Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ИНТРАОПЕРАЦИОННОГО КАРТИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЕТЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нейрохирургии, а именно к электродам для интраоперационного картирования головного мозга.

Уровень техники

Удаление внутримозговых опухолей требует от нейрохирурга соблюдения онкофункционального баланса: с одной стороны - максимально радикальная резекция пораженного участка мозга, с другой - максимальное сохранение функциональных сетей, представленных определенными отделами коры больших полушарий и соединяющими их проводящими путями белого вещества.

Учитывая сложность интраоперационной идентификации данных образований и их высокую индивидуальную изменчивость, достижение вышеуказанного равновесия является трудной задачей. Ценой ошибки может стать инвалидизация пациента в результате стойкого послеоперационного функционального дефицита; уменьшение качества жизни может также привести к сокращению ее срока.

Поэтому нейрохирургу во время операции необходимо постоянно получать информацию о состоянии функциональных сетей мозга, что стало возможным благодаря появлению нейромониторинга и различных электродов.

Для картирования функциональных областей коры головного мозга используются такие виды электродов, как электроды-полоски и электроды-сетки. Они представляют собой тонкие полимерные пластинки, содержащие от 2 до 64 и более круглых и плоских металлических рабочих контактов, устанавливаемые в субдуральное пространство в проекции исследуемой корковой области [1-5].

Недостатком данных электродов является плоская геометрия корпуса и рабочих контактов, не соответствующая по форме ложу удаляемой опухоли. При совершении хирургических манипуляций электрод приходится убирать с картируемой поверхности, поскольку его корпус полностью ее перекрывает.

Известен электрод с плоским корпусом в виде кольца, форма которого позволяет оперировать в пределах его отверстия, не удаляя при этом электрод во время совершения манипуляций [6]. Недостатками данного электрода являются его значительные размеры, а также плоская форма рабочей поверхности, неконгруэнтная ложу опухоли.

Таким образом, при использовании данных электродов высок риск повреждения проводящих путей, проходящих рядом с удаляемой опухолью или прямо через нее, которые трудно отличить друг от друга и от патологической ткани.

Раскрытие изобретения

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении эффективности картирования функциональных сетей головного мозга, улучшении исходов нейрохирургических операций и снижении риска развития послеоперационного функционального дефицита.

Для достижения указанного технического результата разработан электрод, содержащий корпус и токопроводящие элементы, включающие рабочие контакты, провода и коннекторные контакты, отличающийся тем, что корпус имеет форму зонтика, содержит рукоятку и спицы и выполнен из гибкого пластичного материала; рабочие контакты имеют выпуклую активную поверхность и расположены на спицах корпуса; корпус содержит 4, 8, 12 или 16 спиц круглого, овального или прямоугольного поперечного сечения, при этом каждая спица имеет длину от 5 до 10 см и содержит от 1 до 10 рабочих контактов; рабочие контакты имеют форму цилиндра или торой да; рабочие контакты имеют высоту от 1 до 5 мм, отступают от боковой поверхности спиц на расстояние от 1 до 5 мм, а расстояние между рабочими контактами на каждой спице составляет от 5 до 10 мм; коннекторные контакты расположены в области проксимальной части рукоятки или в области дистальных концов спиц; корпус выполнен из нитинола или нержавеющей стали и покрыт изолирующим биосовместимым материалом, например, тефлоном или медицинским силиконом; рабочие контакты выполнены из нержавеющей стали, сплава золота, серебра или платины, а провода и коннекторные контакты выполнены из сплава меди, золота, серебра или платины.

Гибкий пластичный зонтикообразный корпус и выпуклые рабочие контакты, расположенные на его спицах, обеспечивают конгруэнтность электрода по отношению к операционной ране, плотное прилегание к мозговому веществу и тем самым улучшение качества регистрации электрофизиологических данных, а также качества электростимуляции.

Форма зонтика также позволяет производить хирургические манипуляции между его спицами, не вынимая электрод из раны и не смещая его.

Наличие рукоятки позволяет фиксировать электрод как вручную, так и при помощи систем жесткой фиксации по типу третьей руки.

