Способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга во время хирургических вмешательствах на стволе головного мозга путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов Российский патент 2024 года по МПК A61B5/383 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области медицины, а именно к клинической нейрофизиологии и нейрохирургии, и может быть использовано при проведении интраоперационного нейрофизиологического мониторинга во время нейрохирургического удаления объемных образований ствола головного мозга с целью непрерывного контроля функционального состояния соматосенсорных проводящих путей.

Уровень техники

Микромальформации ствола головного мозга и опухоли ствола головного мозга являются объемными образованиями, тактикой лечения которых может являться хирургическое удаление. Во время таких нейрохирургических операций существует вероятность повреждения соматосенсорных проводящих путей в стволе головного мозга, что может ухудшать качество жизни пациентов после операции, поэтому необходим постоянный непрерывный контроль их функционального статуса для снижения рисков нарастания неврологического дефицита со стороны чувствительной сферы.

Известен способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга для оценки функционального статуса соматосенсорных проводящих путей во время операции путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов, регистрация усредненных потенциалов (до 300 штук) производится с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода, при этом стимулируя срединные нервы с помощью игольчатых электродов, установленных в области запястья справа и слева [Shiban Е, Zerr М, Huber Т, Boeck-Behrends Т, Wostrack М, Ringel F, Meyer В, Lehmberg J. Poor diagnostic accuracy of transcranial motor and somatosensory evoked potential monitoring during brainstem cavernoma resection. Acta Neurochir (Wien). 2015 Nov; 157(11): 1963-9; discussion 1969. doi: 10.1007/s00701-015-2573-7. Epub 2015 Sep 7. PMID: 26347046; [патент RU 2419384 С1].

Недостатками этого способа является невозможность в ряде случаев зарегистрировать соматосенсорные вызванные потенциалы еще в начале операции, так как у пациентов с объемными образованиями ствола головного мозга до операции могут отмечаться чувствительные нарушения, а применяемые во время операции средства для анестезии могут негативно влиять на регистрацию исходно нестабильных и сниженных по амплитуде соматосенсорных вызванных потенциалов. Кроме того, при таком способе импульс проходит по всем звеньям распространенного соматосенсорного тракта (периферический нерв, задние столбы спинного мозга, ствол головного мозга, медиальная петля, таламус, таламическая соматосенсорная лучистость, соматосенсорная кора), т.е соматосенсорные проводящие пути стимулируются не напрямую в стволе мозга, а через периферические сегменты, что является «техникой, усредняющей потенциал дальнего поля». Поэтому у данного способа существует вероятность получать результаты с невысокой прогностической значимостью. Например, при необходимости проведения операции в положении «сидя» на операционном столе может наблюдаться скопление воздуха в субдуральном пространстве, непосредственно под местом расположения регистрирующих электродов на скальпе, поэтому регистрируемые ответы могут постепенно снижаться по амплитуде, что приводит к появлению недостоверных результатов исследования. Кроме того, стимулируя периферические нервы, наблюдается двигательная реакция пациента, что может мешать хирургической деятельности.

В хирургии спинного мозга известен способ картирования соматосенсорных проводящих путей (задних столбов спинного мозга) путем регистрации усредненных соматосенсорных вызванных потенциалов с помощью восьмиконтактного проволочного электрода, расположенного на поверхности спинного мозга, при этом стимулируя болыпеберцовые нервы с помощью игольчатых электродов, установленных в области лодыжек справа и слева [Deletis V, Bueno De Camargo A. Interventional neurophysiological mapping during spinal cord procedures. Stereotact Funct Neurosurg. 2001; 77(1-4):25-8. doi: 10.1159/000064585. PMID: 12378052].

Недостатками этого способа также являются ограничения, связанные с дооперационным неврологическим дефицитом, так как электрический импульс подается на периферический нерв, что тоже является «техникой, усредняющей потенциал дальнего поля», поэтому при данном способе не всегда можно зарегистрировать соматосенсорные вызванные потенциалы в начале операции. Кроме того, каждый контакт имеет очень малую площадь, поэтому данная техника может быть использована только для картирования узко локализованных проводящих путей, а не для мониторинга их состояния.

Известен способ картирования соматосенсорных проводящих путей путем регистрации усредненных соматосенсорных вызванных потенциалов с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода, при этом стимуляция проводится с помощью биполярного или монополярного ручного стимулирующего зонда в месте прохождения соматосенсорных проводящих путей в стволе головного мозга (медиальной петли) [Le S, Nguyen V, Lee L, Cho SC, Malvestio C, Jones E, Dodd R, Steinberg G, Lopez J. Direct brainstem somatosensory evoked potentials for cavernous malformations. J Neurosurg. 2021 Nov 5:1-7. doi: 10.3171/2021.7.JNS21317. Epub ahead of print. PMID: 34740189; PMCID: РМС10193471].

