テント上手術における経頭蓋運動誘発電位の最適化 (MEPO)

背景: テント上脳手術中には、術後の運動障害を引き起こす医原性損傷のリスクがあります。 術中神経生理学的モニタリング (IONM) は、外科医がこの結果を回避するのに役立つと同時に、その予後および予防上の利点の証拠を拡大します (1、2)。 しかし、データの取得や解釈に最適な手法の標準化や技術向上などの課題も残されています。

IONM 戦略には主に 2 つあります。1 つは神経構造の位置を特定するためのマッピング、もう 1 つは機能の完全性をリアルタイムで評価するためのモニタリングです (3)。 モニタリングに関しては、筋運動誘発電位 (MEP) により運動システムの評価が可能になります。 それらは、標準的な 10 ～ 20 システム部位 (C1、C2、C3、C4、Cz-1cm、Cz+6cm) またはニューロナビゲーション誘導頭皮部位に配置された頭皮電極を介したパルストレイン経頭蓋電気刺激 (TES) によって誘発できます。 刺激回路は、ユーザーが選択した頭皮電極 (4) から選択された陽極部位と陰極部位で構成されます。 刺激パラメータは、ユーザーが選択したパルス持続時間、刺激間間隔 (ISI)、パルス数、およびシングル トレイン刺激とダブル トレインまたはマルチ トレインの促進です。 MEP 閾値は、事前定義された振幅で特定の数の MEP を誘発するために必要な刺激強度です。 記録モンタージュは、ユーザーが選択した記録電極の向きとターゲットの筋肉で構成されます。 これらの技術的側面に対する医師の好みは大きく異なり (5)、モニタリングの有効性に影響を与える可能性があります。

手術中、初期のベースラインからの MEP の大幅な悪化は、振幅の減少や閾値の上昇などのさまざまな基準に基づく警告を示します (2)。 警告により、MEP を回収するための救助活動が開始されます。 MEP が可逆的に悪化する (警告レベルを超える値に回復する) と、術後の運動能力の低下が防止される可能性があります。 継続的なリアルタイム監視は、早期に警告を発することでこの好ましい結果を促進するため、重要です。 MEP が不可逆的に悪化すると、運動障害のリスクが高まり (1)、不連続な断続的なモニタリングではこの有害な結果を防ぐことができない可能性があります。

TES MEP に関する主な懸念は、刺激により手術野の動きが生じることが多く、測定中に一時停止しないと手術手技によって患者が損傷を受けるリスクが伴うことです (4)。 これにより、外科手術が遅れたり、リアルタイムのモニタリングができなくなったりする可能性があります。 したがって、客観的に評価された動きを最小限に抑える最適な TES MEP 方法論を確立する必要があります。

目的: このプロジェクトの仮説は、テント上脳手術中の手術野の動きを最小限に抑えるために MEP 刺激と記録パラダイムを最適化できるというものです。 したがって、全体的な目的は、動きを最小限に抑えて TES MEP のパフォーマンスを最大化する最も効果的な刺激および記録技術を特定することです。 具体的な目的は以下を決定することです。

1. 可能な限り最小限の動きで MEP を誘発する最適な刺激回路。
2. 可能な限り低い動きで MEP を誘発するための最適な刺激パラメータ。
3. 可能な限り低い刺激閾値で MEP を取得するための最良の記録モンタージュ。

方法: 一般的な方法: IONM による定期的な脳手術を受け、インフォームドコンセントを行った成人患者が対象となります。 筋肉の MEP 記録は、手術側と同側の手足から実行されます。 術前に同側運動障害のある患者は除外される。 移動量と MEP 閾値が主要評価項目となります。 動きは、額にある 1 つの加速度計によって評価されます (運動エネルギーによる定量化)。 比較（二次エンドポイント）のために、記録部位と同側の肩にある別の加速度計が使用され、手術野の視覚化による順序スケールでの外科医による主観的評価も使用されます。 さらに、手術用顕微鏡からのデジタル画像の後処理を使用して動きの大きさを定量化することを提案します。

