Transkraniaalisen moottorin aiheuttamien potentiaalien optimointi supratentoriaalisissa leikkauksissa (MEPO)

Taustaa: Supratentoriaalisen aivoleikkauksen aikana on olemassa iatrogeenisen vamman riski, joka johtaa leikkauksen jälkeisiin motorisiin vajauksiin. Leikkauksensisäinen neurofysiologinen seuranta (IONM) voi auttaa kirurgeja välttämään tämän lopputuloksen, ja samalla laajentaa näyttöä sen ennuste- ja ennaltaehkäisevyydestä (1, 2). On kuitenkin vielä keskeneräisiä kysymyksiä, kuten tiedonkeruun ja -tulkinnan optimaalisten menetelmien standardointi sekä tekninen parannus.

On olemassa kaksi pääasiallista IONM-strategiaa: kartoitus hermorakenteiden paikallistamiseksi ja seuranta toiminnallisen eheyden reaaliaikaisen arvioinnin aikaansaamiseksi (3). Mitä tulee seurantaan, lihasmotoriset herätepotentiaalit (MEPs) mahdollistavat motorisen järjestelmän arvioinnin. Ne voidaan saada aikaan pulssijonon transkraniaalisella sähköstimulaatiolla (TES) päänahan elektrodien kautta, jotka on sijoitettu tavanomaisiin 10-20 järjestelmäkohtaan (C1, C2, C3, C4, Cz-1 cm, Cz+6 cm) tai neuronavigaatioohjattuihin päänahan kohtiin. Stimulaatiopiiri koostuu käyttäjän valitsemista anodi- ja katodikohdista, jotka on valittu päänahan elektrodeista (4). Stimulaatioparametrit ovat käyttäjän valitsema pulssin kesto, interstimulus-väli (ISI), pulssien lukumäärä ja yhden junan stimulaatio vs. kaksinkertainen tai usean junan fasilitaatio. MEP-kynnys on stimulaation intensiteetti, joka vaaditaan tietyn määrän MEP:itä herättämiseen ennalta määrätyllä amplitudilla. Tallennusmontaasi koostuu käyttäjän valitsemasta tallennuselektrodien suunnasta ja kohdelihaksista. Lääkäreiden mieltymykset näihin teknisiin näkökohtiin vaihtelevat suuresti (5), ja ne voivat vaikuttaa seurannan tehokkuuteen.

Leikkauksen aikana merkittävä MEP:n heikkeneminen aikaisemmasta lähtötasosta osoittaa varoituksen, joka perustuu useisiin kriteereihin, kuten amplitudin pienenemiseen tai kynnyksen nousuun (2). Varoitukset käynnistävät pelastusoperaatioita Euroopan parlamentin jäsenten palauttamiseksi. Palautuvalla MEP:n heikkenemisellä (palautuminen varoitustason yläpuolelle) voidaan estää leikkauksen jälkeinen motorinen vajaus. Jatkuva reaaliaikainen seuranta mahdollistaa tämän suotuisan tuloksen antamalla varhaisia ​​varoituksia, ja on siksi tärkeä. Peruuttamattoman MEP:n heikkenemisen myötä motorisen vajaatoiminnan riski (1) kasvaa, ja epäjatkuva ja ajoittainen seuranta ei ehkä auta estämään tätä haittavaikutusta.

Suurin huolenaihe TES-mepeissä on se, että ärsykkeet aiheuttavat usein kirurgisen kentän liikettä, mikä sisältää riskin, että potilas vahingoittuu kirurgisista liikkeistä, jos niitä ei keskeytetä mittausten aikana (4). Tämä voi viivästyttää kirurgista toimenpidettä ja/tai estää reaaliaikaisen seurannan. Siksi on tarpeen luoda optimaalinen TES MEP -metodologia, joka minimoi objektiivisesti arvioidut liikkeet.

Tavoite: Tämän projektin hypoteesi on, että MEP-stimulaatio- ja tallennusparadigmat voidaan optimoida kirurgisen kentän liikkeen minimoimiseksi supratentoriaalisen aivoleikkauksen aikana. Tästä syystä yleisenä tavoitteena on tunnistaa tehokkaimmat stimulaatio- ja tallennustekniikat TES MEP:n suorituskyvyn maksimoimiseksi minimoimalla liikettä. Erityistavoitteet ovat:

1. Paras stimulaatiopiiri, joka houkuttelee Euroopan parlamentin jäseniä pienimmällä mahdollisella liikkeellä;
2. Parhaat stimulaatioparametrit saadakseen Euroopan parlamentin jäsenet mahdollisimman vähän liikkumaan;
3. Parhaat nauhoitusmontaasit saadakseen MEP-jäseniä matalimmalla mahdollisella stimulaatiokynnyksellä.

Menetelmät: Yleiset menetelmät: Aikuiset potilaat, joille tehdään rutiini aivoleikkaus IONM:n kanssa ja jotka antavat tietoisen suostumuksen, ovat kelvollisia. Lihasten MEP-tallenteet tehdään raajoista ipsilateraalisesti leikkauksen puolelle. Potilaat, joilla on ennen leikkausta ipsilateraalinen motorinen vajaatoiminta, jätetään pois. Liike- ja MEP-kynnys ovat ensisijaisia ​​päätepisteitä. Liikettä arvioidaan yhdellä otsalla olevalla kiihtyvyysmittarilla (kvantifioimalla kineettisen energian avulla). Vertailua varten (toissijainen päätepiste) käytetään toista kiihtyvyysmittaria tallennuskohdan ipsilateraalisessa olkapäässä sekä kirurgin subjektiivista arviointia ordinaalisessa asteikossa kirurgisen kentän visualisoinnin avulla. Lisäksi ehdotamme liikkeen suuruuden kvantifiointia käyttämällä kirurgisen mikroskoopin digitaalisten kuvien jälkikäsittelyä.