Недостатком этого способа является невозможность проводить непрерывный мониторинг состояния соматосенсорных проводящих путей, имеется только возможность картировать их, т.е. необходимо прерывать хирургическую деятельность на сеансы картирования, между которыми уже может возникнуть повреждение соматосенсорных проводящих путей в стволе головного мозга.

В хирургии спинного мозга известен способ картирования соматосенсорных проводящих путей (задних столбов спинного мозга) путем регистрации усредненных потенциалов с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода, при этом стимуляция проводится с электрода, расположенного на поверхности спинного мозга (восьмиконтактный электрод, каждый контакт является тонкой стальной проволокой, расстояние между ними составляет 1 мм, на одном конце контакты объедены в общий провод, контакты изолированы силиконовой пластиной с двух сторон и не изолированы на противоположных концах от провода на протяжении 2 мм), при этом после проведения картирования электрод изымают и затем проводится основной этап оперативного вмешательства [Simon MV, Chiappa КН, Borges LF. Phase reversal of somatosensory evoked potentials triggered by gracilis tract stimulation: case report of a new technique for neurophysiologic dorsal column mapping. Neurosurgery. 2012 Mar; 70(3):E783-8. doi: 10.1227/NEU.0b013e31822e0a76. PMID: 21778916].

Недостатком способа является то, что необходимо подбирать два контакта из восьми, стимуляция с которых будет давать наиболее воспроизводимый ответ, тем самым значимо увеличивать длительность оперативного вмешательства. Эта техника также позиционируется как техника картирования на спинном мозге, а не мониторинга. Электрод располагается в зоне оперативного вмешательства непосредственно над областью резекции, может «загораживать» область резекции или смещаться во время хирургического вмешательства, тем самым давать некорректные данные по причине небольшой площади контактов. Кроме того, неизолированные контакты электрода являются по сути стальной проволокой, при длительном расположении их на ткани мозга может приводить к ее механическому повреждению.

Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения. Раскрытие изобретения

Технический результат предложенного способа заключается в появлении возможности проводить непрерывный мониторинг состояния соматосенсорных проводящих путей во время хирургических вмешательствах на стволе головного мозга, в увеличении универсальности исследования, снижении времени на проведение исследовании, увеличении прогностической значимости исследования, увеличении безопасности исследования и самого хирургического вмешательства.

Для достижения указанного технического результата разработан способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга во время хирургических вмешательствах на стволе головного мозга путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов, включающий регистрацию усредненных потенциалов с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода, отличающийся тем, что стимуляция проводится с двухконтактного пластинчатого электрода, расположенного на дне четвертого желудочка, по средней линии, таким образом, что один контакт находится на 0,5 см выше мозговых полосок, а второй контакт - на мозговых полосках или ниже мозговых полосок, в зависимости от положения первого контакта, при этом двухконтактный пластинчатый электрод располагается на дне четвертого желудочка в течении всего основного этапа оперативного вмешательства и проводится мониторинг.

Использование двухконтактного пластинчатого электрода и установка его на поверхности ствола мозга позволяет проводить непрерывный мониторинг состояния соматосенсорных проводящих путей в течение всего этапа удаления объемного образования ствола мозга.

Непрерывный постоянный мониторинг состояния соматосенсорных проводящих путей позволяет минимизировать появление неврологического дефицита со стороны чувствительной сферы, так как получаемые результаты в режиме реального времени дают возможность корректировать хирургическую тактику с целью снижения травматизации соматосенсорных проводящих путей.

Проведение стимуляции соматосенсорных проводящих путей непосредственно с поверхности ствола мозга позволяет проводить мониторинг у пациентов с любым неврологическим статусом со стороны чувствительной сферы, так как стимуляция по периферическим сегментам не проводится.

Использование пластинчатого электрода с двумя плоскими контактами исключает механическую травму ткани мозга.

Использование электрода только с двумя контактами позволяет сократить время на подготовку и проведение исследования, а тем самым и время всего оперативного вмешательства, так как не нужно подбирать контакты, с которых стимуляция будет наиболее репрезентативной.

Использование электрода с большой площадью каждого контакта (≈4,2 мм²) обеспечивает достаточно интенсивную стимуляцию близлежащих соматосенсорных проводящих путей, поэтому незначительная дислокация электрода во время операции будет некритична для получения достоверных результатов, а количество усреднений требуется до 30 штук, что также сокращает время на проведение исследования.

