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ここでは、術前側頭葉切除術における術中脳神経外科指導へのアプローチを示し、特にトラクトグラフィーと解剖学的マスクの使用を強調します 梨状皮質の側頭部分の安全な切除を支援するためのマスク - 薬剤耐性近心側頭葉てんかんの重要な外科的標的としてますます見なされている領域。
前弯性側頭葉切除術 (ATLR) は、薬剤耐性近心側頭葉てんかん (DRmTLE) の有用な治療オプションです。梨状皮質がDRmTLEの発作の発生と伝播に重要な役割を果たしていること、および梨状皮質の側頭部分の切除が発作の自由化率の有意な改善と関連していることを示唆する証拠が増えています。
ここでは、高解像度の術前確率的トラクトグラフィー アルゴリズムと、目的の構造の融合解剖学的マスクを使用して、ATLR の梨状皮質の側頭部分の切除を、術中のニューロナビゲーションと顕微鏡ヘッドアップ ディスプレイ (HUD) に示します。
DRmTLEの包括的な術前評価と調査を受けているすべての患者は、手順の術中ビデオを録画するための情報に基づいた書面による同意を提供しました。患者は、大規模なてんかん手術センターのてんかん専門医、てんかん脳神経外科医、神経心理学者、神経精神科医、および電気生理学者からなる学際的な専門家チームによって特定されました。術前のイメージングパイプラインには、重要な構造の描写が含まれていました。これには、側頭梨状皮質、およびリスクのある必須路(視放射線や下前頭後頭束など)の高解像度確率トラクトグラフィーが含まれていました。これらは、術前の体積ニューロナビゲーション スキャンに同時登録され、術中ニューロナビゲーション システムにアップロードされました。
ここで紹介するのは、梨状皮質の側頭部分の切除を含む、ATLRの段階的な手順です。このプロトコルは、高度な構造および拡散MRイメージングと術中視覚補助を組み合わせて、重要な灰白質構造と白質路の解剖学的マスクを手術室の手術ワークフローに統合します。
前弯性側頭葉切除術 (ATLR) は、薬剤耐性近心側頭葉てんかん (DRmTLE) 1,2 の最も効果的な治療法であり、発作の解放率は 50% から 70% で、罹患率は比較的低い 3,4,5。この手順は、生活の質6,7,8、就職率5、および心理社会的幸福9を改善することも示されています。
Spencerらによって記述された標準的なATLR10は、側頭極、海馬鉤、扁桃体、海馬、海馬傍回、および紡錘状回の切除を含む。視覚(視放射線、特にマイヤーループ11,12)および言語(例えば、下前頭後頭束13および弓状束14,15)に関与する重要な白質経路は、側脳室の側頭角にアクセスするときに損傷するリスクがあります。次のプロトコルでは、高解像度の術前確率的トラクトグラフィーと、目的の構造の融合解剖学的マスクを使用して、これらの白質路を回避するアプローチを概説しています 術中ニューロナビゲーションと顕微鏡ヘッドアップディスプレイ(HUD)。
この分野の伝統的な理解は、最大の海馬切除が術後の発作の自由率を最大化するために有益であるということです。しかし、ATLR後の症例に関する最近のボクセルワイズ解析では、ATLRにおける梨状皮質の側頭部分の切除が発作の自由の可能性を大幅に増加させることが示されています。彼らはまた、後部海馬切除と発作の自由との間に関連性がないことを示しました16,17。したがって、言語優位の半球ATLRでは、海馬切除を海馬の前方55%に限定することにより、記憶機能を保持するためにスペンサーの技術を更新することが提案されています16,18。
新しい低侵襲療法、特にレーザー間質性温熱療法(LITT)の使用への関心が高まっている一方で、外科的切除は依然として薬剤耐性焦点てんかんの標準治療であり1、LITTの有効性は、ATLR(60%-70%)と比較して、エンゲル1発作の結果に占める割合が低いことが示されています(58%-59%)1,19、4,5,20、そして、まださらなる調査が必要な領域である21。
梨状皮質 (図 1) が、成人16、17、22、23、24 および近心側頭葉てんかんの子供25 の発作の伝播および/またはてんかん発生の重要な領域であるという仮説を支持する証拠が増えています。梨状皮質は、側頭幹26,27の近心嗅内溝の周りに覆われている3層のアロコルテックス(海馬皮質の配置に類似)のリボンであり、したがって側頭葉と前頭葉の合流点を形成します。したがって、それは、文献22,25,28,29,30に詳細に説明されている前頭部と時間部からなると容易に考えることができます。
図1:脳の近心時間構造の半透明3次元レンダリング。 この図は、梨状皮質 (シアン) と周囲の近心側頭葉の解剖学的構造との解剖学的関連を示しています。左内側、中央上、右前方のビュー。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
