MRI的登记。机器人简化了手术过程，从而减少了手术时间并实现了准确的植入。

摘要

在过去的十年中，SEEG方法在北美获得了青睐，作为在癫痫手术前定位致痫区（EZ）的一种手段。最近，机器人立体定向引导系统在植入SEEG电极中的应用在许多癫痫中心变得越来越流行。使用机器人的技术在术前计划阶段需要极高的精度，然后在方法的手术部分简化该技术，因为机器人和外科医生协同工作以植入电极。这里详细介绍了使用机器人来引导SEEG电极植入的精确操作方法。还讨论了该程序的一个主要局限性，即它严重依赖将患者登记在术前体积磁共振图像（MRI）上的能力。总体而言，该手术已被证明具有低发病率和极低死亡率。使用机器人立体定向引导系统植入SEEG电极是传统手动植入策略的高效，快速，安全和准确的替代方案。

引言

据估计，全球有1500万人患有难治性癫痫¹。因此，这些患者中的许多很可能接受手术治疗。癫痫手术依赖于理论上的致痫区（EZ）的精确定位，以指导手术切除。Jean Tailaach和Jean Bancaud在1950年代开发了立体脑电图（SEEG）方法，作为一种基于皮质和深层结构中癫痫脑原 位 电生理学更准确地定位EZ的方法^2，3。然而，直到最近，SEEG方法才开始在北美⁴中获得青睐。

作为SEEG方法的一部分，世界各地使用各种技术和技术，基于不同专业人员和癫痫中心的临床经验⁵，^6，7。然而，最近，用于植入SEEG电极的手术技术已经发展，超越了经典使用基于手动头架的策略。具体来说，使用机器人立体定向引导系统已被证明是SEEG植入的准确^{替代方案8。}具有外科专业知识的人可以安全有效地使用机器人植入，他们正在寻找更快，更自动化的电极植入方法。

本文讨论了使用机器人立体定向引导系统植入SEEG电极时所采取的具体步骤。尽管前面已经描述了SEEG方法，但在此特别注意使用机器人⁹所采用的手术技术。

研究方案

此处使用的所有设备均已获得FDA批准，此处包含的协议构成我们机构的护理标准。因此，该协议的细节不需要IRB批准。

1. 植入前阶段

1. 创建一个解剖电临床 （AEC） 假设。
   注意:AEC 假设的创建依赖于多种非侵入性技术的协调来识别潜在的 EZ。包括癫痫科医生、放射科医生和癫痫外科医生在内的专家小组通常会召开会议，讨论每位患者的临床数据，以创建 AEC 假说，该假说作为患者 EZ 的初始假说。有关如何完成此操作的详细信息超出了本文的范围。
2. 根据 AEC 假设的位置确定侵入性监测的最佳方法。 表1 列出了在有创监测中，SEEG优于硬膜下网格（SDG）的不同情况，有或没有深度电极。
3. 在患者被视为SEEG评估的候选人后，制定植入策略。
   注意:植入策略应充分覆盖作为AEC假说一部分确定的区域以及更广泛的致痫网络和雄辩皮层的邻近区域。这种监测有助于外科医生确定切除的边界。
   1. 进行术前容积磁共振成像和 CTA。
   2. 将DICOM格式的图像传输到立体定向机器人的本机计划软件并进行成像融合（T1 + 钆MRI与CTA融合）。
      注意:成像融合由机器人的软件自动执行。人们只需要选择需要融合的研究。
   3. 在 MRI-CTA 融合的 3D 重建中规划每个单独电极阵列的轨迹，确保从多个区域最大化采样，包括 AEC 假设中的浅表、中层和深层皮质和皮质下区域。
      1. 通过手动选择每个电极的表面入口点和深层目标点来定义每个轨迹。
         注意:一般来说，最好最初使用从钻井平台到深目标点150毫米的工作距离，然后调整深度以最大限度地减小工作距离，以提高植入精度。
   4. 验证每个植入轨迹。
      1. 单独检查3D MRI-CTA融合重建中的每个电极，以确保轨迹不会损害任何血管结构，并根据需要调整任何轨迹。
   5. 查看 3D MRI 重建中的整体植入模式，评估任何轨迹碰撞。
   6. 验证表面入口点在皮肤表面上是否相距至少 1.5 厘米，因为任何比这更近的东西都禁止以后植入。

