ロボット定位誘導システムを用いた立体脳波(SEEG)法の手術技術とニュアンス

要約

SEEG方法論は、定位ロボットによって簡素化され、高速化されます。手術室でロボットを使用する前に、術前の容積測定MRIを患者に登録することに細心の注意を払う必要があります。ロボットは手順を合理化し、手術時間の短縮と正確な移植につながります。

要約

SEEG方法論は、てんかん手術前にてんかん原性ゾーン(EZ)を局在化する手段として、過去10年間で北米で支持を得ています。最近、SEEG電極の埋め込みのためのロボット定位誘導システムの応用は、多くのてんかんセンターでより一般的になっています。ロボットを使用するための技術は、手術前の計画段階で非常に精度が必要であり、ロボットと外科医が協調して電極を埋め込むため、方法論の手術部分で技術が合理化されます。ここでは、SEEG電極の移植をガイドするためにロボットを使用する正確な操作方法論を詳述する。手順の主な制限、すなわち、患者を術前の容積磁気共鳴画像(MRI)に登録する能力に大きく依存していることについても説明します。全体として、この手順は罹患率が低く、死亡率が非常に低いことが示されています。SEEG電極の移植にロボット定位誘導システムを使用することは、従来の手動移植戦略に代わる効率的、迅速、安全、正確な代替手段です。

概要

医学的に難治性てんかん(MRE)は、世界中で1,500万人が苦しんでいると推定^{されています1}。したがって、これらの患者の多くは手術で治療される可能性があります。てんかん手術は、外科的切除を導くために、理論化されたてんかん原性ゾーン(EZ)の正確な局在に依存しています。Jean TailarachとJean Bancaudは、皮質構造と深部構造の両方におけるてんかん脳のその場電気生理学に基づいてEZをより正確に局在化する方法として、1950年代に立体脳波(SEEG)方法論を開発しました^2,3。しかし、SEEG方法論が北米全体で支持され始めたのはごく最近のことです⁴。

さまざまな専門家やてんかんセンターの臨床経験に基づいて、SEEG方法論の一部として世界中でさまざまな技術と技術が使用されています^5,6,7。しかし、最近では、SEEG電極を埋め込むために使用される外科的手法が、従来の手動ヘッドフレームベースの戦略を超えて進化しています。具体的には、ロボット定位誘導システムの使用は、SEEG移植8の正確な代替手段であることが^{示されている。}ロボット移植は、電極移植へのより速く、より自動化されたアプローチを探している外科的専門知識を持つ人々が安全かつ効果的に使用することができます。

ここでは、SEEG電極の埋め込みにロボット定位誘導システムの使用を採用する場合に行われる具体的なステップについて論じる。SEEG方法論は以前に説明したが、本明細書では、ロボット⁹の使用と共に採用される外科技術に特に注意が払われる。

プロトコル

ここで使用されるすべてのデバイスはFDA承認されており、ここに含まれるプロトコルは私たちの施設の標準治療を構成します。そのため、このプロトコルの詳細化にIRBの承認は必要ありませんでした。

1.移植前段階

1. アナタモ電気臨床(AEC)仮説を作成します。
   注:AEC仮説の作成は、潜在的なEZを特定するための複数の非侵襲的手法の調整に依存しています。てんかん専門医、放射線科医、てんかん外科医を含む専門家のチームは、通常、患者のEZの初期仮説として機能するAEC仮説を作成するために、各患者の臨床データについて話し合うための会議を招集します。これを実現する方法の詳細は、この記事の範囲を超えています。
2. AEC仮説の場所に応じて、侵襲的モニタリングの最良の方法論を特定します。 表1 は、侵襲的モニタリングのために深度電極の有無にかかわらず硬膜下グリッド(SDG)よりもSEEGが好まれるさまざまなシナリオを示しています。
3. 患者がSEEG評価の候補と見なされたら、移植戦略を作成します。
   注:移植戦略は、AEC仮説の一部として特定された領域と、一般的なてんかん原性ネットワークおよび雄弁皮質の隣接領域を適切にカバーする必要があります。このモニタリングは、外科医が切除の境界を定義するのに役立ちます。
   1. 術前の容積測定MRIおよびCTAを取得します。
   2. DICOM形式の画像を定位ロボットのネイティブプランニングソフトウェアに転送し、イメージングフュージョン(CTAと融合したT1+ガドリニウムMRI)を実行します。
      注意: イメージングフュージョンは、ロボットのソフトウェアによって自動的に実行されます。融合する必要のある研究を選択するだけで済みます。
   3. MRI-CTA融合の3D再構成内で個々の電極アレイの軌道を計画し、AEC仮説内の表層、中間、深部皮質および皮質下領域を含む多数の領域からのサンプリングを最大化するようにします。
      1. 各電極の表面入口点と深いターゲット点を手動で選択して、各軌道を定義します。
         注:一般的に、最初に掘削プラットフォームから深いターゲットポイントまで150mmの作動距離を使用し、次に深さを調整して作動距離を最大限に短縮して、注入精度を向上させるのが最善です。
   4. 各移植軌道を確認します。
      1. 3D MRI-CTA融合再構成の各電極を個別にレビューして、軌道が血管構造を損なわないことを確認し、必要に応じて軌道を調整します。
   5. 3D MRI再構成の全体的な移植スキーマを確認し、軌道衝突を評価します。
   6. 表面のエントリポイントがすべて皮膚表面上で少なくとも1.5 cm離れていることを確認してください。

