Ottimizzazione dei potenziali evocati motori transcranici negli interventi sopratentoriali (MEPO)

Background: Durante un intervento chirurgico al cervello sopratentoriale esiste il rischio di danno iatrogeno con conseguenti deficit motori postoperatori. Il monitoraggio neurofisiologico intraoperatorio (IONM) può aiutare i chirurghi a evitare questo risultato, ampliando al tempo stesso le prove del suo beneficio prognostico e preventivo (1, 2). Tuttavia, ci sono ancora questioni in sospeso, come la standardizzazione delle metodologie ottimali per l'acquisizione e l'interpretazione dei dati, nonché il miglioramento tecnico.

Esistono due principali strategie IONM: la mappatura per localizzare le strutture nervose e il monitoraggio per fornire una valutazione in tempo reale dell'integrità funzionale (3). Per quanto riguarda il monitoraggio, i potenziali evocati motori muscolari (MEP) consentono la valutazione del sistema motorio. Possono essere provocati dalla stimolazione elettrica transcranica (TES) a treno di impulsi attraverso elettrodi del cuoio capelluto posizionati in siti standard del sistema 10-20 (C1, C2, C3, C4, Cz-1 cm, Cz + 6 cm) o in siti del cuoio capelluto guidati dalla neuronavigazione. Il circuito di stimolazione è costituito dai siti anodici e catodici selezionati dall'utente scelti dagli elettrodi del cuoio capelluto (4). I parametri di stimolazione sono la durata dell'impulso selezionata dall'utente, l'intervallo interstimolo (ISI), il numero di impulsi e la stimolazione a treno singolo rispetto alla facilitazione a treno doppio o multi-treno. La soglia MEP è l'intensità di stimolazione richiesta per suscitare un certo numero di MEP con un'ampiezza predefinita. Il montaggio della registrazione consiste nell'orientamento dell'elettrodo di registrazione selezionato dall'utente e nei muscoli target. Le preferenze dei professionisti per questi aspetti tecnici variano ampiamente (5) e possono influenzare l'efficacia del monitoraggio.

Durante l'intervento chirurgico, un significativo deterioramento del MEP rispetto a un valore basale precedente indica un avvertimento basato su vari criteri come la riduzione dell'ampiezza o l'innalzamento della soglia (2). Gli avvertimenti innescano manovre di salvataggio per recuperare gli eurodeputati. Con un deterioramento reversibile del MEP (recupero di valori superiori al livello di allarme), si potrebbe prevenire un deficit motorio postoperatorio. Il monitoraggio continuo in tempo reale facilita questo risultato favorevole fornendo avvisi tempestivi ed è quindi importante. Con il deterioramento irreversibile del MEP aumenta il rischio di deficit motorio (1) e il monitoraggio intermittente e discontinuo potrebbe non riuscire a prevenire questo esito avverso.

Una delle principali preoccupazioni per quanto riguarda i MEP TES è che gli stimoli spesso producono movimento del campo chirurgico, il che comporta il rischio che il paziente venga danneggiato dalle manovre chirurgiche se queste non vengono interrotte durante le misurazioni (4). Ciò può ritardare la procedura chirurgica e/o impedire il monitoraggio in tempo reale. Pertanto, è necessario stabilire una metodologia TES MEP ottimale che riduca al minimo il movimento valutato oggettivamente.

Obiettivo: L'ipotesi di questo progetto è che i paradigmi di stimolazione e registrazione del MEP possano essere ottimizzati per ridurre al minimo il movimento del campo chirurgico durante la chirurgia cerebrale sopratentoriale. Di conseguenza, l'obiettivo generale è identificare le tecniche di stimolazione e registrazione più efficaci per massimizzare le prestazioni del TES MEP riducendo al minimo il movimento. Gli obiettivi specifici sono quelli di determinare:

1. Il miglior circuito di stimolazione per suscitare i deputati con il minimo movimento possibile;
2. I migliori parametri di stimolazione per suscitare i deputati con il movimento più basso possibile;
3. I migliori montaggi di registrazione per ottenere MEP con la soglia di stimolazione più bassa possibile.

Metodi: Metodi generali: saranno idonei i pazienti adulti sottoposti a chirurgia cerebrale di routine con IONM e che abbiano fornito il consenso informato. Le registrazioni del MEP muscolare verranno eseguite dagli arti ipsilaterali al lato dell'operazione. Saranno esclusi i pazienti con compromissione motoria ipsilaterale preoperatoria. Il movimento e la soglia MEP saranno gli endpoint primari. Il movimento sarà valutato attraverso un accelerometro sulla fronte (con quantificazione tramite energia cinetica). Per il confronto (endpoint secondario) verrà utilizzato un altro accelerometro posto sulla spalla omolaterale al sito di registrazione, nonché la valutazione soggettiva da parte del chirurgo su scala ordinale, attraverso la visualizzazione del campo chirurgico. Inoltre, proponiamo di quantificare l'entità del movimento utilizzando la post-elaborazione delle immagini digitali dal microscopio operatorio.

