Användning av en tonometer för att identifiera epileptogena lesioner under pediatrisk epilepsikirurgi

Bakgrund: Refraktär epilepsi, alltså epilepsi som inte längre svarar på medicinering, är en vanlig neurokirurgisk indikation hos barn. Fokal kortikal dysplasi (FCD) är den vanligaste orsaken. Tuberös skleroskomplex (TSC) är en sällsynt genetisk sjukdom som orsakar epilepsi hos över 90 % av de drabbade patienterna. Denna epilepsi kan också bli refraktär mot medicinering. I sådana fall av FCD eller TSC är kirurgi valet av behandling. Fullständig resektion av hjärnvävnad påverkad av FCD eller TSC är associerad med högsta sannolikhet för anfallsfrihet. Emellertid är epileptogen hjärnvävnad visuellt identisk med normal hjärnvävnad, vilket komplicerar fullständig resektion. Moderna undersökningsmetoder som magnetisk resonanstomografi (MRT), elektroencefalografi (EEG) och positronemissionstomografi (PET), är av begränsad användning. Underlåtenhet att uppnå fullständig resektion kan leda till återfall av anfall, vilket är kostsamt och kräver ytterligare operationer, vilket ökar riskerna för sjuklighet och dödlighet jämfört med att uppnå remission.

Förändringar i vävnadsstyvhet på grund av en underliggande patologi är vanliga inom medicin, särskilt vid neurologiska störningar. En viktig subjektiv bedömning under epilepsikirurgi, särskilt i FCD-fall, är att påverkad hjärnvävnad känns stelare. Men det finns för närvarande inget sätt att bestämma stelhet utan att åta sig att avlägsna det drabbade området.

Hypotes: Epileptogen hjärnvävnadsstyvhet, mätt intraoperativt med en digital tonometer (Diaton), kommer sannolikt att öka i förhållande till normal hjärnvävnad. Detta kan möjliggöra identifiering av regioner med högre styvhet utan att behöva begå resektion.

Tonometern är ett mycket använt och FDA-godkänt verktyg för att mäta intraokulärt tryck. Det är ett enkelt och pålitligt verktyg för att mäta hjärnvävnadsstyvhet utan att blockera operationsfältet. Det kräver endast minimal kontakt i hjärnvävnaden.

Denna studie är multicentrisk och inkluderar University of California, Los Angeles (UCLA) Mattel Children's Hospital i Los Angeles och Sainte-Justine University Hospital i Montreal. Resultaten från 24 deltagare i en preliminär studie från UCLA Mattel Children's Hospital var uppmuntrande, vilket ledde till att studien utökades till att omfatta båda platserna.

Mål:

Primärt mål: Att avgöra om intraoperativ användning av en tonometer för att mäta hjärnvävnadsstyvhet kommer att erbjuda ytterligare precision för att identifiera påverkad epileptogen hjärnvävnad, särskilt vid FCD. Detta kan också möjliggöra identifiering av resektionsmarginaler.

Sekundärt mål: För att så småningom undersöka är epilepsikirurgi styrd av mätningar av hjärnvävnadsstyvhet kan leda till bättre postoperativa resultat, särskilt när det gäller återfall av anfall och neurologiska underskott.

Metoder: Deltagare med refraktär epilepsi och övervägda kandidater för operation efter ett multidisciplinärt möte och konsultation med en neurokirurg, kommer att genomgå standardiserade preoperativa undersökningar såsom MRI, EEG och PET, för att identifiera regioner av förmodade normala och onormala hjärnor. Exakta platser i både förmodad normal och onormal hjärna kommer att identifieras för intraoperativa hjärnstyvhetsmätningar med hjälp av tonometern. Mätningar kommer att göras på alla lober som exponeras under operationen.

Under operationen kommer en kraniotomi att utföras och dura mater kommer att vikas för att maximera hjärnexponeringen. När hjärnan är exponerad kommer en steriliserad tonometer att användas för att mäta hjärnvävnadsstyvhet på alla förutbestämda platser i cortex. Exakta stereotaktiska koordinater för varje mätning kommer att registreras i en neuronavigationsprogramvara för att underlätta jämförelser med resultat från andra tester. Mätningar av hjärnvävnadsstyvhet kommer sedan att jämföras med resultat från tidigare nämnda preoperativa tester, såväl som resultat av rutinmässiga intraoperativa tester, nämligen elektrokortikografi (ECoG) och histopatologisk analys av resekerad hjärnvävnad (om hjärnvävnad slutligen resekeras) .

