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Method Article
Qui, dimostriamo un approccio alla guida neurochirurgica intraoperatoria nelle resezioni del lobo temporale anteromesiale, evidenziando in particolare l'uso della trattografia e delle maschere anatomiche per aiutare la resezione sicura della porzione temporale della corteccia piriforme, un'area sempre più considerata un bersaglio chirurgico cruciale nell'epilessia del lobo temporale mesiale resistente ai farmaci.
La resezione anteromesiale del lobo temporale (ATLR) è un'opzione terapeutica utile per l'epilessia del lobo temporale mesiale resistente ai farmaci (DRmTLE). Prove crescenti suggeriscono che la corteccia piriforme svolge un ruolo cruciale nella generazione e nella propagazione delle convulsioni nella DRmTLE e che la resezione della porzione temporale della corteccia piriforme è associata a tassi significativamente migliorati di libertà dalle crisi.
Qui, presentiamo la resezione della porzione temporale della corteccia piriforme in ATLR, utilizzando algoritmi di trattografia probabilistica preoperatoria ad alta risoluzione e maschere anatomiche fuse delle strutture di interesse nella neuronavigazione intraoperatoria e nell'head-up display (HUD) del microscopio.
Tutti i pazienti sottoposti a valutazione preoperatoria completa e indagini per DRmTLE hanno fornito il consenso informato e scritto alla registrazione di un video intraoperatorio della procedura. I pazienti sono stati identificati da un team multidisciplinare di esperti epilettologi, neurochirurghi dell'epilessia, neuropsicologi, neuropsichiatri ed elettrofisiologi presso un grande centro di chirurgia dell'epilessia. La pipeline di imaging preoperatorio includeva la delineazione delle strutture critiche. Ciò includeva la corteccia piriforme temporale e la trattografia probabilistica ad alta risoluzione per i tratti essenziali a rischio (ad esempio, radiazioni ottiche e fascicolo fronto-occipitale inferiore). Questi sono stati co-registrati nella scansione di neuronavigazione volumetrica preoperatoria e caricati nel sistema di neuronavigazione intraoperatoria.
Qui viene presentata una procedura passo-passo di ATLR, inclusa la resezione della porzione temporale della corteccia piriforme. Il protocollo combina l'imaging RM strutturale e di diffusione avanzato e gli ausili visivi intraoperatori per integrare maschere anatomiche di strutture critiche della sostanza grigia e tratti di sostanza bianca nel flusso di lavoro chirurgico in sala operatoria.
La resezione anteromesiale del lobo temporale (ATLR) è il trattamento più efficace per l'epilessia del lobo temporale mesiale resistente ai farmaci (DRmTLE)1,2, con tassi di libertà dalle crisi del 50%-70% e una morbilità relativamente bassa 3,4,5. È stato inoltre dimostrato che la procedura migliora la qualità della vita 6,7,8, i tassi di occupazione5 e il benessere psicosociale9.
L'ATLR canonico, descritto da Spencer et al.10, comporta la resezione del polo temporale, dell'uncus, dell'amigdala, dell'ippocampo, del giro paraippocampale e del giro fusiforme. Le vie critiche della sostanza bianca coinvolte nella visione (la radiazione ottica, in particolare, l'ansa di Meyer11,12) e nel linguaggio (ad esempio, il fascicolo fronto-occipitale inferiore13 e il fascicolo arcuato14,15) sono a rischio di lesioni quando accedono al corno temporale del ventricolo laterale. Il seguente protocollo delinea un approccio per evitare questi tratti di sostanza bianca utilizzando la trattografia probabilistica preoperatoria ad alta risoluzione e le maschere anatomiche fuse delle strutture di interesse nella neuronavigazione intraoperatoria e nell'head-up display microscopico (HUD).
La comprensione tradizionale del campo è che la resezione ippocampale massimale è utile per massimizzare i tassi di libertà dalle crisi postoperatorie. Tuttavia, recenti analisi voxel-wise di casi post-ATLR dimostrano che la resezione della porzione temporale della corteccia piriforme in ATLR aumenta notevolmente la possibilità di libertà dalle crisi. Hanno anche dimostrato che non vi era alcuna associazione tra la resezione ippocampale posteriore e la libertà dalle convulsioni16,17. Di conseguenza, è stato proposto di aggiornare la tecnica di Spencer limitando la resezione ippocampale al 55% anteriore dell'ippocampo, negli ATLR dell'emisfero a dominanza del linguaggio, per preservare la funzione di memoria16,18.
