Stereo-Electro-Encephalo-Graphy (SEEG) mit Roboter-Unterstützung bei der Presurgical Bewertung medizinischer refraktärer Epilepsie: A Technical Note

Zusammenfassung

Stereo-electroencephalography (SEEG) aids in localization of epileptogenic zones, however, remains relatively underutilized in the United States. The goal of this abstract is to provide a brief introduction to the technique of SEEG and further a detailed technique of using robotic assistance in the placement of SEEG electrodes.

Zusammenfassung

SEEG ist ein Verfahren und Technik, die für eine genaue, invasive Erfassung von Anfallsaktivität über dreidimensionale Aufnahmen verwendet wird. Bei Epilepsie-Patienten, die geeignete Kandidaten für invasive Aufnahmen erachtet werden, zu überwachen, wird die Entscheidung zwischen den subduralen Gitter gegen SEEG gemacht. Invasive Neuromonitorings für Epilepsie ist bei Patienten mit komplexen, medizinisch refraktären Epilepsie verfolgt. Das Ziel der invasiven Überwachung ist resektive Chirurgie mit der Hoffnung, so dass Anfallsfreiheit zu bieten. SEEG die Vorteile beinhalten den Zugang zu tiefen kortikalen Strukturen, eine Fähigkeit, die epileptogenen Zone (EZ), wenn subduraler Gitter so zu tun, es versäumt haben, zu lokalisieren, und bei Patienten mit nicht-befallener außerzeitliche Epilepsien. In diesem Manuskript präsentieren wir eine prägnante historischen Überblick über die SEEG und berichten über unsere Erfahrungen mit rahmenlos Stereotaxiesystem unter Roboter. Ein Imperativ Schritt der SEEG Einsetzen plant die Elektrodenbahnen. Um am effektivsten aufzeichnenictal Aktivität über SEEG Bahnen sollte die Anfallsaktivität stammt die angenommene epileptogene Zone (EZ), basierend auf einer Hypothese geplant werden, wo. Die EZ-Hypothese basiert auf einer standardisierten präoperativen Aufarbeitung einschließlich Video-EEG-Monitoring, MRT (Magnetresonanztomographie), PET (Positronen-Emissions-Tomographie), ictal SPECT (Single-Photon-Emissions-Computertomographie) und neuropsychologischen Diagnostik. Mit Hilfe eines vermuteten EZ kann SEEG Elektroden minimal invasiv noch Genauigkeit und Präzision beibehalten platziert werden. Klinische Ergebnisse zeigten die Fähigkeit , die EZ in 78% der schwer zu lokalisieren , zu epileptischen Patienten zu lokalisieren. ¹

Einleitung

In medically refractory epilepsy there are many non-invasive pre-surgical tools (scalp EEG., magnetic resonance imaging (MRI), functional MRI, single photon emission computed tomography, positron emission topography, and magnetoencephalography). If these non-invasive evaluations fail to sufficiently localize or define the epileptic zone (EZ) then invasive recording may be indicated. Currently, subdural grids or Stereo-electro-encephalo-graphy (SEEG) are the two most prevalent methods of invasive monitoring. SEEG was originally developed in France in the 1950's by Jean Talairach and Jean Bancaud; recently it has mostly been used for invasive monitoring of refractory epilepsy patients in France.^2-4 SEEG is the consists of stereotactically inserting intracerebral electrodes into the brain parenchyma to record brain electrical activity for an extended period of time. With the intracerebral electrical recordings many patients are able to have their EZ defined to allow for surgical resection.

Despite this long history of success SEEG remains relatively rarely used for invasive recording in America. However, SEEG does offer several significant advantages; SEEG allows for 1) recording of deep structures, 2) bihemispheric recordings, 3) another recording option if subdural grids failed, and 4) mapping of epileptic networks in three dimensions, mainly in patients where non-lesional extra-temporal epilepsy is suspected.^5-7 All of these benefits are achieved without requiring a large craniotomy. A recent technologic advance in SEEG surgery is the used of robotic guidance. This sophisticated development allows for improved operative times but safer and more accurate surgical implantation of electrodes.Recently published literature reviews the results of using two different techniques for SEEG insertion; a more traditional method utilizing stereotactic frames and a newer technique using robotic assistante for SEEG insertion.^{1, 8,15} the results were similarly successful with each method.

