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Method Article
여기에서는 전방 측두엽 절제술에서 수술 중 신경외과적 지침에 대한 접근 방식을 보여주며, 특히 약물 내성 근심 측두엽 간질에서 점점 더 중요한 수술 표적으로 간주되는 영역인 이상피질의 측두엽 부분의 안전한 절제를 돕기 위해 tractography 및 해부학적 마스크의 사용을 강조합니다.
전측두엽 절제술(ATLR)은 약물 내성 근심 측두엽 간질(DRmTLE)에 유용한 치료 옵션입니다. 이상형 피질(piriform cortex)이 DRmTLE에서 발작의 생성 및 전파에 중요한 역할을 하며, 이상형 피질의 측두부 부분의 절제는 발작 자유율의 현저한 향상과 관련이 있음을 시사하는 증거가 증가하고 있습니다.
여기에서는 고해상도 수술 전 확률론적 견인 조영술 알고리즘을 사용하고 관심 구조의 해부학적 마스크를 수술 중 신경 탐색 및 현미경 헤드업 디스플레이(HUD)에 융합하여 ATLR에서 이상형 피질의 측두엽 부분을 절제하는 방법을 제시합니다.
DRmTLE에 대한 포괄적인 수술 전 평가 및 조사를 받는 모든 환자는 수술 중 시술의 비디오를 녹화하는 데 정보에 입각한 서면 동의를 제공했습니다. 환자는 대규모 간질 수술 센터에서 간질 전문의, 간질 신경외과 의사, 신경 심리학자, 신경 정신과 의사 및 전기 생리학자로 구성된 전문 다학제 팀에 의해 식별되었습니다. 수술 전 이미징 파이프라인에는 중요한 구조의 묘사가 포함되었습니다. 여기에는 측두엽 피질(temporal piriform cortex)과 위험에 처한 필수 요관(예: 시신경 방사선 및 하전두-후두근막)에 대한 고해상도 확률론적 견인 검사가 포함되었습니다. 이들은 수술 전 체적 신경 항법 스캔에 공동 등록되었으며 수술 중 신경 항법 시스템에 업로드되었습니다.
여기에 제시된 것은 이상형 피질의 측두 부분의 절제를 포함하여 ATLR의 단계별 절차입니다. 이 프로토콜은 고급 구조 및 확산 MR 이미징과 수술 중 시각 보조 도구를 결합하여 중요한 회백질 구조와 백질 관의 해부학적 마스크를 수술실의 수술 워크플로우에 통합합니다.
전측두엽 절제술(Anteromesial temporal lobe resection, ATLR)은 약물 내성 근심측두엽 간질(DRmTLE)에 대한 가장 효과적인 치료법이며1,2, 50%-70%의 발작 자유율과 상대적으로 낮은 이환율 3,4,5. 또한 이 시술은 삶의 질6,7,8, 고용률5, 심리사회적 웰빙9을 향상시키는 것으로 나타났습니다.
Spencer et al.10에 의해 기술된 표준 ATLR은 측두극, uncus, 편도체, 해마, parahippocampal gyrus 및 fusiform gyrus의 절제를 포함합니다. 시각(시방사선, 특히 마이어의 고리(Meyer's loop)11,12) 및 언어(예: 하전두-후두근막(inferior fronto-occipital fasciculus)13 및 아치형 근막(arcuate fasciculus)14,15)과 관련된 중요한 백질 경로는 외측심실의 측두각(temporal horn)에 접근할 때 부상의 위험이 있습니다. 다음 프로토콜은 고해상도 수술 전 확률론적 요로조영술과 관심 구조의 해부학적 마스크를 수술 중 신경 항행 및 현미경 헤드업 디스플레이(HUD)에 융합하여 이러한 백질 관을 피하는 접근 방식을 간략하게 설명합니다.