梨状皮質は扁桃体に対して超近心的であり、てんかん原性分泌物31-33を広めるネットワークの一般的な結節であると動物実験で長い間関与されてきました。また、電気刺激後に発作を引き起こすのは、扁桃体や海馬を含む隣接する近心構造よりも容易に起こります34.その位置は、嗅内皮質、辺縁皮質、眼窩前頭皮質、島皮質、視床、嗅球、扁桃体、海馬に広く接続されており、限局性てんかんにおけるてんかん原性分泌物の主要な伝播経路としての役割にも役立ちます30。
EEG-fMRIおよび陽電子放出断層撮影法(PET)研究は、DRmTLEにおける梨状皮質の重要な役割をさらに支持し、発作間欠性活性化を示し、梨状皮質におけるγ-アミノ酪酸A型(GABAA)受容体結合の減少は発作活性の増加と関連している35,36,37。
DRmTLEにおける最近の2つの重要な画像研究は、術後発作の自由が梨状皮質のより大きな切除と関連していることを示しています。Galovicらは、大規模なレトロスペクティブコホートで、梨状皮質の少なくとも半分を切除すると、発作がなくなる確率が16倍向上したことを示しました(95%CI、5-47; p < 0.001)17.また、他の近心側頭構造の切除容積は発作の自由と関連していないことが示され、この発見は、左TLEの梨状皮質切除のみが発作の自由と関連していることを示したSoneらによって行われたボクセルワイズ分析によって再現され、支持されました16 (図2)。
図2:左TLEにおける術後発作の自由性とのボクセルごとの関連。 発作の自由と有意に相関する唯一の領域は、梨状皮質の側頭部分、 p = 0.01 (冠状および矢状 T1 強調 MRI スライスでは緑色) です。Sone et al.16 から許可を得て引用。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
また、大規模なレトロスペクティブ・コホートにおいて、切除された側頭梨状皮質の割合のみが、1年3 時と長期の追跡期間(平均3.75年)の両方で発作の自由度の改善と関連していることを実証した23。彼らはさらに、海馬と扁桃体の切除された体積が発作の自由を予測しなかったことを裏付けました。
mTLEにおける梨状皮質が異常なてんかん誘発性ネットワークから切り離されることの重要性は、LITTでも実証されており、Hwangらは、6カ月の追跡調査で、梨状皮質アブレーションの割合がILAEクラス1の転帰と関連していたことを示しました38 (OR 1.051、95%CI 1.001-1.117、 p = 0.045)が、これは1年目には有意ではなかった傾向でした5.これは、LITTに関する新たなデータ、つまり、発作の結果に肯定的ではあるが、永続的ではない可能性のある改善があり、その結果、LITTは「第一段階」の手順として一般的に使用され、LITTによって発作が解消されない人々に切除手術が提供されるようになったことを裏付けているようです。
したがって、梨状皮質の側頭部分の切除が、薬剤耐性近心側頭葉てんかんの発作の自由を達成するための主要な標的であるという強力な証拠があります。しかし、Galovic et al. のレトロスペクティブ コホートが示したように、この嗅内皮質のリボンは、ATLR を実行するときに外科的に標的とするのが難しい場所にあるため、直接標的にしないと、常にうまく除去できるとは限りません。この研究では、進行中の前向き手術研究の一環として、梨状皮質の側頭部分を安全に標的にして切除する方法を示し、術後の発作自由率の改善への影響を評価します39。
次のプロトコルの焦点は、画像の取得と処理、外科的アプローチ、およびATLRの梨状皮質の側頭部分の切除を確実にする方法の技術的側面にあり、高解像度の術前確率的トラクトグラフィーと目的の構造の融合解剖学的マスクを術中のニューロナビゲーションと顕微鏡ヘッドアップディスプレイ(HUD)に統合します。このプロトコルはまた、外科的レビューおよび計画のためのマルチモーダルイメージングの3次元表示および統合を可能にする特定の計画ソフトウェアプラットフォーム40、および手術用顕微鏡との統合を可能にするニューロナビゲーションシステムを使用する(詳細は 材料の表に詳述されている)。
これらの方法とプロトコルは、2020 年 9 月 10 日に Health Research Authority によって承認された進行中の前向き外科試験の一部です、研究倫理委員会 (REC) ロンドン参照: 20/LO/0966。このプロトコルは前向きに登録されました:ISRCTN72646265、2020年9月25日に、オンラインで利用可能であり39、全国会議41で発表されました。