With the advent of improved robotic assistance, the SEEG insertion technique has resulted in improved operative times. The robotic system is classified as a supervisory controlled system which means the surgeon plans the operation off line and implicitly specifies the motion the robot must follow to perform the operation.⁹ The robotic assist results in expedient transitions from one trajectory to the next for the placement of each intracranial electrode.

Protokoll

Ethische Erklärung: Unser Protokoll folgt den Leitlinien, die unsere institutionellen Forschung mit menschlichen Ethikkommission.

1. Identifizierung von medizinisch refraktären Epilepsie-Patienten

1. Vor invasive Überwachung bewerten allpatientswith nicht - invasive Techniken, wie zum Beispiel Video-EEG - Monitoring, MRI, PET, ictalSPECT und neuropsychologische Studien , wie in ¹ Nach der Diskussion in multidisziplinäre Treffen der Entscheidung beschrieben , ob oder nicht invasive Überwachung mit SEEG ausüben möchte, muss sein gemacht. ^1,6,7,11,14
2. Bilden Sie eine Hypothese in Bezug auf die Lage der EZ. Entwickeln Sie eine präimplantative Hypothese von der vermuteten EZincorporating die ictal Beginn Zone und Regionen der frühen (dh schnelle) Ausbreitung von epileptischen (ictal) Aktivität vor der Intervention.
   Hinweis: Dieser Schritt kann in Verbindung mit dem multidisziplinären Sitzung durchgeführt werden, wenn die Entscheidung zu verfolgen invasive montitoring gemacht wird.
   HINWEIS: SEEG vs subduraler auf der EZ Hypothese Gitter-basierte, zwischen SEEG und subduraler Netzüberwachung entscheiden. Kriterien zu prüfen, könnte 1) möglich tief sitzt EZ umfassen; 2) erfolglosen subduraler Gitter-Überwachung; 3) Angaben über die bilaterale Überwachung; 4) Wenn nicht-befallener außerzeitliche Epilepsie vermutet wird. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass zusätzliche Nutzen von SEEG über subduraler Gitter SEEG Fähigkeit subcortical Bereiche zu erfassen und zu stimulieren kritisch enthält, wenn ein beredtes Region vermutet, liegt in der Nähe der EZ zu sein.
3. Entwickeln Sie eine individuell Strategie zugeschnitten Implantation basierend auf angenommenen EZ (Abbildung 1). ^1,7,8
   Hinweis: Eine geeignete Implantationsstrategie muss 1 bewerten) eine anatomische Läsion (falls vorhanden); 2) Struktur (en) am ehesten inictal Beginn teilzunehmen; und / oder 3) mögliche Weg (e) der Anfallsausbreitung innerhalb eines funktionalen Netzwerks. Zusätzlich zur anatomischen Erwägungen ist logistischen Überlegungen berücksichtigt werden. FürDeshalb sind orthogonal Trajektorien im allgemeinen bevorzugt, um die Implantation und später, Auslegung der Elektrodenpositionen zu erleichtern.
4. eine Strategie der Implantation auf der Basis der angenommenen EZ Nach der Entwicklung, erstellen Sie einen Plan, um die Roboter-Unterstützung verwenden. Erstens, eine neue Begegnung schaffen, durch "neuer Patient" wählen, dann klicken Sie auf "Erstellen Flugbahn", dann entsprechende "Einstiegspunkt" und "Endpunkt" wählen, die mit der gewünschten Bahn entsprechen.
   HINWEIS: In Abhängigkeit von der pre-Implantation-Hypothese, die Anzahl der Elektroden ist in der Regel zwischen acht und zwölf. Die Trajektorien und Sehenswürdigkeiten sind in der Regel geplant gegen MRI oder Rotationsangiographie mit. Diese Bilder, die nicht nur die Hirnsubstanz zeigen, aber die Hirngefäße ermöglichen Bahnpläne in avascular Korridore Gefäßverletzung und Blutungen zu vermeiden.