이 분야의 전통적인 이해는 최대 해마 절제술이 수술 후 발작 자유율을 극대화하는 데 유익하다는 것입니다. 그러나 ATLR 후 사례에 대한 최근의 복셀 분석은 ATLR에서 이상형 피질의 측두부 부분을 절제하면 발작이 자유로워질 가능성을 크게 증가시킨다는 것을 보여줍니다. 그들은 또한 후방 해마 절제술과 발작 자유 사이에 연관성이 없음을 보여주었다16,17. 따라서, 기억 기능을 보존하기 위해 언어 우세 반구 ATLR에서 해마 절제술을 해마의 전방 55%로 제한함으로써 스펜서의 기술을 업데이트하는 것이 제안되었습니다16,18.
새로운 최소 침습 요법, 특히 레이저 간질성 열 요법(LITT)의 사용에 대한 관심이 높아지고 있지만, 외과적 절제술은 여전히 약물 내성 국소 간질에 대한 표준 치료법으로 남아있으며1, LITT의 효능은 ATLR(60%-70%)에 비해 엥겔 1 발작 결과의 비율이 더 낮은(58%-59%)1,19 것으로 나타났습니다3, 4,5,20, 그리고 여전히 추가 조사가 필요한 영역입니다21.
이상형 피질(그림 1)이 근막 측두엽 간질이 있는 성인 16,17,22,23,24 및 소아25에서 발작의 전파 및/또는 간질 형성에 중요한 영역이라는 가설을 뒷받침하는 증거가 점점 더 많아지고 있습니다. piriform cortex는 측두엽26,27에 대한 entorhinal sulcus mesial 주위에 드리워진 3 층 allocortex (해마 피질의 배열과 유사)의 리본이며, 따라서 측두 엽과 전두엽의 합류점을 형성합니다. 따라서 그것은 문헌 22,25,28,29,30에 자세히 설명 된 전두엽 및 측두부 분할로 구성된 것으로 쉽게 간주 될 수 있습니다.
그림 1: 뇌의 근심 측두 구조의 반투명 3차원 렌더링. 이 그림은 piriform cortex(cyan)와 주변 mesial temporal lobe 해부학의 해부학적 연관성을 보여줍니다. 왼쪽 내측, 중앙 상부 및 오른쪽 전방 시야. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
이상형 피질(piriform cortex)은 편도체(amygdala)의 상부(supero-mesial)이며, 간질성 방전을 퍼뜨리는 네트워크의 공통 노드로 오랫동안 동물 연구에서 연루되어 왔으며 31-33 편도체와 해마를 포함한 주변 근심 구조보다 전기 자극에 따른 발작을 더 쉽게 일으킵니다 34. 시상(thalamus), 후각구(olfactory bulb), 편도체(amygdala) 및 해마(hippocampus)뿐만 아니라 내후피질(entorhinal, limbic, orbitofrontal, insular cortices)과 광범위하게 연결되어 있는 이 식물의 위치는 국소 간질에서 간질 방출의 주요 전파 경로로서의 역할에도 적합합니다30.
EEG-fMRI 및 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 연구는 DRmTLE에서 이상형 피질의 중요한 역할을 더욱 뒷받침하여 간간 활성화를 보여주고 이상형 피질에서 γ-Aminobutyric acid type A (GABAA) 수용체 결합이 발작 활성 증가와 관련이 있음을 보여줍니다 35,36,37.
DRmTLE에 대한 두 가지 중요한 최근 이미징 연구는 수술 후 발작의 자유가 이상형 피질의 더 큰 절제 범위와 관련이 있음을 보여주었습니다. Galovic 등은 대규모 후향적 코호트에서 이상피질의 절반 이상을 제거하면 발작이 없어질 확률이 16배 증가한다고 입증했다(95% CI, 5-47; p < 0.001)17. 또한 다른 근심 측두엽 구조의 절제 용적이 발작 자유와 관련이 없다는 것이 입증되었는데, 이는 좌측 TLE의 이상형 피질 절제술만이 발작 자유와 관련이 있음을 보여준 Sone 등이 수행한 복셀 단위 분석에 의해 복제되고 뒷받침되는 발견입니다16 (그림 2).