Verranno effettuate analisi comparative dei movimenti e delle soglie MEP variando successivamente una delle variabili e mantenendo le altre allo standard Inselspital. I video del campo chirurgico verranno registrati al microscopio per tutti i setup sperimentali proposti, per recuperare le immagini per la quantificazione del movimento.

Lo studio sarà diviso in quattro parti diverse, ciascuna con fasi diverse (descritte di seguito). Di conseguenza ogni paziente partecipa ad una parte e ad un passaggio specifico. Questa suddivisione è necessaria a causa dei limiti di tempo della sala operatoria, poiché non sarebbe possibile eseguire tutte le diverse combinazioni su ogni paziente.

Anche i pazienti che sono già stati inclusi nello studio e che necessitano di un nuovo intervento chirurgico potranno essere inclusi in una parte o fase diversa dello studio.

La corrente di soglia sarà definita come la corrente minima per suscitare risposte MEP con un'ampiezza superiore a 20 µV in almeno 5 prove consecutive. La procedura consisterà nell'aumentare la corrente finché non compaiono i deputati, quindi ridurla finché non scompaiono, quindi regolare con precisione la corrente al minimo per una risposta coerente.

Parte 1: determinazione del miglior circuito di stimolazione. Fase 1: confronto di 10-20 circuiti di stimolazione del sistema: valutazione di 12 pazienti. Circuiti di C1/C2, C3/C4 e C3 o C4/Cz-1cm per i deputati degli arti superiori e C1/C2, C3/C4 e Cz-1cm/Cz+6cm per i deputati degli arti inferiori. Acquisizione di 12 MEP per arto con ciascun circuito.

Step 2 - Confronto tra il miglior circuito Step 1 e il circuito di stimolazione guidata dalla neuronavigazione: valutazione di 16 pazienti. Acquisizione di 22 MEP dell'arto superiore con ciascun circuito.

Parte 2: determinazione dei migliori parametri di stimolazione. Fase 1: confronto tra diverse durate degli impulsi: valutazione di 21 pazienti. Durata dell'impulso di 100, 200, 350, 500, 650, 800 e 1000 µs. Acquisizione di 21 MEP dell'arto superiore con ciascuna durata dell'impulso.

Fase 2 - confronto tra diversi ISI: valutazione di 30 pazienti (15 per arto). ISI di 1, 2, 3, 4 e 5 ms. Acquisizione di 20 MEP degli arti superiori e inferiori con ciascun ISI.

Fase 3 - confronto di diversi numeri di impulsi: valutazione di 15 pazienti. Numero di impulsi di 3, 4, 5, 7 e 9. Acquisizione di 20 MEP dell'arto superiore con ciascun numero di impulsi.

Fase 4: confronto tra la facilitazione del treno singolo e quella del treno doppio a diversi intervalli tra i treni (ITI): valutazione di 21 pazienti. Treno singolo, treno doppio (2/7 e 4/4 impulsi). ITI di 20, 85 e 150 ms. Acquisizione di 21 MEP dell'arto superiore con ciascun paradigma.

Fase 5: confronto tra l'agevolazione a treno singolo e quella a treni multipli a tariffe diverse: valutazione di 21 pazienti. Treno singolo alla frequenza di 0,5 Hz. Facilitazione multi-treno a frequenze di 1, 2, 3, 4, 5 e 6 Hz. Acquisizione di 21 MEP dell'arto superiore con ciascun paradigma.

Parte 3: determinazione dei migliori montaggi di registrazione. Fase 1: confronto tra gli orientamenti degli elettrodi registrati: valutazione di 12 pazienti. Registrazioni dall'estensore delle dita comuni (EDC) e dal tibiale anteriore (TA). Tre orientamenti di registrazione: 1) bipolare perpendicolare alle fibre muscolari, 2) bipolare parallelo alle fibre muscolari e 3) referenziale al tendine muscolare distale. Determinazione della soglia* per orientamento all'interno di ciascun muscolo.

Fase 2 - determinazione dei muscoli di scelta negli arti superiori distali: valutazione di 21 pazienti. Registrazioni da abduttore breve del pollice (APB), abduttore delle cifre minimi (ADM), primo interosseo dorsale, EDC, flessore radiale del carpo (FCR), APB/ADM e EDC/FCR. Determinazione della soglia* per tutti i muscoli.

Fase 3 - determinazione dei muscoli di scelta negli arti inferiori distali: valutazione di 18 pazienti. Registrazioni da abduttore dell'alluce (AH), estensore breve delle dita (EDB), TA, soleo, AH/EDB e TA/soleo. Determinazione della soglia* per tutti i muscoli.

Parte 4: Valutazione di 16 pazienti. Confronto della migliore metodologia di stimolazione e registrazione dai risultati delle Parti da 1 a 3 con lo standard attuale nel nostro dipartimento. Acquisizione di 22 deputati per arto per paradigma.