Использование стимуляции непосредственно с поверхности ствола мозга позволяет упростить регистрацию, так как она проводится только с двух регистрирующих игольчатых электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга (СР3-проекция сенсорной зоны правой руки, СР4 - проекция сенсорной зоны левой руки, с использованием референтного электрода в точке Fz), регистрация в проекции сенсорной зоны ноги (Cz') не требуется, так как проводящие соматосенсорные проводящие пути в стволе мозга локализованы узко.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображена схема реализации способа.

На фиг. 2 изображен двухконтактный пластинчатый электрод.

На фиг. 3 изображена магнитно-резонансная томограмма пациента А. до операции.

На фиг. 4 изображен двухконтактный пластинчатый электрод на дне четвертого желудочка во время операции.

На фиг. 5 изображен мониторинг соматосенсорных вызванных потенциалов во время операции.

Осуществление изобретения

Для достижения указанного технического результата разработан способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга во время хирургических вмешательствах на стволе головного мозга путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов, включающий регистрацию усредненных потенциалов с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода, отличающийся тем, что стимуляция проводится с двухконтактного пластинчатого электрода, расположенного на дне четвертого желудочка, по средней линии, таким образом, что один контакт находится на 0,5 см выше мозговых полосок, а второй контакт - на мозговых полосках или ниже мозговых полосок, в зависимости от положения первого контакта, при этом двухконтактный пластинчатый электрод располагается на дне четвертого желудочка в течении всего основного этапа оперативного вмешательства и проводится мониторинг. После погружения пациента в наркоз, позиционировании пациента в нужном для операции положении, подготовки места трепанации по стандартным нейрохирургическим методикам, производят установку первого регистрирующего электрода 1 в правую проекцию сенсорной зоны 2, второго регистрирующего электрода 3 в левую проекцию сенсорной зоны 4, референтного электрода 5 в точку Fz 6. Проекция сенсорной зоны коры головного мозга находится в точках СР3 и СР4. В качестве регистрирующих и референтного электродов можно использовать игольчатые субдермальные электроды (Dual Electrode, Medtronic Xomed, USA). Установленные регистрирующие и референтный электроды подключают в регистрирующую консоль 7 комплекса для интраоперационного нейрофизиологического мониторинга 8, например, (Нейро-ИОМ-32 Б, Нейрософт, Россия), который также включает в себя стимулирующую консоль 9. Далее проводят этап трепанации в соответствии с общепринятыми методами хирургии объемных образований ствола мозга. После выполнения доступа к четвертому желудочку устанавливают в качестве стимулирующего двухконтактный пластинчатый электрод 10 на дно четвертого желудочка 11. В качестве стимулирующего электрода можно использовать двухконтактный пластинчатый электрод (Subdural Electrode, AD-TECH Medical Instrument Corporation, USA) (фиг. 2). Электрод состоит из двух круглых контактов, расстояние между контактами - 10 мм, диаметр каждого контакта - 4 мм, от контактов отходят проводники, которые соединяются в общий провод 12, электрод изолирован с двух сторон силиконовой пластиной и не изолирован в месте контактов диаметром 2,3 мм, т.е. площадь каждого контакта, соприкасающегося с тканью мозга составляет примерно 4,2 мм². Двухконтактный пластинчатый электрод обычно используется в хирургии эпилепсии для записи электрокортикограммы с эпилептогенных зон коры больших полушарий. Электрод располагают по средней линии 13, таким образом, что первый контакт 14 расположен на 0,5 см выше мозговых полосок 15, а второй контакт 16 - на мозговых полосках или ниже мозговых полосок, в зависимости от положения первого контакта. Таким расположением электрода обеспечивается стимуляция покрышки моста с двух сторон, где проходит медиальная петля, т.е. чувствительные проводящие пути. Затем двухконтактный пластинчатый электрод подключают в стимулирующую консоль 9 комплекса для интраоперационного мониторинга 8, например, (Нейро-ИОМ-32 Б, Нейрософт, Россия). Далее проводят мониторинг соматосенсорных вызванных потенциалов. Параметры стимуляции можно использовать следующие: одиночные импульсы, частота стимуляции - 3,11 Гц, длительность импульса - 50 мкс, интенсивность стимуляции - 0,1-0,5 мА, количество усреднений - 30, используемые фильтры в диапазоне 10-1000 Гц, сеансы стимуляции повторяют 1 раз в 2 минуты. Проводят хирургическое вмешательство на стволе мозга, включающее в себя удаление объемного образования 17. Снижение амплитуды соматосенсорных вызванных потенциалов более чем на 50% от исходного уровня считается критерием повреждения соматосенсорных проводящих путей ствола мозга. После удаления объемного образования двухконтактный пластинчатый электрод изымают.