Sebbene vi sia stato un crescente interesse per l'uso di nuove terapie minimamente invasive, in particolare la terapia termica interstiziale laser (LITT), la resezione chirurgica rimane lo standard di cura per l'epilessia focale 1 resistente ai farmaci e l'efficacia della LITT ha dimostrato di produrre una percentuale inferiore di esiti delle crisi di Engel 1 (58%-59%)1,19 rispetto all'ATLR (60%-70%)3, 4,5,20, e quindi è ancora un'area che richiede ulteriori indagini21.
C'è un numero crescente di prove a sostegno dell'ipotesi che la corteccia piriforme (Figura 1) sia una regione critica nella propagazione e/o nell'epilettogenesi delle convulsioni negli adulti 16,17,22,23,24 e nei bambini25 con epilessia del lobo temporale mesiale. La corteccia piriforme è un nastro di allocorteccia a tre strati (simile alla disposizione della corteccia ippocampale) che è drappeggiato attorno al solco entorinale mesiale fino allo stelo temporale26,27, e quindi forma la confluenza dei lobi temporali e frontali. Può, quindi, essere facilmente considerato come costituito da divisioni frontali e temporali, descritte in dettaglio nella letteratura 22,25,28,29,30.
Figura 1: Rendering tridimensionale semitrasparente delle strutture temporali mesiali del cervello. Questa figura dimostra le associazioni anatomiche della corteccia piriforme (ciano) con l'anatomia del lobo temporale mesiale circostante. Viste mediale sinistra, centrale superiore e anteriore destra. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
La corteccia piriforme è supero-mesiale all'amigdala ed è stata a lungo implicata negli studi sugli animali per essere un nodo comune nelle reti che disseminano le scariche epilettogene31-33 e genera convulsioni a seguito di stimolazione elettrica più facilmente rispetto alle strutture mesiali vicine, tra cui l'amigdala e l'ippocampo34. La sua posizione, con ampie connessioni con le cortecce entorinale, limbica, orbitofrontale e insulare, nonché con il talamo, il bulbo olfattivo, l'amigdala e l'ippocampo, si presta anche a un ruolo come via di propagazione chiave delle scariche epilettogene nell'epilessia focale30.
Gli studi EEG-fMRI e la tomografia a emissione di positroni (PET) supportano ulteriormente un ruolo importante della corteccia piriforme nella DRmTLE, mostrando l'attivazione interictale, e il ridotto legame del recettore dell'acido γ-aminobutirrico di tipo A (GABAA) nella corteccia piriforme è associato ad un aumento dell'attività convulsiva 35,36,37.
Due significativi studi di imaging recenti in DRmTLE hanno dimostrato che la libertà da crisi postoperatorie è associata a una maggiore estensione della resezione della corteccia piriforme; Galovic et al. hanno dimostrato in un'ampia coorte retrospettiva che la rimozione di almeno metà della corteccia piriforme ha migliorato le probabilità di diventare liberi da convulsioni di un fattore 16 (IC 95%, 5-47; p < 0,001)17. È stato anche dimostrato che i volumi di resezione di altre strutture temporali mesiali non erano associati alla libertà dalle crisi, un risultato replicato e supportato dalle analisi per voxel eseguite da Sone et al., che hanno dimostrato che solo la resezione della corteccia piriforme nel TLE sinistro era associata alla libertà dalle crisi16 (Figura 2).
Figura 2: Associazione voxel-wise con la libertà convulsiva postoperatoria nella TLE sinistra. L'unica area significativamente correlata con la libertà dalle crisi è la porzione temporale della corteccia piriforme, p = 0,01 (verde nelle sezioni di risonanza magnetica coronale e sagittale pesate in T1). Adattato da Sone et al.16 con permesso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Borger et al. hanno anche dimostrato in un'ampia coorte retrospettiva che solo la proporzione di corteccia piriforme temporale resecata è associata a un miglioramento dei tassi di libertà dalle crisi sia a 1 anno3 che a un follow-up più lungo (media 3,75 anni)23. Hanno inoltre confermato che il volume resecato dell'ippocampo e dell'amigdala non prediceva la libertà dalle convulsioni.
