Hochauflösende Bildgebung des zerebralen Gefäßsystems durch funktionelle Mikro-Doppler-Sonographie während einer Gehirnoperation (ULYS)

Drei Jahrzehnte nach ihrer umfassenden Beschreibung (Taylor et al., 1971) bleibt die fokale kortikale Dysplasie (FCD) ein rätselhafter Zustand. FCD kann schwere refraktäre Epilepsie verursachen, die direkt lebensbedrohlich sein kann. Die präoperative Neurobildgebung umfasst normalerweise eine hochauflösende MR-Bildgebung, die bei Patienten mit FCD nur 60 bis 80 % der kortikalen Anomalien aufdecken kann. Wenn Antiepileptika bei FCD-Patienten keine vollständige Anfallsfreiheit bewirken, ist eine chirurgische Resektion des FCD unvermeidlich. Viele Patienten, insbesondere diejenigen mit normalen MR-Bildgebungsergebnissen, werden zusätzlichen diagnostischen Verfahren unterzogen. Das Kopfhaut-EEG wird häufig verwendet und war eine der wichtigeren Modalitäten während früher chirurgischer Serien. Etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Patienten mit auffälligen EEG-Befunden haben eine regionale iktale Anomalie. In einigen Fällen werden intrakranielle elektrophysiologische Aufzeichnungen, am häufigsten mit Grid-Arrays, verwendet. Die chronische Aufzeichnung ermöglicht zusätzlich zur Definition der epileptogenen Region die Identifizierung eloquenter Kortexbereiche. Das "eloquente Gehirn" bezieht sich auf die Teile des Gehirns, die die Interaktion mit und den Prozess der Umgebung über die Sinne, Bewegung, Sprache, Gedächtnis und den gezielten Einsatz von Werkzeugen ermöglichen. Dennoch sind alle diese Techniken entweder invasiv oder haben eine zu schlechte räumlich-zeitliche Auflösung, um die epileptische Läsion tief im Gehirn genau zu identifizieren. Daher werden große Resektionen von Läsionsbereichen, wie Lobektomien und sogar Hemisphärektomien, mit einem hohen Risiko für Nebenwirkungen wie Aphasie, partielle Gesichtslähmung und Hemiplegie, abhängig von der Lokalisation der Läsion, durchgeführt.

Navigierbare dreidimensionale (3D)-MRT (basierend auf einem Neuronavigationssystem) wird derzeit im Krankenhaus Sainte Anne zur Planung und Führung während der Resektion verwendet, aber Neurochirurgen beschweren sich häufig über schlechte Auflösung und Nicht-Echtzeit-Bildgebung. Während die Verwendung der chirurgischen Navigation ein wichtiger Fortschritt in der Gehirnchirurgie war, ist ihre Nützlichkeit durch das als Gehirnverschiebung bekannte Phänomen begrenzt. Immer wenn das Gehirn freigelegt wird, geht Liquor (CSF) verloren. Außerdem kann sich nach Beginn der Resektion die Position des Operationsfeldes um Zentimeter gegenüber der Position vor der Operation verschieben. Brain Shift macht es potenziell gefährlich, sich auf präoperative Bilder zu verlassen, um die Position von Resttumoren zu bestimmen. Die einzige Möglichkeit, mit Brain Shift umzugehen und eine genaue Neuronavigation aufrechtzuerhalten, ist die intraoperative Bildgebung, um die Resektion des pathologischen Gewebes bei FCD zu verbessern.

Zuvor demonstrierten die Forscher die Machbarkeit ihres Ansatzes, indem sie die hämodynamischen Reaktionen während arzneimittelinduzierter epileptischer Anfälle in präklinischen Modellen mit funktioneller Mikro-Doppler-Sonographie (fmDS) überwachten.

Die Forscher entwickeln nun dieses neue Tool, das eine navigierbare dreidimensionale (3D)-Ultraschallschnittstelle kombiniert, um die Gehirnverschiebung (B-Modus) in Echtzeit mit der Erkennung nahezu in Echtzeit mit beispielloser Auflösung der Dysplasieherde zu korrigieren über die spezifische hämodynamische Signatur abnormaler Neuronen.