그림 2: 좌측 TLE에서 수술 후 발작 자유와 복셀 현명한 연관성. 발작 자유와 유의미한 상관관계가 있는 유일한 영역은 이상형 피질의 측두 부분, p = 0.01(관상 및 시상 T1 가중 MRI 절편에서 녹색)입니다. Sone et al.16 에서 발췌한 내용을 허락을 받아 발췌함. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Borger 등은 또한 대규모 후향적 코호트에서 절제된 측두엽 이상피질의 비율만이1년3 과 더 긴 추적 관찰(평균 3.75년)에서 발작 자유율 향상과 관련이 있음을 입증했습니다23. 그들은 또한 해마와 편도체의 절제 부피가 발작 자유를 예측하지 않는다는 것을 확증했습니다.
mTLE에서 이상피질(piriform cortex)이 비정상적인 간질형성 네트워크(aberrant epileptogenic network)와 단절되는 것의 중요성은 LITT에서도 입증되었는데, Hwang 등은 6개월 추적 관찰에서 이상피질 절제 비율이 ILAE class 1 결과38 (OR 1.051, 95% CI 1.001-1.117, p = 0.045)와 연관되어 있음을 보여주었으나, 이는 1년째 시점에서 유의하지 않은 경향이었다5. 이는 LITT에 관한 새로운 데이터, 즉 발작 결과의 긍정적이지만 잠재적으로 덜 영구적인 개선이 있다는 것을 뒷받침하는 것으로 보이며, 이로 인해 LITT는 일반적으로 "1단계" 절차로 사용되며 LITT로 인해 발작이 자유롭지 않은 사람들에게 절제 수술이 제공됩니다.
그러므로, 이상피질의 측두엽 부분의 절제가 약물 내성 근심 측두엽 간질에서 발작 자유를 달성하는 데 있어 핵심 목표라는 강력한 증거가 있습니다. 그러나 Galovic 등의 후향적 코호트에서 입증한 바와 같이, 이 내후각 피질의 리본은 ATLR을 수행할 때 외과적으로 표적화하기 어려운 위치에 있으며, 이는 직접 표적화되지 않은 경우 항상 성공적으로 제거되는 것은 아님을 의미합니다. 본 연구에서는 수술 후 발작 자유율 향상에 미치는 영향을 평가하기 위해 진행 중인 전향적 외과 연구의 일환으로 이상피질의 측두엽 부분을 안전하게 표적으로 삼고 절제하는 방법을 보여주었다39.
다음 프로토콜의 초점은 이미지 획득 및 처리의 기술적 측면, 수술 접근 방식 및 ATLR에서 이상형 피질의 측두엽 부분의 절제를 보장하는 동시에 고해상도 수술 전 확률론적 관료와 관심 구조의 융합된 해부학적 마스크를 수술 중 신경 항법 및 현미경 헤드업 디스플레이(HUD)에 통합하는 방법에 있습니다. 프로토콜은 또한 수술 검토 및 계획을 위한 다중 모드 이미징의 3차원 보기 및 통합을 허용하는 특정 계획 소프트웨어 플랫폼(40)과 수술 현미경과의 통합을 허용하는 신경 항법 시스템을 사용합니다(자세한 내용은 재료 표에 자세히 설명되어 있음).
이러한 방법 및 프로토콜은 2020년 10월 9일 보건 연구 당국(Health Research Authority, Research Ethics Committee(REC) London 참조: 20/LO/0966에 의해 승인된 진행 중인 전향적 수술 시험의 일부입니다. 프로토콜은 전향적으로 등록되었습니다: ISRCTN72646265는 2020년 9월 25일에 온라인39에서 사용할 수 있으며, 전국 컨퍼런스에서 발표되었습니다41.
