Hostname: page-component-89b8bd64d-ktprf Total loading time: 0 Render date: 2026-05-08T19:39:36.499Z Has data issue: false hasContentIssue false

Robotic-Assisted and Image-Guided MRI-Compatible Stereoelectroencephalography

Published online by Cambridge University Press:  08 November 2017

Jeffery A. Hall*
Affiliation:
Department of Neurosurgery, Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University, Montreal, Quebec, Canada
Hui Ming Khoo
Affiliation:
Department of Neurosurgery, Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University, Montreal, Quebec, Canada Department of Neurosurgery, Osaka University Graduate School of Medicine, Suita, Japan.
*
Correspondence to: Jeffery A. Hall, Department of Neurology and Neurosurgery, Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University, 122C-3801 University Avenue, Montreal, Quebec, H3A 3B4, Canada. Email: jeffery.hall@mcgill.ca
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Background : Stereoelectroencephalography has been in regular use at the Montreal Neurological Institute since 1972. The technique has been in constant evolution to incorporate advances in materials, imaging, and robotics technology. MRI-compatible electrodes were introduced in 2007 and robotics in 2011. Here we report on the technique, safety, and advantages of our current method of stereoelectroencephalography implantation. Methods: We retrospectively reviewed all patients who underwent stereoelectroencephalography by the senior author. Technical, clinical, and radiological complications, and postimplantation outcomes were analyzed. Only patients implanted with MRI-compatible electrodes were included to review MRI abnormalities with electrodes in situ. Results: A total of 53 patients were implanted with 550 electrodes (average=10.4 per patient), for an average duration of 14.6 days. There was no mortality, infection, or new neurologic deficit. Two patients had a superficial screw plunge without clinical consequence. Four patients demonstrated asymptomatic MRI abnormalities (7.54% per patient, or 0.72% per electrode). MRI with electrodes in situ was used for neuronavigation in all 29 who underwent resection and yielded a histopathological diagnosis of focal cortical dysplasia in 15 MRI-negative patients. Conclusions: The technique of stereoelectroencephalography described here was associated with no clinical morbidity although not without technical complications or radiologic (MRI) abnormalities. We should therefore remain vigilant in refining the technique and minimizing the number of electrodes required to answer a well-developed hypothesis regarding the epileptogenic zone. The use of MRI-compatible electrodes allowed neuronavigation using the images with the electrodes in situ, which was useful to tailor the eventual definitive resection and in localizing MRI-negative lesions.

Résumé

La stéréo-électroencéphalographie assistée par robot et guidée par l’image peut être compatible avec la technique d’IRM. Contexte: C’est depuis 1972 que l’Institut neurologique de Montréal utilise couramment la stéréo-électroencéphalographie (SEEG). Cette technique n’a cessé d’évoluer en intégrant les avancées effectuées dans la technologie des matériaux, de l’imagerie et de la robotique. À cet égard, précisons que des électrodes compatibles avec l’IRM, de même que l’usage de la robotique, ont été respectivement introduits en 2007 et en 2011. Nous voulons ici faire état des aspects techniques et sécuritaires, mais aussi des avantages, liés à la mise en place de notre méthode actuelle de SEEG. Méthodes: Nous avons examiné de façon rétrospective tous les patients à qui l’auteur principal avait demandé de passer une SEEG. Tant les complications techniques, cliniques et radiologiques que les impacts consécutifs à la mise en place de cette méthode ont été analysés. Seuls les patients à qui l’on avait implanté des électrodes compatibles avec l’IRM ont été inclus dans notre étude afin que nous puissions nous pencher sur les anomalies techniques propres à cette méthode. Résultats: On a implanté chez 53 patients un total de 550 électrodes (moyenne = 10,4 par patient), et ce, pour une durée moyenne de 14,6 jours. Aucun cas de mortalité, d’infection ou de déficit neurologique n’est survenu. Fait à noter, deux patients ont vu leur vis s’enfoncer sans que cela n’entraîne des conséquences cliniques. De plus, on a détecté chez quatre patients des anomalies techniques asymptomatiques (7,54 % par patient ou 0,72 % par électrode). Enfin, la technique d’IRM couplée in situ à des électrodes a été utilisée dans un contexte de neuro-navigation chez tous les 29 patients qui avaient subi une résection. En outre, grâce à cette technique, on a pu obtenir chez 15 patients dont le cerveau était d’apparence normale un diagnostic histopathologique de dysplasie corticale focale. Conclusions: La technique de SEEG décrite ici n’a pas été associée à une forme ou une autre de morbidité clinique. Cela dit, des complications techniques et des anomalies liées à l’IRM se sont produites. Améliorer cette technique exige donc de rester vigilants et aussi de diminuer le nombre d’électrodes nécessaires afin d’étayer l’hypothèse, déjà bien admise, concernant les foyers épileptogènes. L’utilisation d’électrodes compatibles avec la technique d’IRM nous a aussi permis d’effectuer un examen de neuro-navigation en utilisant in situ des images. Cela s’est avéré utile car on a pu ainsi adapter d’éventuelles résections finales et localiser par IRM des lésions négatives.

Information

Type
Original Articles
Copyright
Copyright © The Canadian Journal of Neurological Sciences Inc. 2017 
Figure 0

Table 1 Summary of semiology, imaging, neuropsychology data, and preimplantation hypothesis (N=53)

Figure 1

Figure 1 (A) An axial T2 section from an SEEG study for bitemporal epilepsy. When seen along its plane, the electrode and each electrode contact are well-visualized. (B) A sagittal T1 section from an SEEG study for frontal and posterior quadrant epilepsy. Electrodes were aimed at the orbitofrontal, temporal, and occipital areas from a lateral approach and the insula from a superior approach. A metallic artifact (appeared larger than the electrode diameter, 0.8 mm) is appreciated.

Figure 2

Figure 2 (A) Patient 12. T2 sagittal section showing a non-hemorrhagic contusion (white arrow) on the second temporal gyrus. The bone had been weakened by prior pin fixation where the anchoring screw penetrated the cortex. A small skin incision was required to retrieve the anchoring screw. (B) Patient 17. T1 axial section showing a hemorrhagic contusion most likely due to penetration of the cortex with the drill bit. This was not caused by insertion of the stylet or electrode since it was the intended site of an epidural contact. (C) Patient 6. T1 coronal section showing a subdural hematoma most likely due to unintended penetration of the dura and/or laceration of the cortical vessel.

Figure 3

Figure 3 Patient 34. (A and C) T2 axial section. (B and D) T1 sagittal section. A and B show venous congestion in the left posterior temporal area most likely caused by compression or coagulation of a vein. C and D show these changes to be largely resolved at 3 months post-explantation.