2. Operative Verfahren

1. Am Tag vor surgery, erhalten einen kontrastiert, volumetrische T1-gewichteten MRT - Sequenz , wie von Kuzniecky al et beschrieben in. ¹⁴
   HINWEIS: Dieses Bild für die Registrierung mit Roboter-Unterstützung verwendet werden soll und muss 1 mm Scheiben haben. Dann übertragen Sie die Bilder an die Stereotaktische Neuronavigationssoftware, wo Trajektorien geplant auf zuvor diskutierten Implantationsstrategien werden von Kuzniecky et al. ¹⁴
2. Einmal im OP-Saal, den Patienten auf dem OP-Tisch in der Rückenlage. erhalten dann eine Vollnarkose mit Intubation laut Protokoll "Anästhesisten.
   HINWEIS: Es ist zwingend notwendig, dass sie unter der allgemeinen intravenöse Anästhesie und vollständige pharmakologischer Lähmung sind. Dann rasieren den Patienten Kopf, prep die Haut mit einem Antibiotikum chirurgische Anwendung und dann den Kopf des Patienten in einem Kopf neuroKopfHalter. Allgemeine Anästhesie unterscheidet sich von Patient zu Patient.
3. Nach Vollendungdie Positionierung befestigen Sie das Robotersystem mit dem Rahmen und vollständige Registrierung. Auf der Roboter-Unterstützungseinrichtung wählen Sie "registrieren" und folgen Sie den Anweisungen, um die Registrierung abzuschließen. Vollständige Registrierung unter Verwendung von Oberflächenorientierungspunkt Registrierung auf der Grundlage Gesichtsmerkmale oder implantierten Fiducial-Marker.
4. Insertion (Figur 2)
   1. Verwenden Sie ein 2,5-mm-Bohrer den Schädel mit Lenkhilfe vom Roboter Stereotaxiesystem zu bohren. Legen Sie die monopolare Koagulator Sonde die Dura mater zu öffnen. Schrauben Sie die Implantation Schraube in den Schädel, auch durch die Roboter-Stereotaxiesystem geführt.
   2. Berechnen Sie die Endtiefe Abstand für die Elektrode (D3) mit den folgenden Messungen: [(Target-Dura Entfernung) + (D1 - D2) = D3]. Messen Sie die Ziel-dura Abstand unter Verwendung des Navigationssystems.
      HINWEIS: D1 wird als die Länge des Führungssystems zur Dura gemessen wird D2 als die Länge des Führungssystems an das Ende des Bolzens gemessen. Die D1 - D2 Unterschied ist die Länge des Bolzens. Die Summe der Länge des Bolzens und der Ziel dura Abstand ist die Länge der Elektrodentiefe.
   3. Erstellen Sie die Anfangsbahn durch eine Stilett Sonde Einsetzen von implantierten Schraube geführt. Dann legen Sie die Elektrode und sichern Sie sie in den Bolzen. Dies verhindert, dass eine weitere Verschiebung und Liquor (CSF) Leckagen.
   4. Nach der Platzierung und alle Elektroden verbinden, Jodlösung getränkten Gaze um die Schraubenkappen platzieren. Und wickeln, dann den Kopf.

3. Überwachung / Aufnahme

1. Vor dem Fall Finishing, die Elektroden an der EEG-Aufzeichnung Maschine einwandfreie Funktion zu gewährleisten. Der letzte Schritt im OP ist die intraoperative Bildgebung (Abbildung 3). Führen intraoperative Röntgenstrahlung oder fluoroskopische Bildgebung in der lateralen und anterior-posterior Schädel.
   HINWEIS: Sie erhalten diese entsprechenden Bahnen der Elektroden zu gewährleisten. Diese Bilder sind nicht obtained stereotaktischen Platzierung zu gewährleisten, sondern sie die allgemeine richtige Flugbahn und die Platzierung der Elektroden zu gewährleisten.
2. Nach der Operation, übertragen Sie die Patienten an die Überwachungseinheit Epilepsie für Anfallsaktivität des Patienten überwachen sowohl klinisch als auch elektrographisch über die SEEG Elektrodenaufzeichnung.
   HINWEIS: Die Länge des Aufenthaltes variiert, abhängig von der Anzahl, Qualität und ictal und interiktalen Muster von Aufnahmen. Während überwachten Patienten leichte Schmerzen haben, behandeln diese mit Paracetamol. Typischerweise beträgt die Aufenthaltsdauer 7 Tage (Bereich 3-28 Tage).
3. Vor der Entfernung von Elektroden, zu diskutieren, den Patienten in einem multidisziplinären Konferenz in Bezug auf Aufzeichnungen und Hypothese zu überprüfen.
4. ausreichend ictal Daten Nach der Aufnahme (Schritt 3.2) und der Patient in der Konferenz, starten Sie den Patienten vor anti-epileptische Medikamente während der Wartezeit oder zur Entfernung von Elektroden diskutiert wurde.