다음 프로토콜은 18-70세 환자(성인 간질 수술 센터에서 DRmTLE를 위해 수술한 연령대의 환자)에서 DRmTLE에 대한 ATLR을 받는 모든 환자에게 적용되며, 모두 동일한 외과의(AWM, AM)가 수술합니다. 모든 참가자는 연구에 포함되기 전에 정보에 입각한 동의를 제공했습니다. 모든 참가자는 신경외과 의사, 간질 신경과 전문의, 신경심리학자, 정신과 의사, 신경방사선 전문의, 기타 전문 간질 치료 서비스 구성원으로 구성된 저자의 종합 간질 수술 센터의 전문 외과 간질 다학제 팀의 지시에 따라 철저한 수술 전 평가와 조사를 받았습니다. 수술 전, 모든 환자는 아래 프로토콜에 설명된 대로 최신 용적 T1, T2 및 FLAIR MRI를 받았고, 표준 수술 전 혈액 및 신경 마취 팀의 검토를 통해 전신 마취 하에 수술을 진행하는 것이 안전한지 확인했습니다. 이 연구에 사용된 시약 및 장비의 상업적 세부 사항은 재료 표에 나와 있습니다.
1. 이미징 획득 및 처리
참고: 고해상도 수술 전, 수술 후 3개월 및 1년 자기공명영상(MRI) 스캔은 저희 센터에서 간질 수술을 받는 환자를 대상으로 일상적으로 이루어집니다. MRI 데이터는 일관성을 위해 2020년 3월부터 2024년 3월 사이에 동일한 MRI 스캐너에서 획득했습니다. 표준화된 이미지 획득 및 많은 처리 구성 요소는 이전에 문헌에 설명되어 있으며 아래에 요약된 프로토콜에서 적절하게 참조됩니다.
그림 3: 오른쪽 ATLR에서 수술 중 사용된 해부학적 마스크와 관을 겹쳐서 사용한 체적 T2 가중 MRI를 보여주는 신경항법 시스템의 스크린샷. 왼쪽 상단 패널: 해부학적 마스크를 보여주는 환자 머리의 3차원 재구성. 오른쪽 상단: 축방향, 왼쪽 하단: 시상, 오른쪽 하단: T2 가중치 체적 MRI 스캔에서 오버레이된 해부학적 마스크를 보여주는 관상 사진. 표시된 해부학적 마스크: 이상형 피질의 측두 부분(분홍색), 해마의 앞쪽 55%(빨간색), 해마의 뒤쪽 45%(짙은 녹색, 시상 이미지에서만 볼 수 있음), 광학 방사선(중간 녹색), 중간 세로 근막(파란색). 파란색 십자선은 현미경 초점의 통합 위치이고 녹색 십자선은 수술 영역 내에서 사용되는 신경 항행 포인터의 위치입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
2. 외과 기술
참고: 아래 단계는 저자 센터에서의 실습을 요약한 것으로, ATLR에 대한 유일한 외과적 접근법에 대한 설명이 아니라 저자가 측두엽 피질 절제를 포함하여 신뢰할 수 있고 재현 가능한 절제술을 제공하기 위해 이 절차에 대한 접근 방식을 어떻게 표준화했는지를 보여주기 위한 것입니다.
그림 4: 우측 ATLR에 대한 환자의 위치 이미지, '물음표' 우측 전두측두엽 피부 절개, 헤어라인 및 실비안 열구의 표시를 보여줍니다. 그림에는 나타나지 않은 것은 환자의 목에 과도한 부담을 주지 않고 정맥 복귀를 방해하지 않고 머리의 위치 각도를 허용하기 위해 환자의 왼쪽 어깨 아래로 왼쪽 어깨를 굴리는 것입니다. 이미지를 캡처하여 환자의 동의하에 포함시켰습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 오른쪽 ATLR에서 외측 신피질 절제 가장자리를 보여주는 현미경의 수술 중 이미지, 시신경 방사선의 오버레이된 해부학적 마스크(청록색)와 함께 절제 가장자리가 수술실 앞쪽에 있음을 보여줍니다. 레이블은 수술 보기의 방향을 보여줍니다: A = 전방, P = 후방, I = 하측, S = 상회, STG = 상측두회, MTG = 중간 측두회, ITG = 하측두회, TP = 측두극. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6: 외심실의 측두뿔의 앞쪽 부분으로 들어가는 것을 보여주는 현미경의 수술 중 이미지, 그 안에 있는 해마의 머리(옅은 흰색, 1). 라벨: A = 전방, P = 후방, I= 하측두회, S = 상회, MTG = 중측두회, ITG = 하측두회, 2 = 외측 신피질 절제 가장자리, 측심실의 측두뿔을 찾기 위해 깊이에서 측두열구를 상위로 따라, TP = 측두극. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7: 이상형 피질의 측두부 해부학적 마스크의 HUD 오버레이를 보여주는 현미경의 수술 중 이미지(분홍색 윤곽선, Pi로 표시됨). 이 그림은 완전한 절제를 보여줍니다 - 남아 있는 뇌 조직은 없고, 절제에 대한 내측 열구의 pial 경계만 있으며, 이 이미지에서는 현미경 HUD의 중앙 흰색 십자선 바로 위에 있는 이미지에서 세로 패티로 보호됩니다. 라벨: A = 전방, P = 후방, I = 하측두회, S = 상측두회, STG = 상측두회, MTG = 중측두회, ITG = 하측두회, FL = 전두엽, SV = 실비안 정맥(실비안 열구 위에 위치), Pi = 이상형 피질의 측두부. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