В совокупности указанные технические решения позволяют повысить качество нейромониторинга состояния проводящих путей и тем самым предотвратить повреждение функциональных сетей головного мозга, что подразумевает улучшение исходов нейрохирургических операций и снижение риска развития послеоперационного функционального дефицита.

Описание чертежей

На Фиг. 1 изображена схема предлагаемого электрода.

Обозначения:

1 - Рукоятка корпуса

2 - Спицы корпуса

3 - Рабочие контакты

4 - Провода

5 - Коннекторные контакты.

Осуществление изобретения

Электрод содержит корпус и токопроводящие элементы, включающие рабочие контакты, провода и коннекторные контакты. Корпус имеет форму зонтика, содержит рукоятку и спицы и выполнен из гибкого пластичного материала; рабочие контакты имеют выпуклую активную поверхность и расположены на спицах корпуса; корпус содержит 4, 8, 12 или 16 спиц круглого, овального или прямоугольного поперечного сечения, при этом каждая спица имеет длину от 5 до 10 см и содержит от 1 до 10 рабочих контактов; рабочие контакты имеют форму цилиндра или тороида; рабочие контакты имеют высоту от 1 до 5 мм, отступают от боковой поверхности спиц на расстояние от 1 до 5 мм, а расстояние между рабочими контактами на каждой спице составляет от 5 до 10 мм; коннекторные контакты расположены в области проксимальной части рукоятки или в области дистальных концов спиц; корпус выполнен из нитинола или нержавеющей стали и покрыт изолирующим биосовместимым материалом, например, тефлоном или медицинским силиконом; рабочие контакты выполнены из нержавеющей стали, сплава золота, серебра или платины, а провода и коннекторные контакты выполнены из сплава меди, золота, серебра или платины.

Более подробно, предлагаемый электрод используется следующим образом.

После введения в наркоз и позиционирования пациента, бритья волос, разметки, дезинфекции и драпировки кожи головы хирург выполняет доступ к внутримозговой опухоли (разрез мягких тканей, краниотомия и рассечение твердой мозговой оболочки).

Далее выполняют локальную электрокоагуляцию лептоменинкса и коры в пораженной области и приступают к субпиальной резекции опухоли. По мере внедрения в белое вещество хирург укладывает в ложе удаляемой опухоли предлагаемый электрод, модифицируя его форму по мере расширения объема резекции. Рабочие контакты должны плотно прилегать к мозговому веществу, что обеспечивается их выпуклой формой. Манипуляции осуществляются через промежутки между спицами корпуса, что позволяет оперировать, не вынимая электрод из раны. Электрод при этом можно фиксировать как вручную, так и при помощи системы жесткой фиксации по типу третьей руки.

Все это время осуществляется динамический нейромониторинг: электростимуляция белого вещества и/или запись вызванной активности проводящих путей - кортико-кортикальные, моторные, соматосенсорные или др. вызванные потенциалы. При этом можно создавать монтаж с применением рабочих контактов, расположенных как в пределах одной спицы, так и на соседних спицах.

В случае получения тревожного сигнала (падение амплитуды, увеличение латентности вызванных ответов и т.п.), хирург останавливает резекцию и принимает решение о дальнейших действиях.

Остальные этапы операции производятся в соответствии с общепринятыми методами. После операции электрод удаляют и закрывают рану.

Список использованной литературы

1. Gonzalez-Martinez J., Mullin J., Vadera S., Bulacio J., Hughes G., Jones S., Enatsu R., Najm I. Stereotactic placement of depth electrodes in medically intractable epilepsy. J Neurosurg. 2014 Mar; 120(3):639-44.

2. Intraoperative Monitoring Neurosurgical Accessories. GVB Gelimed. - 2016. - 32 p.

3. Lesser R.P., Crone N.E., Webber W.R. Subdural electrodes. Clin Neurophysiol. 2010 Sep; 121(9): 1376-92.

4. Product Catalog. Ad-Tech. - 2014. - Vol. 7. - 33 p.

5. Voorhies J.M., Cohen-Gadol A. Techniques for placement of grid and strip electrodes for intracranial epilepsy surgery monitoring: Pearls and pitfalls. Surg Neurol Int. 2013 Jul 26; 4:98.

6. Патент US 20200163567A1, дата публикации 28.05.2020.