2.手術技術

1. 手術室では、手術用の定位ロボットを準備しながら、患者を準備し、仰臥位に置きます。
   1. 麻酔科医の推奨に従って全身麻酔下で挿管する。十分な麻酔のためにプロポフォールを使用し、臨床てんかん専門医によって認定された適切な電気生理学的記録によって検証します。.
   2. 3点固定ヘッドホルダーを使用して患者の頭を固定します。
      注意: これは標準の4点レクセルフレームです。後述のように、患者へのロボットの登録を容易にするために、フロントポストの1つが取り外されることがあります。したがって、固定は3点と呼ばれます。
   3. ロボットアームの基部と頭蓋の中点との間の距離が70 cmになるように、ロボットを患者の頭に配置します。ロボットを所定の位置にロックし、3点式ヘッドホルダーをロボットに固定します。
      注意: この時間以降、患者またはロボットの位置をこれ以上調整しないでください。この時点以降にさらに調整を行うと、移植が不正確になる可能性があります。
   4. 半自動レーザーベースの顔認識システムを使用して、ロボットによるすべてのプロンプトに従って、術前の容積測定MRIを患者に登録します。
      1. 設定された距離キャリブレーションツールを使用してレーザーをキャリブレーションします。
      2. レーザーを使用して、プリセットの解剖学的顔のランドマークを手動で選択します。その後、ロボットが顔の表面を自動的にスキャンするので、登録が完了します。
      3. 追加の独立した表面のランドマークを登録されたMRIと相関させることにより、登録の正確性を確認します。
         注意: 計画された軌道は、ロボットソフトウェアによって自動的に検証されます。
   5. 標準的な無菌方法で患者を準備し、ドレープします。
   6. 滅菌プラスチックを使用してロボット作業アームをドレープします。
   7. 2.5mmの作業用カニューレを備えた掘削プラットフォームをロボットアームに取り付けます。
2. 指定された軌道に沿ってボルトを埋め込みます。
   1. ロボットのタッチスクリーンで目的の軌道を選択します。
   2. ロボットペダルを踏んで、ロボットアームの正しい軌道への動きを開始します。正しい位置に到達すると、アームはロボットによって自動的にロックされます。
   3. 作業用カニューレに2mmのドリルを挿入し、それを使用して頭蓋骨の厚さ全体にピンホールを作成します。
   4. 低設定で単極焼灼を使用して断熱硬膜穿孔器で硬膜を開きます。
      注:硬膜を開くことは、小さな子供では特に難しい場合があります。硬膜は頭蓋骨の内層に完全に付着していないため、気付かずに硬膜を開くのではなく、変位することは非常に簡単です。
   5. ガイドボルトを各ピン穴にしっかりとねじ込みます。
   6. 滅菌定規を使用して、掘削プラットフォームからガイドボルトまでの距離を測定します。
      注意: これは、ドリルアダプターの長さに関連する固定距離です。
      1. 軌道の計画に使用された「プラットフォームからターゲットまでの距離」の値から、この測定距離を引きます。
         注意: この距離を変更する必要が生じない限り、常に標準の150mmプラットフォームを使用して距離をターゲットにすることをお勧めします。この標準を使用すると、OR でのこの手順が簡略化されます。
      2. 後で埋め込み電極の最終的な長さとして使用するため、結果を記録してメモします。
   7. 電極の最終的な長さを測定してメモし、ボルトに対して新しく計算された長さと一致することを確認します。電極とボルトのラベルが一致していることを確認して、後で電極の埋め込み中に混乱しないようにします。
   8. すべてのボルトに対して手順2.2.1〜2.2.7を繰り返し(つまり、すべてのボルトを埋め込みます)、それに応じてすべての電極にマークを付けます。
3. 手術用手袋を交換し、新しい無菌フィールドを開きます。
4. 埋め込まれたボルトを介して、すべての電極をターゲットの深さまで埋め込みます。
   1. 直径2 mmのスタイレットをガイドボルトを通して、以前にボルトを埋め込んだ後に計算された最終電極の意図された深さまで挿入します。
   2. スタイレットを取り外した後、すぐに電極をボルトに挿入し、電極をボルトにねじ込んで固定します。
   3. 電極に適切なラベルが付いていることを確認してください。
   4. すべての電極に対して手順2.4.1〜2.4.3を繰り返します。
5. 電極を臨床電気生理学ハードウェアに接続します。
6. 標準的な頭部包帯技術を使用して患者の頭を包みます。

結果

SEEG方法論の使用後の成功の絶対的な指標は、患者の発作の自由度であり、最終的には電極移植の成功、電気生理学的記録の成功、およびEZの切除の成功に続きます。このような場合を 図1に示します。 図1 のパネルAとBは、AEC仮説の作成に役立つ2つのテスト(それぞれ、単一陽電子放出コンピューター断層撮影(SPECT)と脳磁図...

ディスカッション

移植戦略の設計に特に詳細な注意を払うことと相まって、AEC仮説を綿密に定義することが、最終的には個々の患者に対するSEEG方法論の成功を決定するものです。そのため、手術前の慎重な計画が重要であり、比較的簡単でリスクの低い手術になります。一般に、軌道を矢状正中線に直交させるのが最善であり、それによって将来の解剖学的電気生理学的相関が容易になり、移植中により高い...

資料

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