L'importanza della disconnessione della corteccia piriforme dalla rete epilettogena aberrante nel mTLE è stata dimostrata anche in LITT, con Hwang et al. che hanno mostrato al follow-up di 6 mesi che l'ablazione percentuale della corteccia piriforme era associata agli esiti ILAE di classe 138 (OR 1,051, IC 95% 1,001-1,117, p = 0,045), ma che questa era una tendenza che non era significativa a 1 anno5. Questo sembra supportare i dati emergenti riguardanti la LITT, che c'è un miglioramento positivo, ma potenzialmente meno permanente, negli esiti delle crisi, che ha portato alla LITT ad essere utilizzata comunemente come procedura di "primo stadio", con la chirurgia resettiva offerta a coloro in cui la libertà dalle crisi non è raggiunta dalla LITT.
Vi è, quindi, una forte evidenza che la resezione della porzione temporale della corteccia piriforme è un obiettivo chiave per raggiungere la libertà dalle crisi nell'epilessia del lobo temporale mesiale resistente ai farmaci. Tuttavia, come ha dimostrato la coorte retrospettiva di Galovic et al., questo nastro di corteccia entorinale si trova in una posizione difficile da colpire chirurgicamente quando si esegue un ATLR, il che significa che se non è direttamente mirato, non sempre viene rimosso con successo. In questo studio mostriamo come indirizzare e resecare in modo sicuro la porzione temporale della corteccia piriforme come parte di uno studio chirurgico prospettico in corso, per valutare il suo impatto sul miglioramento dei tassi di libertà dalle crisi postoperatorie39.
Il seguente protocollo si concentra sugli aspetti tecnici dell'acquisizione e dell'elaborazione delle immagini, sull'approccio chirurgico e su come garantiamo la resezione della porzione temporale della corteccia piriforme in ATLR, integrando al contempo la trattografia probabilistica preoperatoria ad alta risoluzione e le maschere anatomiche fuse delle strutture di interesse nella neuronavigazione intraoperatoria e nell'head-up display (HUD) del microscopio. Il protocollo utilizza anche una specifica piattaforma softwaredi pianificazione 40, che consente la visualizzazione tridimensionale e l'integrazione dell'imaging multimodale per la revisione e la pianificazione chirurgica, e un sistema di neuronavigazione che consente l'integrazione con il microscopio operatorio (le specifiche sono dettagliate nella Tabella dei Materiali).
Questi metodi e protocolli fanno parte di uno studio chirurgico prospettico in corso che è stato approvato dalla Health Research Authority il 10/09/2020, Research Ethics Committee (REC) London reference : 20/LO/0966. Il protocollo è stato registrato prospetticamente: ISRCTN72646265, il 25/09/2020, è disponibile online39, ed è stato presentato in occasione di un convegno nazionale41.
Il seguente protocollo viene applicato a tutti i pazienti sottoposti ad ATLR per DRmTLE in pazienti di età compresa tra 18 e 70 anni (la fascia di età dei pazienti operati per questa indicazione presso il nostro centro specializzato in chirurgia dell'epilessia per adulti), tutti operati dagli stessi chirurghi (AWM, AM). Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato prima dell'inclusione nello studio. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti a un'approfondita valutazione preoperatoria e a indagini dirette dal team multidisciplinare di esperti in epilessia chirurgica presso il centro completo di chirurgia dell'epilessia degli autori, composto da neurochirurghi, neurologi dell'epilessia, neuropsicologi, psichiatri, neuroradiologi e altri membri dei servizi specialistici di terapie per l'epilessia. Prima dell'intervento chirurgico, tutti erano sottoposti a risonanza magnetica volumetrica T1, T2 e FLAIR aggiornata, come indicato nel protocollo seguente, nonché sangue preoperatorio standard e una revisione da parte del team di neuroanestesia, che garantiva che fossero sicuri di procedere all'intervento chirurgico in anestesia generale. I dettagli commerciali dei reagenti e delle attrezzature utilizzate in questo studio sono forniti nella Tabella dei materiali.
