Brain electrophysiology associated with awake surgery of slow tumors : Coupling ECoG and DES for intraoperative investigations and analysis of postoperative EEG.
Électrophysiologie cérébrale associée à la chirurgie éveillée des tumeurs lentes : Couplage de l’ECoG et de la SED pour les investigations peropératoires et analyse de l’EEG postopératoire.
Résumé
Awake surgery is used for the resection of slow-growing and infiltrating brain tumors in awake andfully conscious patients. The neurosurgeon performs intraoperative anatomo -functional mapping ofthe brain applying direct electrical stimulation (DES) on the cortex and the exposed white mattertracts while the patient performs a set of neuropsychological tests. The appearance of behavioraldisturbances consequent to DES allows the identification of still functional tissue and enable theoptimal resection of the tumor, up to the functional limits. However, its use remains empirical and itseffects and the effects of the resection on the cerebral electrophysiology remain unknown. In thiswork, we study the electrophysiological responses evoked by DES thanks to the intraoperativerecording of evoked potentials (EP) on ECoG signals. We also investigate EEG signals collected aftersurgery, in order to identify possible changes in the cerebral electrophysiology induced by theresection. Linear and nonlinear analyses of EEG signals highlighted important alterations of thecerebral dynamics with a normalization of the signals over time, while the measure of EP allowed usto understand better the diffusion of the effects of DES in the brain, more particularly, identifyingdifferent propagation mechanisms of the evoked responses. ECoG and EEG seem to be relevant toolsfor intraoperative exploration and postoperative monitoring of cerebral electrophysiology for patientsundergoing awake surgery.
La chirurgie éveillée est utilisée pour la résection des tumeurs cérébrales infiltrantes à croissance lente chez des patients réveillés et pleinement conscients. Le neurochirurgien réalise un cartographie anatomo-fonctionnelle du cerveau en appliquant la stimulation électrique directe (SED) sur le cortex et au niveau de la substance blanche alors que le patient réalise un ensemble de tests neuropsychologiques. L'apparition de troubles comportementaux induits par la SED va permettre l'identification du tissu toujours fonctionnel, et ainsi autoriser une résection tumorale optimale,jusqu’aux limites fonctionnelles. Son utilisation reste cependant empirique et ses effets ainsi que ceux de la résection sur l'électrophysiologie cérébrale restent méconnus. Dans ce travail, nous étudions les réponses électrophysiologiques évoquées par la SED grâce à la mesure ECoG peropératoire de potentiels évoqués (PE). Nous investiguons également des signaux EEG récoltés après la chirurgie,afin d'identifier d'éventuelles modifications de l'électrophysiologie cérébrale induites par la résection.Les analyses linéaires et non-linéaires des signaux EEG nous ont permis de révéler des altérations importantes de la dynamique cérébrale avec en outre une normalisation des signaux dans le temps,tandis que les mesures de PE nous ont permis de mieux comprendre la diffusion des effets de la SED dans le cerveau et notamment d’identifier différents mécanismes de propagation de la réponse évoquée. L'ECoG et l'EEG semblent être des outils pertinents pour l'exploration peropératoire et le suivi postopératoire de l'électrophysiologie cérébrale des patients ayant recours à la chirurgie éveillée.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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