Med denna metod kommer det att vara möjligt att avgöra om och i vilken utsträckning intraoperativ användning av tonometern kan identifiera epileptogen hjärnvävnad.

Det finns inga kända risker för patienten i samband med intraoperativ användning av tonometern. Datainsamling lägger till cirka 10 minuter till operationen, som vanligtvis varar cirka 7 timmar (420 minuter). Därför förlängs tiden vid operation och generell anestesi endast med 2 %.

Viktigt är att inget kirurgiskt beslut om resektion av hjärnvävnad för närvarande baseras på mätningar av hjärnvävnadsstyvhet som erhållits med tonometern.

Rekrytering: Deltagare som lider av refraktär epilepsi och som anses vara kandidater för kirurgisk behandling under ett multidisciplinärt möte kommer att rådgöra med en neurokirurg. Under denna konsultation, om operationen är adekvat och deltagaren är berättigad, kommer den aktuella studien att förklaras och diskuteras med deltagaren och hans/hennes förälder(ar) eller juridiska handledare(r). De kommer att få formuläret för informerat samtycke. Deras frågor kommer att besvaras. Tid kommer att ges att tänka på deras deltagande i denna studie. Om de samtycker kommer samtycke att erhållas genom att underteckna formuläret för informerat samtycke. Om de vägrar att delta kommer medicinsk och kirurgisk behandling att återupptas som planerat.

Filgranskning: Medicinska handlingar för patienter som potentiellt rekryteras kommer att granskas med deltagarens samtycke. Data som är relevanta för studien inkluderar: kön, etnicitet, ålder vid epilepsistart, ålder vid operation, antal antiepileptika, etiologi, video-EEG-resultat, MRI-resultat, PET-resultat, digitala bilder av hjärnan under operation, individuell hjärnstelhet mätningar tagna med tonometern tillsammans med saminspelade neuronavigationsbilder och koordinater.

Tester: Före operationen kommer varje deltagare att genomgå rutinmässig preoperativ upparbetning inklusive video-EEG, MRI och PET. Under operationen kommer ECoG att utföras. Om hjärnvävnad resekeras kommer in att analyseras av patolog för att fastställa en histopatologisk diagnos. Det är rutinundersökningar inom epilepsikirurgi. De modifieras inte av resultaten av tonometri. Det enda ytterligare testet är intraoperativa mätningar av hjärnvävnadsstyvhet med hjälp av tonometern. Som diskuterats tidigare är detta inte förenat med några risker för deltagaren.

Det förutspås att 150 deltagare kommer att registreras på båda platserna för denna studie. Anonymiserad data för varje patient kommer att delas mellan båda platserna.

Viktigt är att det inte finns några möjliga kontroller för en sådan studie. Post-mortem hjärnvävnad genomgår irreversibla biomekaniska förändringar och ingen frisk patient genomgår jämförbara neurokirurgiska ingrepp. För att övervinna detta problem används en experimentell modell som involverar jämförelser mellan deltagarna och mellan deltagarna.

Dataanalys: När data har samlats in kommer statistisk analys att utföras. Kontinuerliga data kommer att rapporteras med hjälp av medel och standardavvikelser. Dikotomiska data kommer att rapporteras med hjälp av frekvenser och procentsatser. Medel- och standardavvikelser för mätningar av hjärnvävnadsstyvhet kommer att jämföras för varje kovariabel kategori med hjälp av ett t-test eller ANOVA. Fynden kommer att rapporteras med en betakoefficient, 95 procents konfidensintervall och p-värden. P-värden under 0,05 kommer att betraktas som statistiskt signifikanta. Ytterligare statistiska analyser kommer att fastställas under studien.

Tidsram: Denna studie förväntas pågå i 36 månader. Rekrytering och behandling av deltagare, tillsammans med datainsamling kommer att utföras initialt. Efter detta kommer data att analyseras och resultat diskuteras. Artikel(er) relaterade till denna studie kommer att skrivas i efterhand.