1. Acquisizione ed elaborazione delle immagini
NOTA: Le scansioni di risonanza magnetica (MRI) prechirurgiche ad alta risoluzione, a 3 mesi e 1 anno vengono acquisite di routine nelle persone sottoposte a chirurgia dell'epilessia presso il nostro centro. I dati MRI sono stati acquisiti tra marzo 2020 e marzo 2024 sullo stesso scanner MRI per coerenza. L'acquisizione standardizzata delle immagini e molti dei componenti di elaborazione sono stati precedentemente descritti in letteratura e sono citati in modo appropriato nel protocollo riassunto di seguito:
Figura 3: Screenshot del sistema di neuronavigazione che dimostra la risonanza magnetica volumetrica pesata in T2 con maschere anatomiche sovrapposte e tratti utilizzati intraoperatoriamente in un ATLR destro. Pannello in alto a sinistra: ricostruzione tridimensionale della testa del paziente, dimostrazione delle maschere anatomiche. In alto a destra: assiale, in basso a sinistra: sagittale e in basso a destra: viste coronali che mostrano anche maschere anatomiche sovrapposte alla risonanza magnetica volumetrica pesata in T2. Maschere anatomiche mostrate: porzione temporale della corteccia piriforme (rosa), 55% anteriore dell'ippocampo (rosso), 45% posteriore dell'ippocampo (verde scuro, visibile solo nell'immagine sagittale), radiazione ottica (verde medio), fascicolo longitudinale medio (blu). Il mirino blu è la posizione integrata della messa a fuoco del microscopio e il mirino verde è la posizione del puntatore di neuronavigazione utilizzato nel campo chirurgico. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
2. Tecnica chirurgica
NOTA: I passaggi seguenti riassumono la pratica nel centro degli autori e non intendono essere un'esposizione dell'unico approccio chirurgico a un ATLR, piuttosto una dimostrazione di come gli autori abbiano standardizzato l'approccio a questa procedura per fornire resezioni affidabili e riproducibili, inclusa la resezione della corteccia piriforme temporale.
Figura 4: Immagine del posizionamento del paziente per un ATLR destro, che dimostra la marcatura del "punto interrogativo" dell'incisione cutanea frontotemporale destra, dell'attaccatura dei capelli e della fessura silviana. Non è raffigurato il rotolamento della spalla sinistra sotto la spalla sinistra del paziente per consentire l'angolo di posizionamento della testa senza esercitare uno sforzo eccessivo sul collo del paziente e non ostacolare il ritorno venoso. Le immagini sono state catturate e incluse con il consenso del paziente. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: Immagine intraoperatoria al microscopio che dimostra il margine di resezione neocorticale laterale in un ATLR destro, con la maschera anatomica sovrapposta della radiazione ottica (ciano) - che dimostra che il margine di resezione è anteriore all'OR. Le etichette dimostrano l'orientamento della vista operativa: A = anteriore, P = posteriore, I = inferiore, S = superiore, STG = giro temporale superiore, MTG = giro temporale medio, ITG = giro temporale inferiore, TP = polo temporale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6: Immagine intraoperatoria al microscopio che mostra l'ingresso nella porzione anteriore del corno temporale del ventricolo laterale, che mostra la testa dell'ippocampo al suo interno (bianco pallido, 1). Etichette: A = anteriore, P = posteriore, I= inferiore, S = superiore, MTG = giro temporale medio, ITG = giro temporale inferiore, 2 = margine di resezione neocorticale laterale, seguendo il solco collaterale superiormente alla profondità per trovare il corno temporale del ventricolo laterale, TP = Polo Temporale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7: Immagine intraoperatoria dal microscopio che mostra la sovrapposizione HUD della maschera anatomica della porzione temporale della corteccia piriforme (contorno rosa, etichettato Pi). Questa figura mostra la resezione completa: non c'è tessuto cerebrale rimasto, solo il confine piale del solco endorinale mesiale alla resezione, protetto in questa immagine con il tortino longitudinale sovrastante nell'immagine, appena sopra il mirino bianco centrale dell'HUD del microscopio. Etichette: A = anteriore, P = posteriore, I = inferiore, S = superiore, STG = giro temporale superiore, MTG = giro temporale medio, ITG = giro temporale inferiore, FL = lobo frontale, SV = vene silviane (sovrastanti la fessura silviana), Pi = porzione temporale della corteccia piriforme. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Questo protocollo e le tecniche chirurgiche sono state applicate nell'ambito di uno studio in corso, che esamina gli effetti della resezione della corteccia piriforme temporale e il suo impatto sulla libertà dalle crisi epilettiche dopo ATLR per DRmTLE. Lo scopo di questo studio è quello di determinare in modo prospettico se la libertà dalle crisi dopo la rimozione della corteccia piriforme temporale migliora effettivamente la libertà dalle crisi in DRmTLE, come suggerisce il crescen...