2. 手术技术

1. 在手术室中，准备患者并将其仰卧，同时准备立体定向机器人进行手术。
   1. 根据麻醉师的建议在全身麻醉下插管。使用丙泊酚进行充分麻醉，并通过临床癫痫科医生认证的充分电生理记录进行验证。
   2. 使用三点固定头支架固定患者的头部。
      注意:这是一个标准的 4 点莱克塞尔帧。偶尔会移除其中一个前柱，以便于机器人向患者注册，如下所述。因此，注视被称为3点。
   3. 将机器人放置在患者的头部，使得机械臂底部与颅骨中点之间的距离为70厘米。将机器人锁定到位，并将三点头固定在机器人上。
      注意:在此时间之后，请勿再对患者或机器人的位置进行任何调整。在此点之后的任何进一步调整都可能导致植入不准确。
   4. 使用基于激光的半自动面部识别系统，按照机器人给出的所有提示向患者注册术前体积MRI。
      1. 使用设定的距离校准工具校准激光。
      2. 使用激光手动选择预设的解剖面部特征点。然后完成配准，因为机器人会自动扫描面部表面。
      3. 通过将其他独立的表面地标与注册的MRI相关联来确认配准的准确性。
         注意:然后由机器人软件自动验证计划的轨迹。
   5. 以标准的无菌方式准备和覆盖患者。
   6. 使用无菌塑料悬垂机器人工作臂。
   7. 将带有 2.5 毫米工作套管的钻孔平台连接到机械臂上。
2. 沿指定的轨迹植入螺栓。
   1. 在机器人的触摸屏上选择所需的轨迹。
   2. 踩下机器人踏板，启动机械臂向正确轨迹的运动。当到达正确位置时，手臂被机器人自动锁定。
   3. 将 2 毫米的钻头插入工作套管，并用它来在颅骨的整个厚度上创建一个针孔。
   4. 使用绝缘硬脑膜穿支器在低设置下使用单极烧灼打开硬脑膜。
      注意:打开硬脑膜对幼儿来说尤其具有挑战性。由于硬脑膜不能完全粘附在头骨的内层，因此很容易移位而不是在不注意的情况下打开硬脑膜。
   5. 螺钉导螺栓牢固地插入每个销孔。
   6. 使用无菌尺子测量从钻孔平台到导向螺栓的距离。
      注意: 这是与钻孔适配器长度相关的固定距离。
      1. 从规划轨迹时使用的"平台到目标"距离值中减去此测量距离。
         注意: 请记住，建议始终使用标准 150 mm 平台来定位距离，除非需要更改此距离。使用此标准将简化OR中的此步骤。
      2. 记录并记下结果，因为它稍后将用作植入电极的最终长度。
   7. 测量并记下电极的最终长度，并确保它与新计算的螺栓长度相匹配。确保电极和螺栓具有匹配的标签，以防止以后在电极植入过程中出现混淆。
   8. 对每个螺栓重复步骤2.2.1 – 2.2.7（即植入所有螺栓）并相应地标记所有电极。
3. 更换手术手套并打开新的无菌区域。
4. 通过植入的螺栓将所有电极植入目标深度。
   1. 通过导向螺栓将直径为 2 mm 的探针插入到最终电极的预期深度，如先前植入螺栓后计算的那样。
   2. 取下探针后，立即将电极插入螺栓，并将电极拧入螺栓进行固定。
   3. 确保电极贴有适当的标签。
   4. 对每个电极重复步骤2.4.1 – 2.4.3。
5. 将电极连接到临床电生理学硬件。
6. 使用标准的头部包扎技术包裹患者的头部。

结果

使用SEEG方法后成功的绝对指标是患者的无癫痫发作，最终在成功的电极植入，成功的电生理记录以及成功切除EZ之后。 这种情况如图 1 所示。图 1的图 A和B显示了两个测试（分别为单正电子发射计算机断层扫描（SPECT）和磁脑电图（MEG），它们有助于创建AEC假设。但是，关于EZ的识别和后续切除的完成的讨论超出了本文的范围。...

讨论

对AEC假说的细致定义以及对植入策略设计的特别关注，最终将决定SEEG方法对每个患者的成功。因此，仔细的术前手术计划至关重要，并且使手术相对简单，风险低。一般来说，最好将轨迹正交于矢状中线，从而促进将来更容易的解剖 - 电生理相关性，并在植入过程中获得更高的精度。但是，在某些情况下可以使用斜轨迹。具体来说，当倾斜轨迹允许对AEC假设中的多个目标进行采样时，这可能是可...

材料

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