Vertailevat analyysit liike- ja MEP-kynnyksistä suoritetaan vaihtelemalla yhtä muuttujista peräkkäin ja pitämällä muut Inselspital-standardissa. Videoita kirurgisesta kentästä tallennetaan mikroskoopilla kaikissa ehdotetuissa kokeellisissa järjestelyissä kuvien palauttamiseksi liikkeen kvantifiointia varten.

Tutkimus jaetaan neljään eri osaan, joista jokaisessa on eri vaiheet (kuvattu alla). Näin ollen jokainen potilas osallistuu tiettyyn osaan ja vaiheeseen. Tämä alajako on välttämätön leikkaussalin aikarajoitusten vuoksi, koska kaikkia erilaisia ​​yhdistelmiä ei olisi mahdollista suorittaa jokaiselle potilaalle.

Potilaat, jotka on jo otettu mukaan tutkimukseen ja jotka tarvitsevat uusintaleikkauksen, voidaan myös ottaa mukaan tutkimuksen eri osaan tai vaiheeseen.

Kynnysvirta määritellään minimivirraksi, joka saa aikaan MEP-vasteita, joiden amplitudi on suurempi kuin 20 µV vähintään viidessä peräkkäisessä kokeessa. Menettelytapa on lisätä virtaa, kunnes MEP:t ilmestyvät, sitten vähentää virtaa, kunnes ne katoavat, ja sitten hienosäätää virta minimiin johdonmukaisen vasteen saamiseksi.

Osa 1: Parhaan stimulaatiopiirin määrittäminen. Vaihe 1 - 10-20 järjestelmän stimulaatiopiirin vertailu: 12 potilaan arviointi. Piirit C1/C2, C3/C4 ja C3 tai C4/Cz-1cm yläraajojen MEP:ille ja C1/C2, C3/C4 ja Cz-1cm/Cz+6cm alaraajojen jäsenille. Jokaisella kierrolla hankitaan 12 jäsentä kohti.

Vaihe 2 - parhaan vaiheen 1 piirin vertailu neuronavigaatioohjatun stimulaatiopiirin kanssa: 16 potilaan arviointi. Jokaisella kierrolla hankittiin 22 yläraajan MEP:tä.

Osa 2: Parhaiden stimulaatioparametrien määrittäminen. Vaihe 1 - eri pulssin kestojen vertailu: 21 potilaan arviointi. Pulssin kesto 100, 200, 350, 500, 650, 800 ja 1000 µs. Hankittiin 21 yläraajojen jäsentä kullakin pulssin kestolla.

Vaihe 2 - eri ISI:n vertailu: 30 potilaan arviointi (15 per raaja). ISI 1, 2, 3, 4 ja 5 ms. Jokaisen ISI:n kanssa hankittiin 20 ylä- ja alaraajojen Euroopan parlamentin jäsentä.

Vaihe 3 - eri pulssimäärien vertailu: 15 potilaan arviointi. Pulssien lukumäärä 3, 4, 5, 7 ja 9. 20 yläraajan MEP:n hankinta kullakin pulssimäärällä.

Vaihe 4 - yhden junan vertailu kahden junan fasilitaatioon eri junien välisillä aikaväleillä (ITI): 21 potilaan arviointi. Yksi juna, kaksoisjuna (2/7 ja 4/4 pulssia). ITI 20, 85 ja 150 ms. Hankittiin 21 yläraajojen Euroopan parlamentin jäsentä kullakin paradigmalla.

Vaihe 5 - yhden junan vertailu usean junan fasilitaatioon eri nopeuksilla: 21 potilaan arviointi. Yksi juna taajuudella 0,5 Hz. Usean junan fasilitointi taajuuksilla 1, 2, 3, 4, 5 ja 6 Hz. Hankittiin 21 yläraajojen Euroopan parlamentin jäsentä kullakin paradigmalla.

Osa 3: Parhaiden äänitysmontaasien määrittäminen. Vaihe 1 - tallennuselektrodien suuntausten vertailu: 12 potilaan arviointi. Tallenteet extensor digitorum communisista (EDC) ja tibialis anteriorista (TA). Kolme tallennussuuntaa: 1) bipolaarinen kohtisuorassa lihaskuituihin nähden, 2) bipolaarinen yhdensuuntainen lihassäikeiden kanssa ja 3) referenssi distaaliseen lihasjänteeseen. Kynnyksen* määrittäminen kunkin lihaksen suuntausta kohti.

Vaihe 2 - valittujen lihasten määrittäminen distaalisissa yläraajoissa: 21 potilaan arviointi. Tallenteet abductor pollicis brevisistä (APB), abductor digiti minimistä (ADM), ensimmäisestä selkäluun interosseous, EDC, flexor carpi radialis (FCR), APB/ADM ja EDC/FCR. Kynnyksen* määrittäminen kaikille lihaksille.

Vaihe 3 - valittujen lihasten määrittäminen distaalisissa alaraajoissa: 18 potilaan arviointi. Tallenteet abductor hallucis (AH), extensor digitorum brevis (EDB), TA, soleus, AH/EDB ja TA/soleus. Kynnyksen* määrittäminen kaikille lihaksille.

Osa 4: 16 potilaan arviointi. Parhaiden stimulaatio- ja tallennusmenetelmien vertailu osien 1–3 tuloksista osastomme nykyiseen standardiin. 22 parlamentin jäsenen hankinta raajaa kohti paradigman mukaan.