Questo protocollo fornisce una resezione affidabile e mirata della porzione temporale della corteccia piriforme, che si ritiene sia una struttura cruciale nell'epilettogenesi e nella propagazione della rete di epilessia del lobo temporale mesiale 16,17,24,25,30.
I componenti della tecnica ATLR stand...
Gli autori Debayan Dasgupta e John S. Duncan ricevono finanziamenti dal Wellcome Trust Innovation Program (218380/Z/19/Z). Lawrence P. Binding è supportato da Epilepsy Research UK (numero di sovvenzione P1904). Gli autori sopra citati e Sjoerd B. Vos sono in parte finanziati dal National Institute for Health Research, University College London Hospitals Biomedical Research Centre (NIHR, BRC, UCLH/UCL High Impact Initiative, BW.mn.BRC10269). Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che possano essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi. Confermiamo di aver letto la posizione della Rivista sulle questioni relative alla pubblicazione etica e affermiamo che questo rapporto è coerente con tali linee guida.
Questo lavoro è stato supportato da Epilepsy Research UK (numero di sovvenzione P1904) e dal Wellcome Trust Innovation Program (218380/Z/19/Z). Questo lavoro è stato in parte finanziato dal National Institute for Health Research, University College, London Hospitals Biomedical Research Centre (NIHR, BRC, UCLH/UCL, High Impact Initiative, BW.mn.BRC10269). Gli autori riconoscono le strutture e l'assistenza scientifica e tecnica della National Imaging Facility, una capacità della National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS), presso il Center for Microscopy, Characterization, and Analysis, University of Western Australia. Questa ricerca è stata finanziata in tutto o in parte dal Wellcome Trust [WT 218380]. Ai fini dell'Open Access, l'autore ha applicato una licenza di copyright pubblica CC BY a qualsiasi versione del manoscritto accettato dall'autore derivante da questa presentazione.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Brainlab Neuronavigation System | Brianlab, Westchester, IL | https://www.brainlab.com/surgery-products/overview-neurosurgery-products/cranial-navigation/ | Intraoperative neuronavigation system |
EpiNav Planning Software | N/A | N/A | Clinical Decision Support Tool, for research use, developed in academia at King's College London and University College London |
Mayfield clamp | Integra | A1059 | Any 3 pin head immobilisation device can be used |
Microsurgical instruments | As per local neurosurgical unit | ||
MRI Scanner | GE, Milwaukee, WI, USA | 3T MRI GE MR750 | Any alternative 3T MRI scanner can be used |
MRTrix3 | N/A | Reference 47 in the manuscript | MRtrix3 provides a set of tools to perform various advanced diffusion MRI analyses, including constrained spherical deconvolution (CSD), probabilistic tractography, track-density imaging, and apparent fibre density |
NORAS coil | NORAS MRI Products | https://www.noras.de/en/mri-produkte/lucy-or-head-holder-8-ch-coil/#infos | Any MRI-safe head immobilisation device can be used |
Perforator drill | Stryker | https://neurosurgical.stryker.com/products/elite/ | Any alternative neurosurgical perforator drill driver and bit can be used |
Sutures - Vicryl Plus 2/- | Ethicon | ETVCP684H | Any alternative suture that the surgeon prefers can be used |
Titanium bone plates and screws | As per local neurosurgical unit | ||
Ultrasonic Aspirator | Integra | https://products.integralife.com/cusa-tissue-ablation/category/cusa-tissue-ablation | Any alternative that the surgeon prefers can be used |
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