Le système d'orientation assisté par ordinateur simplifie le traitement chirurgical pour des troubles des mouvements

Les dizaines de milliers de gens qui remarquent des troubles des mouvements liés dans Parkinson et un grand choix d'autres conditions neurologiques restent pour tirer bénéfice d'un système d'orientation neuf qui emploie des techniques automatisées de cerveau-mappage pour améliorer de manière significative une stimulation profonde appelée de cerveau de procédure de plus en plus populaire.

DBS a prouvé à être hautement efficace dans la demande de règlement des troubles des mouvements quand les pharmacothérapies normales ne fonctionnent pas ou ont détruit leur efficacité. Cependant, le fait qu'il est extrêmement un long, difficile et le fonctionnement cher, qui concerne implanter des électrodes profondément dans le cerveau, a limité sa disponibilité.

Depuis l'approbation de la procédure en 1998, le nombre de fonctionnements de DBS exécutés s'est développé graduellement environ à 3.000 annuellement, bien que plus de 100.000 personnes par année pourraient rester pour tirer bénéfice de lui comme voie de traiter le tremblement, à rigidité, dureté et mouvement ralenti qu'elles remarquent en raison des troubles neurologiques s'échelonnant de la dystonie à la sclérose en plaques, à la maladie de Parkinson, à la maladie obsessionnelle.

Pour améliorer la procédure davantage, une équipe des techniciens électriques et les neurologistes à l'université de Vanderbilt a développé un système d'orientation pilote qui automatise la partie la plus difficile du fonctionnement : recensement de l'emplacement correcte pour insérer les électrodes. Pour fonctionner, les électrodes doivent réussir par les petits noyaux profondément dans le cerveau qui sont au sujet de la taille d'un bec d'ancre et ne sont pas visibles dans des échographies de cerveau ou à l'oeil nu. Les chercheurs - écriture dans un numéro spécial des transactions d'IEEE de tourillon ce mois publié d'imagerie médicale - enregistrent que le système neuf peut réaliser une meilleure fonction de recenser l'emplacement initial pour insérer les électrodes qu'un neurochirurgien expérimenté.

« Le plus grand problème avec la procédure est que les chirurgiens ne peuvent pas voir la structure où ils doivent mettre l'électrode et, comme résultat, ils doivent dépenser un laps de temps considérable le recherchant, » dit Benoit Dawant, professeur de génie électrique, d'ingénierie informatique et de sciences radiologiques à l'université de Vanderbilt, qui développe le système d'orientation en collaboration avec Peter Konrad, professeur agrégé de la chirurgie et du génie biomédical neurologiques.

La seule voie que la région d'objectif peut être recensée est par ses caractéristiques électriques. Ainsi les chirurgiens doivent d'abord insérer une électrode d'enregistrement et surveiller l'activité électrique des neurones qu'elle touche. Parfois ils doivent retirer et réintroduire l'électrode deux fois ou plus. Parfois elles doivent insérer trois ou quatre électrodes en même temps afin de trouver l'endroit évasif.

« Je dis des patients qu'il est quelque chose comme jouer un grand jeu de cuirassé, » dit Konrad, qui a aidé le pionnier la procédure. « Comme le jeu, vous ne savez pas où l'objectif est jusqu'à ce que vous ayez effectué un coup. »

Chaque fois que les chirurgiens sont forcés de réintroduire l'électrode, elle augmente le risque des dégâts au cerveau et à la longueur du fonctionnement. Quand les chirurgiens décident qu'ils ont heurté l'endroit droit, ils implantent une électrode stimulante et la vérifient pour déterminer si elle réduit les sympt40mes du patient. Puisque les troubles de muscle se produisent type seulement tandis qu'une personne est éveillée, le patient doit rester conscient par la procédure entière.

Le fonctionnement peut prendre tant que huit à 12 heures à correctement mettent une électrode. (La plupart des patients ont besoin de deux, d'un dans chaque hémisphère.) « C'est extrêmement brut sur les patients, qui doivent être éveillés par la chirurgie et doivent être verrouillés au bâti, » dit Konrad. « Quiconque qui exécute cette chirurgie rapidement apprécie la nécessité de garnir la procédure vers le bas à un procédé plus court. »

Le système d'orientation assisté par ordinateur compense des variations de la structure cérébrale en trois dimensions de chaque patient, quelque chose qu'il est très difficile que les chirurgiens fassent sur leurs propres moyens. Ceci réduit des délais de fonctionnement en augmentant la chance que les chirurgiens commencent à rechercher plus près de l'objectif. Le système se compose d'un atlas en trois dimensions de cerveau qui a été accumulé en combinant les échographies de cerveau de 21 patients en état de fonctionnement du goujon DBS dans un des des autres suivre des méthodes sophistiquées d'ordinateur-mappage. Pour prévoir l'emplacement de la zone d'objectif dans un patient neuf, les chercheurs tracent l'atlas de référence sur l'échographie de cerveau du patient. Quand les neurochirurgiens ont employé les prévisions du système, ils ont heurté la zone d'objectif sur la première mise en place deux sur trois fois, avec une sur cinq fois en fonctionnant sans elles.

« Maintenant, avec l'utilisation de l'atlas, ce que nous faisons fondamentalement branche l'échographie de cerveau de l'IRM du patient à l'ordinateur, et environ trois à quatre heures plus tard qu'il crache de retour un objectif que nous pouvons employer pour planification la chirurgie de la semaine suivante, » dit Konrad. Cette innovation, avec d'autres améliorations telles que l'utilisation des plates-formes individuellement effectuées de mise en place, a essentiellement réduit la longueur du fonctionnement : « Nous avons réduit une procédure de deux jours vers le bas à cinq heures, » il dit.

Non seulement le système d'orientation sauvegarde-t-il le patient du risque d'une procédure prolongée ou subissant deux procédures, il devrait également réduire des coûts d'hôpital de manière significative, Konrad ajoute.

Les chercheurs planification un certain nombre d'améliorations au système d'orientation. Ils ont commencé à rassembler des caractéristiques sur l'efficacité des fonctionnements et emploieront cela pour raffiner leurs prévisions. Ils ont également installé un système qui rassemblera la caractéristique électrophysiologique des cerveaux du patient qui est rassemblée pendant la procédure ainsi elles peuvent l'ajouter à l'atlas de cerveau aussi bien. Et finalement elles destinent pour commencer à produire les différents atlas pour différentes conditions - Parkinson, tremblement essentiel, dystonie, etc. - au cas où l'emplacement précis des dégâts neurologiques pourrait différer.