Skip to main content
Erschienen in: Neurosurgical Review 1/2020

12.09.2018 | Original Article

Novel method of intraoperative ocular movement monitoring using a piezoelectric device: experimental study of ocular motor nerve activating piezoelectric potentials (OMNAPP) and clinical application for skull base surgeries

verfasst von: Kiyohiko Sakata, Keiko Suematsu, Nobuyuki Takeshige, Yui Nagata, Kimihiko Orito, Naohisa Miyagi, Naoki Sakai, Tsunekazu Koseki, Motohiro Morioka

Erschienen in: Neurosurgical Review | Ausgabe 1/2020

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Intraoperative monitoring systems that utilize various evoked potentials for the detection and/or preservation of cranial nerves have become increasingly common due to recent technical and commercial developments, particularly during skull base surgeries. We established a novel system for the intraoperative monitoring of the extraocular motor nerves (eOMNs) using a piezoelectric device capable of detecting imperceptible vibrations induced by ocular movement, with sensors placed on the eyelids alone. We first evaluated the efficacy and reliability of this device for the intraoperative monitoring of eOMNs in two Beagle dogs. Based on the results, we then determined the appropriate stimulation parameters for use in human surgical cases involving removal of various skull base tumors. Animal experiments revealed that a 0.4 mA monopolar electrical stimulation was required to elicit significant responses and that these responses were not inferior to those obtained via the electrooculogram/electromyogram. Significant responses were also detected in preliminary clinical investigations in human patients, following both direct and indirect monopolar electrical stimulation of the oculomotor and abducens nerves, although obtaining responses from the trochlear nerve was difficult. Intraoperative monitoring using a piezoelectric device provides a simple and reliable method for detecting eOMNs, especially the oculomotor and abducens nerves. This monitoring system can be adapted to various surgeries for skull base tumor.
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Alberti O, Sure U, Riegel T, Bertalanffy H (2001) Image-guided placement of eye muscle electrodes for intraoperative cranial nerve monitoring. Neurosurgery 49:660–664PubMed Alberti O, Sure U, Riegel T, Bertalanffy H (2001) Image-guided placement of eye muscle electrodes for intraoperative cranial nerve monitoring. Neurosurgery 49:660–664PubMed
3.
Zurück zum Zitat Campos EC, Bolzani R, Schiavi C, Scorolli L, Piaggi S (1995) Technique of simultaneous recording of EMG from various extraocular muscles under EOG control. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 233:371–373CrossRefPubMed Campos EC, Bolzani R, Schiavi C, Scorolli L, Piaggi S (1995) Technique of simultaneous recording of EMG from various extraocular muscles under EOG control. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 233:371–373CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Fukaya C, Katayama Y, Kasai M, Kurihara J, Yamamoto T (2000) Intraoperative electro-oculographic monitoring for skull base surgery. Skull Base Surg 10:11–15CrossRefPubMedPubMedCentral Fukaya C, Katayama Y, Kasai M, Kurihara J, Yamamoto T (2000) Intraoperative electro-oculographic monitoring for skull base surgery. Skull Base Surg 10:11–15CrossRefPubMedPubMedCentral
6.
Zurück zum Zitat Kawaguchi M, Ohnishi H, Sakamoto T, Shimizu K, Karasawa J, Furuya H (1996) Intraoperative electrophysiologic monitoring of ocular motor nerves under conditions of partial neuromuscular blockade during skull base surgery. Skull Base Surg 6:9–15CrossRefPubMedPubMedCentral Kawaguchi M, Ohnishi H, Sakamoto T, Shimizu K, Karasawa J, Furuya H (1996) Intraoperative electrophysiologic monitoring of ocular motor nerves under conditions of partial neuromuscular blockade during skull base surgery. Skull Base Surg 6:9–15CrossRefPubMedPubMedCentral
7.
Zurück zum Zitat Kawamata T, Ishii N, Amano K, Namioka T, Hori T, Okada Y (2013) A novel simple real-time electrooculographic monitoring system during transsphenoidal surgeries to prevent postoperative extraocular motor nerve dysfunction. Neurosurg Rev 36:371–376CrossRefPubMed Kawamata T, Ishii N, Amano K, Namioka T, Hori T, Okada Y (2013) A novel simple real-time electrooculographic monitoring system during transsphenoidal surgeries to prevent postoperative extraocular motor nerve dysfunction. Neurosurg Rev 36:371–376CrossRefPubMed
10.
Zurück zum Zitat López JR (2011) Neurophysiologic intraoperative monitoring of the oculomotor, trochlear, and abducens nerves. J Clin Neurophysiol 28:543–550CrossRefPubMed López JR (2011) Neurophysiologic intraoperative monitoring of the oculomotor, trochlear, and abducens nerves. J Clin Neurophysiol 28:543–550CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Marmor MF, Zrenner E (1993) Standard for clinical electrooculography. International Society for Clinical Electrophysiology of Vision. Arch Ophthalmol 111:601–604CrossRefPubMed Marmor MF, Zrenner E (1993) Standard for clinical electrooculography. International Society for Clinical Electrophysiology of Vision. Arch Ophthalmol 111:601–604CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Møller AR (ed) (2011) Practical aspects of monitoring cranial motor nerves. In: Intraoperative neurophysiological monitoring, 3rd edn. Humana Press, Totowa, pp 235–260 Møller AR (ed) (2011) Practical aspects of monitoring cranial motor nerves. In: Intraoperative neurophysiological monitoring, 3rd edn. Humana Press, Totowa, pp 235–260