Пример реализации способа

Пациент А. 19 лет поступил в стационар с жалобами на головокружение в течение 5-ти лет, которые в последнее время нарастали по интенсивности. По данным МРТ определялось объемное образование 17 продолговатого мозга слева (фиг. 3). При последнем контрольном исследовании отмечалось увеличение размеров объемного образования. Принято решение о проведении операции по поводу его удаления. До операции пациент чувствительных нарушений не отмечал.

После погружения пациента в наркоз и позиционирования в положение лежа на животе, подготовили место предполагаемой трепанации по стандартным нейрохирургическим методикам. Далее установили первый регистрирующий электрод в правую проекцию сенсорной зоны и второй регистрирующий электрод в левую проекцию сенсорной зоны, референтный электрод в точку Fz, их подключили в регистрирующую консоль. Далее проведена трепанация, вскрыта твердая мозговая оболочка, установлен двухконтактный пластинчатый электрод на дно четвертого желудочка (фиг. 4), таким образом, что первый контакт был расположен на 0,5 см выше мозговых полосок, а второй контакт располагался ниже мозговых полосок. Зарегистрированы исходные соматосенсорные вызванные потенциалы с проекции сенсорной зоны слева 18 амплитудой 9,66 мкВ и исходные соматосенсорные вызванные потенциалы с проекции сенсорной зоны справа 19 амплитудой 12,31 мкВ. Начато удаление объемного образования. До конца операции соматосенсорные вызванные потенциалы регистрировались без значимой динамики (фиг. 5), т.е снижения амплитуды более чем 50% от исходного уровня не отмечалось, что позволило удалить объемное образование радикально. В конце операции соматосенсорные вызванные потенциалы с проекции сенсорной зоны слева 20 регистрировались амплитудой 8,87 мкВ, и соматосенсорные вызванные потенциалы с проекции сенсорной зоны справа 21 регистрировались амплитудой 11,94 мкВ. Гистологическое исследование выявило опухоль доброкачественной гистологической структуры, пилоидную астроцитому. После завершения гемостаза двухконтактный пластинчатый электрод изъяли.

После операции у пациента чувствительных нарушений не отмечалось. При контрольном MP-исследовании через 48 часов после оперативного вмешательства явных остатков опухоли не отмечалось.

Таким образом, предложенный способ проведения мониторинга соматосенсорных вызванных потенциалов во время хирургических вмешательствах на стволе головного мозга позволяет проводить непрерывный мониторинг состояния соматосенсорных проводящих путей у пациентов вне зависимости от исходных чувствительных нарушений, минимизировать нарастание неврологического дефицита со стороны чувствительной сферы после операции, упрощает и снижает инвазию самой процедуры проведения исследования и снижает время на его проведение.

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической нейрофизиологии и нейрохирургии, и может быть использовано при проведении интраоперационного нейрофизиологического мониторинга во время нейрохирургического удаления объемных образований ствола головного мозга. Проводится регистрация усредненных потенциалов с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода. Стимуляция проводится с двухконтактного пластинчатого электрода, расположенного на дне четвертого желудочка, по средней линии, таким образом, что один контакт находится на 0,5 см выше мозговых полосок, а второй контакт - на мозговых полосках или ниже мозговых полосок. Способ позволяет проводить непрерывный мониторинг состояния соматосенсорных проводящих путей у пациентов вне зависимости от исходных чувствительных нарушений, минимизировать нарастание неврологического дефицита со стороны чувствительной сферы после операции, упрощает и снижает инвазию самой процедуры проведения исследования и снижает время на его проведение. 5 ил., 1 пр.

Способ интраоперационного нейрофизиологического мониторинга во время хирургических вмешательствах на стволе головного мозга путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов, включающий регистрацию усредненных потенциалов с помощью регистрирующих электродов, расположенных на скальпе в проекции сенсорной зоны коры головного мозга с использованием референтного электрода, отличающийся тем, что стимуляция проводится с двухконтактного пластинчатого электрода, расположенного на дне четвертого желудочка, по средней линии, таким образом, что один контакт находится на 0,5 см выше мозговых полосок, а второй контакт - на мозговых полосках или ниже мозговых полосок, в зависимости от положения первого контакта, при этом двухконтактный пластинчатый электрод располагается на дне четвертого желудочка в течение всего основного этапа оперативного вмешательства и проводится мониторинг.