이 프로토콜과 수술 기법은 DRmTLE에 대한 ATLR 후 측두이상피질 절제술의 효과와 발작 자유에 미치는 영향을 조사하는 진행 중인 연구에 적용되었습니다. 이 연구의 목적은 문헌에서 증가하는 후향적 데이터가 시사하는 바와 같이 측두엽 이상피질 제거 후 발작 자유가 실제로 DRmTLE의 발작 자유를 향상시키는지 여부를 전향적으로 결정하는 것입니다.
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이 프로토콜은 간질 형성 및 근심 측두엽 간질 네트워크 16,17,24,25,30의 간질 형성 및 증식에 중요한 구조로 상정된 이상형 피질의 측두엽 부분의 신뢰할 수 있고 표적화된 절제를 제공합니다.
우리 센터에서 수행하는 표준 ATLR 기...
저자 Debayan Dasgupta와 John S. Duncan은 Wellcome Trust Innovation Program(218380/Z/19/Z)에서 자금을 지원받습니다. Lawrence P. Binding은 Epilepsy Research UK(보조금 번호 P1904)의 지원을 받습니다. 앞서 언급한 저자와 Sjoerd B. Vos는 미국 국립보건연구소(National Institute for Health Research) 칼리지 런던 병원 생물의학 연구 센터(National Institute for Health Research University College London Hospitals Biomedical Research Centre, NIHR, BRC, UCLH/UCL High Impact Initiative, BW.mn.BRC10269)의 일부 자금 지원을 받고 있습니다. 저자는 이 연구가 잠재적인 이해 상충으로 해석될 수 있는 상업적 또는 재정적 관계가 없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다. 우리는 윤리적 출판과 관련된 문제에 대한 저널의 입장을 읽었음을 확인하고 이 보고서가 해당 지침과 일치함을 확인합니다.
이 연구는 Epilepsy Research UK(보조금 번호 P1904)와 Wellcome Trust Innovation Program(218380/Z/19/Z)의 지원을 받았습니다. 이 연구는 미국 국립보건연구소(National Institute for Health Research), 유니버시티 칼리지, 런던, 병원, 생물의학 연구 센터(National Institute for Health Research University, College London, Hospitals Biomedical Research Centre, NIHR, BRC, UCLH/UCL High Impact Initiative, BW.mn.BRC10269)의 일부 자금 지원을 받았습니다. 저자는 서호주 대학교(University of Western Australia)의 현미경, 특성화 및 분석 센터(Center for Microscopy, Characterization, and Analysis)에서 NCRIS(National Collaborative Research Infrastructure Strategy) 기능인 National Imaging Facility의 시설과 과학 및 기술 지원을 인정합니다. 이 연구는 웰컴 트러스트(Wellcome Trust)[WT 218380]의 전체 또는 일부 자금 지원을 받았습니다. 오픈 액세스의 목적으로, 저자는 이 제출물에서 발생하는 모든 저자 수락 원고 버전에 CC BY 공개 저작권 라이선스를 적용했습니다.
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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