13.
Zurück zum Zitat Oyama K, Kawana F, Sunagawa K, Fukuhara N, Yamada S (2014) A handmade eye movement monitor using a piezoelectric device during transsphenoidal surgery. Neurosurg Rev 37:287–290CrossRefPubMed Oyama K, Kawana F, Sunagawa K, Fukuhara N, Yamada S (2014) A handmade eye movement monitor using a piezoelectric device during transsphenoidal surgery. Neurosurg Rev 37:287–290CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Sasaki T, Suzuki K, Matsumoto M, Sato T, Kodama N, Yago K (2002) Origins of surface potentials evoked by electrical stimulation of oculomotor nerves: are they related to electrooculographic or electromyographic events? J Neurosurg 97:941–944CrossRefPubMed Sasaki T, Suzuki K, Matsumoto M, Sato T, Kodama N, Yago K (2002) Origins of surface potentials evoked by electrical stimulation of oculomotor nerves: are they related to electrooculographic or electromyographic events? J Neurosurg 97:941–944CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Schlake HP, Goldbrunner R, Siebert M, Behr R, Roosen K (2001) Intra-operative electromyographic monitoring of extra-ocular motor nerves (Nn. III, IV) in skull base surgery. Acta Neurochir 143:251–261CrossRefPubMed Schlake HP, Goldbrunner R, Siebert M, Behr R, Roosen K (2001) Intra-operative electromyographic monitoring of extra-ocular motor nerves (Nn. III, IV) in skull base surgery. Acta Neurochir 143:251–261CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat Sekiya T, Iwabuchi T, Suzuki S, Maeda S, Hatayama T, Takiguchi M (1990) Recordings of evoked electromyographic responses from the extraocular muscles to monitor the oculomotor, trochlear, and abducens nerve function during skull base and orbital surgery. No Shinkei Geka (Jpn) 18:447–451 Sekiya T, Iwabuchi T, Suzuki S, Maeda S, Hatayama T, Takiguchi M (1990) Recordings of evoked electromyographic responses from the extraocular muscles to monitor the oculomotor, trochlear, and abducens nerve function during skull base and orbital surgery. No Shinkei Geka (Jpn) 18:447–451
17.
Zurück zum Zitat Sekiya T, Hatayama T, Iwabuchi T, Maeda S (1992) A ring electrode to record extraocular muscle activities during skull base surgery. Acta Neurochir 117:66–69CrossRefPubMed Sekiya T, Hatayama T, Iwabuchi T, Maeda S (1992) A ring electrode to record extraocular muscle activities during skull base surgery. Acta Neurochir 117:66–69CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Sekiya T, Hatayama T, Iwabuchi T, Maeda S (1993) Intraoperative recordings of evoked extraocular muscle activities to monitor ocular motor nerve function. Neurosurgery 32:227–235 discussion 235CrossRefPubMed Sekiya T, Hatayama T, Iwabuchi T, Maeda S (1993) Intraoperative recordings of evoked extraocular muscle activities to monitor ocular motor nerve function. Neurosurgery 32:227–235 discussion 235CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat Sekiya T, Hatayama T, Shimamura N, Suzuki S, Tamura M (1997) A simplified method to monitor oculomotor nerve function in midbrain surgery: recordings of compound muscle action potentials by percutaneous superior orbital electrode. No Shinkei Geka (Jpn) 25:987–992 Sekiya T, Hatayama T, Shimamura N, Suzuki S, Tamura M (1997) A simplified method to monitor oculomotor nerve function in midbrain surgery: recordings of compound muscle action potentials by percutaneous superior orbital electrode. No Shinkei Geka (Jpn) 25:987–992
20.
Zurück zum Zitat Sheshadri V, Bharadwaj S, Chandramouli BA (2016) Intra-operative electrooculographic monitoring to prevent post-operative extraocular motor nerve dysfunction during skull base surgery. Indian J Anaesth 60:560–565CrossRefPubMedPubMedCentral Sheshadri V, Bharadwaj S, Chandramouli BA (2016) Intra-operative electrooculographic monitoring to prevent post-operative extraocular motor nerve dysfunction during skull base surgery. Indian J Anaesth 60:560–565CrossRefPubMedPubMedCentral
21.
Zurück zum Zitat Thirumala PD, Mohanraj SK, Habeych M, Wichman K, Chang YF, Gardner P, Snyderman C, Crammond DJ, Balzer J (2013) Value of free-run electromyographic monitoring of extraocular cranial nerves during expanded endonasal surgery (EES) of the skull base. J Neurol Surg Rep 74:43–50CrossRefPubMedPubMedCentral Thirumala PD, Mohanraj SK, Habeych M, Wichman K, Chang YF, Gardner P, Snyderman C, Crammond DJ, Balzer J (2013) Value of free-run electromyographic monitoring of extraocular cranial nerves during expanded endonasal surgery (EES) of the skull base. J Neurol Surg Rep 74:43–50CrossRefPubMedPubMedCentral
22.
Zurück zum Zitat Zhu NX, Meng YQ, Feng BH, Wang XH, Li XY, Yang M, Zhu SG, Li ST (2009) Study on surgical approaches and electrode implantation of oculomotor nerve and inferior obliquus in beagle dog. Saudi Med J 30:358–364PubMed Zhu NX, Meng YQ, Feng BH, Wang XH, Li XY, Yang M, Zhu SG, Li ST (2009) Study on surgical approaches and electrode implantation of oculomotor nerve and inferior obliquus in beagle dog. Saudi Med J 30:358–364PubMed
Metadaten
Titel
Novel method of intraoperative ocular movement monitoring using a piezoelectric device: experimental study of ocular motor nerve activating piezoelectric potentials (OMNAPP) and clinical application for skull base surgeries
verfasst von
Kiyohiko Sakata
Keiko Suematsu
Nobuyuki Takeshige
Yui Nagata
Kimihiko Orito
Naohisa Miyagi
Naoki Sakai
Tsunekazu Koseki
Motohiro Morioka
Publikationsdatum
12.09.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Neurosurgical Review / Ausgabe 1/2020
Print ISSN: 0344-5607
Elektronische ISSN: 1437-2320
DOI
https://doi.org/10.1007/s10143-018-1028-z

