浅谈机器人辅助下SEEG手术的开展形势

文摘   科学   2024-11-04 13:00   上海  

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SEEG是评估难治性癫痫病灶的最佳方法。它不仅可以更好地研究癫痫发作下解剖-电-临床三者关系,而且还可以帮助医生更准确地切除致痫区,最大限度地保护功能区[1]无论最初的Talairach框架技术,还是经典的Leksell立体定向框架技术[2-4],仍存在许多精度要求较高的问题。如何实现立体定向技术与各种图像数据的融合?如何实现更准确的手术计划和操作?如何实现手术数据的实时反馈?这需要一项新的革命性技术和设备来突破这一难题,而新的无框架立体定向手术机器人(以下简称“机器人”)的出现突破这一难题[5]那它在带来技术革新的同时,表现又如何?

1. 多模态影像融合

多模态影像融合

图1 MRI结构像与PCA/TOF序列融合


图2 CT序列融合(左)与PET序列融合(右)


联影智融智慧一体化神经外科手术机器人的后处理工作站进行的多模态影像融合,便于观察颅脑结构、目标靶点、血管情况,制定安全有效的电极植入方案。

2. 手术时间缩短

较长的手术时间已被证明与手术部位和中枢神经系统感染的风险增加密切相关。考虑到这些潜在后果,优化手术时间而不增加风险是至关重要的。此外,缩短硬膜切开的术后时间可减少脑脊液漏,进一步降低脑漂移的可能性[6-10]
一项系统回顾和荟萃分析指南和国际系统回顾前瞻性注册指出[11]:与传统SEEG手术相比,机器人辅助下的SEEG手术时间缩短(平均手术时间为157.2分钟,每个电极的手术时间为15.1分钟),其他研究者证实这一结果[12-13]

术中简化流程


联影智融智慧一体化神经外科手术机器人通过光学注册、机器人路径自由切换等多种机械臂优势,在手术中简化流程,大幅提高手术效率。

3. 精度提高

入颅点误差(entry point error,EPE)是指通过颅骨时电极实际位置和计划位置之间的差异,可能受到机器人系统配准误差、对齐偏差和钻孔时偏转等多种因素影响[9]与EPE不同,靶点误差(target point error,TPE)是电极在目标位置的实际位置与计划位置的差异,可能受到植入角度、电极偏度、电极刚度、植入深度等多种因素的影响。但是,植入技术对EPE的影响更为显著。同时,系统的稳定性影响植入角度,进而影响TPE的精度。
此外,许多学者对比了传统手术和机器人辅助下SEEG的表现。Philipp等的Meta分析表明,使用机器人有助于TPE 的降低[7]Cardinale等的一项著名的大型队列研究报道了419例手术中传统手术下SEEG的平均EPE为1.43mm,TPE为2.69mm[8]一项Meta分析结果示机器人辅助下SEEG的TPE为2.34mm[14]。最近,Gomes等的研究表明与传统引导SEEG相比,机器人辅助下的EPE平均降低0.57mm[15]

术中精细定位


联影智融智慧一体化神经外科手术机器人通过亚毫米的定位误差、术中偏移矫正 (最小步进0.1mm)等多项先进指标,大幅度提高手术精度。

4. 可疑岛叶癫痫电极植入

可疑岛叶癫痫时,由于岛叶皮层的解剖位置被颞叶和额顶叶隐藏,对其进行SEEG的探索仍然很困难。针对可疑岛叶癫痫电极植入问题,使用经典的Leksell立体定向框架时,一些癫痫中心已经描述了电极插入岛叶的正交和斜向轨迹的技术,准确性良好和并发症较少[16-18]由于机器人的稳定性、多向性(多个运动轴)和植入轴的刚性,使斜向轨迹变得更加容易[19]

术前SEEG规划和术后混合正交和斜向轨迹的MRI案例:(A)沿斜前岛叶X轨迹的平面视图。(B)SEEG计划与三维血管造影融合的视图。(C)术后T1 MRI矢状面视图,深色阴影代表电极,黄色点叠加代表计划的轨迹。注意斜向轨迹(X、Y)和四个正交轨迹(Q、R、S和U)。(D)术后T1 MRI轴向视图,深色阴影代表电极。注意在正交电极(R和S)的上岛叶中的接触点的末端位置。

5. 术后个体评估

可视化评估


联影智融智慧一体化神经外科手术机器人可对患者术后影像进行二维及三维评估。二维评估:术后CT与术前MRI融合,逐条路径逐层翻阅确认电极植入情况。三维评估:将植入电极与三维脑实质融合,立体化观察所有电极与脑内部结构、功能区的关系,从而评估植入目标区域的精准度

6. 并发症减少

在机器人辅助下SEEG手术报道中,最常见的并发症是颅内出血。但是,大多数报道的颅内出血都是小且无症状的。Mullin等的研究中,2624例患者中只有11例需手术清除血肿,0.6%的患者在术后出现永久性神经功能缺损[20]。对于其他并发症,如感染和永久性神经功能缺损,没有观察到差异。

7. 总结

在不增加术中或术后并发症风险的情况下,机器人辅助下SEEG手术不仅显著提高了难治性癫痫切除区的精度,同时还被证明安全、准确、高效。而且机器人具有严格的系统算法可辅助规划正交和斜向轨迹,具有非常大的潜力。

参考文献:

[1]Iida, K., & Otsubo, H. (2017). Stereoelectroencephalography: Indication and efficacy. Neurologia Medico-Chirurgica, 57(8), 375–385.