運動閾値と MEP 閾値の比較分析は、変数の 1 つを連続的に変更し、他の変数を Inselspital 標準に維持することによって実行されます。 動きの定量化のための画像を回復するために、提案されたすべての実験セットアップについて手術野のビデオが顕微鏡で記録されます。

この研究は 4 つの異なる部分に分かれており、それぞれに異なるステップがあります (以下に概要を示します)。 したがって、各患者は特定の部分とステップに参加します。すべての患者に対してすべての異なる組み合わせを実行するのは現実的ではないため、手術室の時間の制約により、この細分化が必要になります。

すでに研究に参加しており、再手術が必要な患者も、研究の別の部分またはステップに参加する資格があります。

閾値電流は、少なくとも 5 回の連続試行で 20 µV を超える振幅の MEP 応答を引き出す最小電流として定義されます。 この手順では、MEP が現れるまで電流を増やし、次に MEP が消えるまで電流を減らし、その後一貫した応答を得るために電流を最小値まで微調整します。

パート 1: 最適な刺激回路の決定。 ステップ 1 - 10 ～ 20 のシステム刺激回路の比較: 12 人の患者の評価。 上肢 MEP の場合は C1/C2、C3/C4、および C3 または C4/Cz-1cm の回路、下肢 MEP の場合は C1/C2、C3/C4、および Cz-1cm/Cz+6cm の回路。 各回路で四肢あたり 12 個の MEP を取得。

ステップ 2 - 最適なステップ 1 回路とニューロナビゲーション誘導刺激回路の比較: 16 人の患者の評価。 各回路で 22 個の上肢 MEP を取得。

パート 2: 最適な刺激パラメータの決定。 ステップ 1 - 異なるパルス持続時間の比較: 21 人の患者の評価。 パルス幅は 100、200、350、500、650、800、および 1000 μs。 各パルス持続時間で 21 個の上肢 MEP を取得。

ステップ 2 - さまざまな ISI の比較: 30 人の患者 (四肢あたり 15 人) の評価。 1、2、3、4、5 ミリ秒の ISI。 各ISIで20の上肢および下肢のMEPを取得。

ステップ 3 - 異なるパルス数の比較: 15 人の患者の評価。 パルス数は 3、4、5、7、9。各パルス数で 20 個の上肢 MEP を取得。

ステップ 4 - 異なるトレイン間間隔 (ITI) での単一トレインとダブルトレインの促進の比較: 21 人の患者の評価。 シングルトレイン、ダブルトレイン (2/7 および 4/4 パルス)。 20、85、150 ミリ秒の ITI。 各パラダイムで 21 の上肢 MEP を取得。

ステップ 5 - 異なる速度での単一トレーニングと複数トレーニングの促進の比較: 21 人の患者の評価。 0.5 Hz の単一トレイン。 1、2、3、4、5、6 Hz のレートでのマルチトレイン ファシリテーション。 各パラダイムで 21 の上肢 MEP を取得。

パート 3: 最良の録音モンタージュの決定。 ステップ 1 - 記録電極の向きの比較: 12 人の患者の評価。 総指伸筋（EDC）と前脛骨筋（TA）からの記録。 3 つの記録方向: 1) 筋線維に垂直な双極、2) 筋線維に平行な双極、および 3) 遠位筋腱を参照。 各筋肉内の向きごとの閾値*の決定。

ステップ 2 - 上肢遠位部の選択筋肉の決定: 21 人の患者の評価。 短母指外転筋（APB）、小指外転筋（ADM）、第一背側骨間筋、EDC、橈側手根屈筋（FCR）、APB/ADM、およびEDC/FCRからの記録。 すべての筋肉の閾値* の決定。

ステップ 3 - 下肢遠位部の選択筋肉の決定: 18 人の患者の評価。 母趾外転筋（AH）、短趾伸筋（EDB）、TA、ヒラメ筋、AH/EDB、TA/ヒラメ筋の記録。 すべての筋肉の閾値* の決定。

パート 4: 16 人の患者の評価。 パート 1 ～ 3 の結果から得た最良の刺激および記録方法と当科の現在の標準との比較。 パラダイムにより四肢あたり 22 個の MEP を獲得。