次のプロトコルは、18 歳から 70 歳の患者 (当院の専門の成人てんかん手術センターでこの適応症のために手術を受けた患者の年齢層) で DRmTLE の ATLR を受けるすべての患者に適用され、すべて同じ外科医 (AWM、AM) によって手術されます。すべての参加者は、研究に含める前にインフォームドコンセントを提供しました。すべての参加者は、脳神経外科医、てんかん神経科医、神経心理学者、精神科医、神経放射線科医、および専門のてんかん治療サービスの他のメンバーで構成される著者の総合てんかん手術センターの専門外科てんかん学際チームによって指示された徹底的な術前評価と調査を受けました。手術前に、全員が以下のプロトコルに概説されている最新の容積測定T1、T2、およびFLAIR MRIを受け、標準的な術前血液と神経麻酔チームによるレビューを受け、全身麻酔下で安全に手術に進むことができました。この研究で使用された試薬と機器の商業的な詳細は、 資料表に記載されています。
1. 画像取得・処理
注:高解像度の手術前、3か月、および1年間の術後磁気共鳴画像法(MRI)スキャンは、当センターでてんかん手術を受けている人々に定期的に取得されています。MRIデータは、一貫性を保つために、2020年3月から2024年3月にかけて同じMRIスキャナーで取得されました。標準化された画像取得と多くの処理コンポーネントは、以前に文献で説明されており、以下に要約するプロトコルで適切に参照されています。
図3:右ATLRで術中に使用される解剖学的マスクとトラクトを重ね合わせた容積T2強調MRIを示すニューロナビゲーションシステムのスクリーンショット。 左上のパネル:解剖学的マスクを実演する患者の頭部の3次元再構成。右上:軸方向、左下:矢状、右下:T2強調体積MRIスキャンで解剖学的マスクを重ねて示した冠状図。表示される解剖学的マスク:梨状皮質の側頭部分(ピンク)、海馬の前部55%(赤)、海馬の後部45%(濃い緑、矢状画像でのみ見られる)、視放射線(中緑)、中央縦束(青)。青い十字線は顕微鏡の焦点の統合位置であり、緑の十字線は手術野内で使用されるニューロナビゲーションポインターの位置です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
2.手術手技
注:以下の手順は、著者のセンターでの実践を要約したものであり、ATLRへの唯一の外科的アプローチの説明を意図したものではなく、著者がこの手順へのアプローチをどのように標準化したかを示すことを目的としています。
図4:右ATLRに対する患者の位置決めの画像で、「疑問符」である右前頭側頭皮膚切開、生え際、およびシルビウス裂のマーキングを示しています。 写真に写っていないのは、患者の首に過度の負担をかけず、静脈還流を妨げずに頭の位置の角度を可能にするために、患者の左肩の下に左肩ロールです。画像は撮影され、患者の同意を得て含まれました。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図 5: 右 ATLR の外側新皮質切除断端を示す顕微鏡からの術中画像、光学放射線 (シアン) の解剖学的マスクを重ね合わせたもの - 切除断端が手術室の前方にあることを示しています。 ラベルは、手術ビューの向きを示しています:A =前方、P =後方、I =下位、S =上、STG =上側頭回、MTG =中側頭回、ITG =下側頭回、TP =時間極。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図6:側脳室の側頭角の前部への侵入を示す顕微鏡からの術中画像で、その中に海馬の頭部が写っています(淡い白、1)。 ラベル:A =前部、P =後部、I =下部、S =上部、MTG =中側頭回、ITG =下側頭回、2 =側頭新皮質切除縁、側副溝を上方にたどって側頭角の側頭角を見つける、TP =側頭極。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図7:梨状皮質の側頭部分の解剖学的マスクのHUDオーバーレイを示す顕微鏡からの術中画像(ピンクの輪郭、Piとラベル付け)。 この図は完全な切除を示しています - 脳組織は残っておらず、切除の近心にある鼻腔内溝の小孔境界のみが、この画像では顕微鏡HUDの中央の白い十字線のすぐ上にある画像内の縦方向のパティで保護されています。ラベル:A =前部、P =後部、I =下部、S =上部、STG =上側頭回、MTG =中側頭回、ITG =下側頭回、FL =前頭葉、SV =シルビウス静脈(シルビウス亀裂を覆う)、Pi =梨状皮質の側頭部分。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
このプロトコルと外科的技術は、進行中の研究内で適用されており、側頭梨状皮質切除の影響と、DRmTLE の ATLR 後の発作自由への影響を調査しています。この研究の目的は、側頭梨状皮質の除去後の発作自由度が実際に DRmTLE の発作自由度を向上させるかどうかを前向きに判断することです。
現在までに、ATLRを受けている36人の連続した患者で説?...