[2]Desai, A., Jobst, B. C., Thadani, V. M., Bujarski, K. A., Gilbert, K., Darcey, T. M., & Roberts, D. W. (2011). Stereotactic depth electrode investigation of the insula in the evaluation of medically intractable epilepsy. Journal of Neurosurgery, 114(4), 1176–1186.;

[3]Gil Robles, S., Gelisse, P., El Fertit, H., Tancu, C., Duffau, H., Crespel, A., & Coubes, P. (2009). Parasagittal transinsular electrodes for stereo-EEG in temporal and insular lobe epilepsies. Stereotactic and Functional Neurosurgery, 87(6), 368–378;

[4]Salado, A. L., Koessler, L., De Mijolla, G., Schmitt, E., Vignal, J.-P., Civit, T., Tyvaert, L., Jonas, J., Maillard, L. G., & Colnat-Coulbois, S. (2018). SEEG is a safe procedure for a comprehensive anatomic exploration of the insula: A retrospective study of 108 procedures representing 254 transopercular insular electrodes. Operative Neurosurgery, 14(1), 1–8.

[5]Lefranc, M., Capel, C., Pruvot, A. S., Fichten, A., Desenclos, C., Toussaint, P., Le Gars, D., & Peltier, J. (2014). The impact of the reference imaging modality, registration method and intraoperative flat-panel computed tomog

raphy on the accuracy of the ROSA(R) stereotactic robot. Stereotactic and Functional Neurosurgery, 92(4), 242–250.

[6]Vakharia VN, Sparks R, O'Keeffe AG, et al.: Accuracy of intracranial electrode placement for stereoencephalography: a systematic review and meta-analysis. Epilepsia. 2017, 58:921-32.

[7]Zhan R, Zhu Y, Shen Y, Shen J, Tong Y, Yu H, Wen L: Post-operative central nervous system infections after cranial surgery in China: incidence, causative agents, and risk factors in 1,470 patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2014, 33:861-6.

[8]Cheng H, Chen BP, Soleas IM, Ferko NC, Cameron CG, Hinoul P: Prolonged operative duration increases risk of surgical site infections: a systematic review. Surg Infect (Larchmt). 2017, 18:722-35.

[9]Valentini LG, Casali C, Chatenoud L, Chiaffarino F, Uberti-Foppa C, Broggi G: Surgical site infections after elective neurosurgery: a survey of 1747 patients. Neurosurgery. 2008, 62:88-96.

[10]Konrad PE, Neimat JS, Yu H, Kao CC, Remple MS, D'Haese PF, Dawant BM: Customized, miniature rapidprototype stereotactic frames for use in deep brain stimulator surgery: initial clinical methodology and experience from 263 patients from 2002 to 2008. Stereotact Funct Neurosurg. 2011, 89:34-41.

[11]Vasconcellos FN, et al. Robotic-Assisted Stereoelectroencephalography: A Systematic Review and Meta-Analysis of Safety, Outcomes, and Precision in Refractory Epilepsy Patients.Cureus. 2023 Oct 25;15(10):e47675.

[12]Philipp LR, Matias CM, Thalheimer S, Mehta SH, Sharan A, Wu C: Robot-assisted stereotaxy reduces target error: a meta-analysis and meta-regression of 6056 trajectories. Neurosurgery. 2021, 88:222-33.

[13]Cardinale F, Cossu M, Castana L, et al.: Stereoelectroencephalography: surgical methodology, safety, and stereotactic application accuracy in 500 procedures. Neurosurgery. 2013, 72:353-66.

[14]Philipp LR, Matias CM, Thalheimer S, Mehta SH, Sharan A, Wu C. Robot-assisted stereotaxy reduces target error: a meta-analysis and meta-regression of 6056 trajectories. Neurosurgery. 2021;88(2):222-233.,

[15]Gomes FC, Larcipretti AL, Nager G, et al.: Robot-assisted vs. manually guided stereoelectroencephalography

for refractory epilepsy: a systematic review and meta-analysis. Neurosurg Rev. 2023, 46:102.

[16]Desai A, Jobst BC, Thadani VM, Bujarski KA, Gilbert K, Darcey TM, et al. Stereotactic depth electrode investigation of the insula in the evaluation of medically intractable epilepsy. J Neurosurg. (2011) 114:1176–86.

[17]Gil Robles S, Gelisse P, El Fertit H, Tancu C, Duffau H, Crespel A, et al. Parasagittal transinsular electrodes for stereo-EEG in temporal and insular lobe epilepsies. Stereo Funct Neurosurg. (2009) 87:368–78.

[18]Salado AL, Koessler L, De Mijolla G, Schmitt E, Vignal J-P, Civit T, et al. sEEG is a safe procedure for a comprehensive anatomic exploration of the insula: a retrospective study of 108 procedures representing 254 transopercular insular

electrodes. Oper Neurosurg. (2018) 14:1–8.

[19]Afif A, Chabardes S, Minotti L, Kahane P, Hoffmann D. Safety and usefulness of insular depth electrodes implanted via an oblique approach in patients with epilepsy. Oper Neurosurg. (2008) 62:471–80.

[20]Mullin JP, Shriver M, Alomar S, Najm I, Bulacio J, Chauvel P, Gonzalez-Martinez J: Is SEEG safe? A systematic review and meta-analysis of stereo-electroencephalography-related complications. Epilepsia. 2016, 57:386-401.

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