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2020

Neurosurgical Review 1/2020 Zur Ausgabe

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

23.04.2024 Ablationstherapie Nachrichten

Nach der Katheterablation von Vorhofflimmern kommt es bei etwa einem Drittel der Patienten zu Rezidiven, meist binnen eines Jahres. Wie sich spätere Rückfälle auf die Erfolgschancen einer erneuten Ablation auswirken, haben Schweizer Kardiologen erforscht.

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

23.04.2024 Appendizitis Nachrichten

Schmerzen im Unterbauch, aber sonst nicht viel, was auf eine Appendizitis hindeutete: Ein junger Mann hatte Glück, dass trotzdem eine Laparoskopie mit Appendektomie durchgeführt und der Wurmfortsatz histologisch untersucht wurde.

Mehr Schaden als Nutzen durch präoperatives Aussetzen von GLP-1-Agonisten?

23.04.2024 Operationsvorbereitung Nachrichten

Derzeit wird empfohlen, eine Therapie mit GLP-1-Rezeptoragonisten präoperativ zu unterbrechen. Eine neue Studie nährt jedoch Zweifel an der Notwendigkeit der Maßnahme.

Ureterstriktur: Innovative OP-Technik bewährt sich

19.04.2024 EAU 2024 Kongressbericht

Die Ureterstriktur ist eine relativ seltene Komplikation, trotzdem bedarf sie einer differenzierten Versorgung. In komplexen Fällen wird dies durch die roboterassistierte OP-Technik gewährleistet. Erste Resultate ermutigen.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.