このプロトコルは、梨状皮質の側頭部分の信頼性の高い標的切除を提供します - 近心側頭葉てんかんネットワーク16、17、24、25、30のてんかん発生と伝播における重要な構造であると仮定されています。
私たちのセンターで?...
著者のデバヤン・ダスグプタとジョン・S・ダンカンは、ウェルカム・トラスト・イノベーション・プログラム(218380/Z/19/Z)から資金提供を受けています。Lawrence P. Bindingは、Epilepsy Research UK(助成金番号P1904)の支援を受けています。前述の著者とSjoerd B. Vosは、国立衛生研究所、ユニバーシティカレッジ、ロンドン病院、生物医学研究センター(NIHR、BRC、UCLH/UCL、ハイインパクトイニシアチブ、BW.mn.BRC10269)から一部資金提供を受けています。著者らは、この研究は、潜在的な利益相反と解釈される可能性のある商業的または金銭的関係がない状態で実施されたと宣言します。私たちは、倫理的な出版に関連する問題に関するジャーナルの立場を読んだことを確認し、このレポートがそれらのガイドラインと一致していることを確認します。
この研究は、Epilepsy Research UK(助成金番号P1904)およびWellcome Trust Innovation Program(218380/Z/19/Z)の支援を受けました。この研究は、国立衛生研究所、ユニバーシティカレッジ、ロンドン病院、生物医学研究センター(NIHR、BRC、UCLH/UCL、ハイインパクトイニシアチブ、BW.mn.BRC10269)から一部資金提供を受けました。著者らは、西オーストラリア大学顕微鏡・特性評価・分析センター(Center for Microscopy, Characterization, and Analysis)のNational Collaborative Research Infrastructure Strategy(NCRIS)機能であるNational Imaging Facilityの施設と科学的・技術的支援を認めるものである。この研究は、ウェルカム・トラスト[WT 218380]によって全体的または部分的に資金提供されました。オープンアクセスの目的で、著者は、この提出から生じる著者受理原稿バージョンにCC BY公開著作権ライセンスを適用しています。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Brainlab Neuronavigation System | Brianlab, Westchester, IL | https://www.brainlab.com/surgery-products/overview-neurosurgery-products/cranial-navigation/ | Intraoperative neuronavigation system |
EpiNav Planning Software | N/A | N/A | Clinical Decision Support Tool, for research use, developed in academia at King's College London and University College London |
Mayfield clamp | Integra | A1059 | Any 3 pin head immobilisation device can be used |
Microsurgical instruments | As per local neurosurgical unit | ||
MRI Scanner | GE, Milwaukee, WI, USA | 3T MRI GE MR750 | Any alternative 3T MRI scanner can be used |
MRTrix3 | N/A | Reference 47 in the manuscript | MRtrix3 provides a set of tools to perform various advanced diffusion MRI analyses, including constrained spherical deconvolution (CSD), probabilistic tractography, track-density imaging, and apparent fibre density |
NORAS coil | NORAS MRI Products | https://www.noras.de/en/mri-produkte/lucy-or-head-holder-8-ch-coil/#infos | Any MRI-safe head immobilisation device can be used |
Perforator drill | Stryker | https://neurosurgical.stryker.com/products/elite/ | Any alternative neurosurgical perforator drill driver and bit can be used |
Sutures - Vicryl Plus 2/- | Ethicon | ETVCP684H | Any alternative suture that the surgeon prefers can be used |
Titanium bone plates and screws | As per local neurosurgical unit | ||
Ultrasonic Aspirator | Integra | https://products.integralife.com/cusa-tissue-ablation/category/cusa-tissue-ablation | Any alternative that the surgeon prefers can be used |
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