4. Rückkehr oder zum Entfernen

1. After ausreichend ictal Datenerfassung, um den Patienten in den Operationssaal zur Entfernung der SEEG Elektroden zurückzukehren. Führen Sie diese unter Analgosedierung; typischerweise 2 mg Midazolam IV ausreichend.
2. Nach der Anästhesie ausreichende Sedierung erhalten (mit Midazolam typischerweise [aufschieben zu Anästhesist Dosierung]), zu entfernen Patienten Kopf wickeln und die Elektrodendrähte schneiden. Überwachen Sie Patienten Sedierung klinisch durch die berichteten Schmerzen Ebenen mit Elektrodenentfernung oder Naht Einsetzen. Dann prep die restlichen Bolzen und Schwanz der Elektrode jodhaltigen Gel verwendet wird.
3. Individuell, entfernen Sie jede Schraube Kappe es ab, gefolgt von der Elektrode durch Drehen und schließlich die Schraube entfernen. Entfernen Sie die Elektroden durch vorsichtiges sie aus entlang der Achse ihres Einfügungs ziehen. Dann entfernen Sie die Schraube durch Drehen aus, in der Regel tun dies Fingern.
4. Bevor ich auf die nächste Elektrode, schließen Sie die durch den Bolzen links Defekt mit einem Stich von Nylonfaden. Wiederholen Sie diese Schritte für jede Elektrode. Nach removing alle Elektroden, decken Sie die Stichbereiche mit antibiotischen Salbe und einem lockeren Kopf wickeln.
5. Nach der Entfernung erhalten weitere Bildgebung entweder CT oder A / P und lateralen Röntgenstrahlen keine restliche Hardware zu gewährleisten.
   HINWEIS: Mögliche Resektion-Wenn eine chirurgische Resektion von Vorteil sein, um die Epilepsie des Patienten dann planen für eine Kraniotomie und Resektion in etwa 6 Wochen nach der Entfernung geglaubt wurde. Diese Verzögerung ist durch Infektions Anliegen der Betriebs im selben Krankenhausaufenthalt als Überwachungszeitraum.

Ergebnisse

Neueste Ergebnisse zeigen , dass in einer konsekutiven Serie von 78 Patienten , die unterzog SEEG Insertion über Roboter - Unterstützung erfolgreiche Lokalisierung der EZ in 76,2% der Patienten hatten. ¹ Das gleiche Studie der Patienten zeigten , die auf chirurgische Resektion von EZ hatten Grad 1 zu haben ging Engel Anfallsfreiheit in 67,8% der Patienten (Abbildung 4). Morbiditätsrate beträgt 2,5%. Permanent Morbidität wurde festgestellt, ist ein Patient...

Diskussion

Hier wird die Technik der SEEG Insertion Verwendung Roboterstereotaktische Unterstützung vorgestellt. Während SEEG ursprünglich mit anderen Methoden der Rahmen-basierten Stereotaxie beschrieben, robotergestützte SEEG bietet nicht nur Sicherheit, sondern ähnlich hohe Genauigkeit und Effizienz. Die Literatur berichtet Erfolg bei der EZ in über 76% der Fälle lokalisierende, die mit anderen früheren Studien mit alternativen Techniken ist mitfühlen. ^6,13.

Wie bei jedem invasiv...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
ROSA	ROSA		robotic implantation system
electrodes	adtech