Neuronavigation och laparoskopi guidad ventriculoperitoneal shuntinsättning för behandling av hydrocefalus
Summary
Patientresultaten av ventriculoperitoneal (VP) shuntkirurgi, grundpelaren behandling för hydrocefalus hos vuxna, är dåliga på grund av höga shuntfel. Vi presenterar intraoperativa bilder av VP-shuntinsättning med hjälp av neuronavigation och laparoskopivägledning, med målet att minska riskerna för proximala respektive distala shuntkateterfel.
Abstract
Hydrocefalus är ett vanligt neurokirurgiskt tillstånd för vuxna som vanligtvis kräver behandling med en cerebrospinalvätska (CSF) shunt, varav ventriculoperitoneal (VP) shunt är den vanligaste typen. Tyvärr är felfrekvensen för VP-shunts alarmerande hög, med upp till 50% av patienterna som kräver revisionskirurgi inom 2 år. VP-shuntfel kan uppstå på grund av infektion eller felaktig katetrar, migrering och ocklusion. Vi genomförde ett samarbete mellan ledneurokirurgi och allmän kirurgi i en 7-årig prospektiv icke-randomiserad konsekutiv kvalitetsförbättringskohortstudie för att minska frekvensen av ventrikuloperitoneala (VP) shuntfel hos 224 vuxna patienter vid en tertiär vårdinstitution. Initiativet kombinerade användningen av elektromagnetisk stereotaktisk neuronavigation för att styra placeringen av den proximala katetern och laparoskopi för att placera den distala katetern under direkt visualisering. Med laparoskopisk hjälp förankrades den distala katetern genom ett litet hål som skapades i det falciforma ligamentet och placerades i rätt retrohepatiskt utrymme, fritt från omentum, vidhäftningar eller tarm som kan hindra kateterspetsen. Operationerna utfördes med hjälp av ett protokoll för förebyggande av shuntinfektion för att minska risken för shuntinfektioner. Här presenterar vi en intraoperativ video av det kirurgiska ingreppet. Överensstämmelse med strategier för minskning av shuntinfektioner och kombinerad användning av neuronavigations- och laparoskopitekniker vid vuxen VP-shuntkirurgi resulterade i en 44% minskning av risken för totalt shuntfel. Den betydande positiva effekten med avseende på shunt-misslyckandefria patientresultat bland patienter som genomgick VP-shuntkirurgi med denna strategi understryker värdet i samband med användningen av dessa moderna intraoperativa tekniker och samarbete mellan specialiteter under VP-shuntkirurgi.
Introduction
Hydrocephalus, en vanlig neurologisk sjukdom som drabbar cirka 175 per 100 000 vuxnavärlden över 1 kännetecknas av ackumulering av cerebrospinalvätska (CSF) i hjärnventriklarna på grund av en obalans mellan CSF-produktion och upptagsprocesser i hjärnan2. Eftersom olika icke-kirurgiska terapier har misslyckats3, är den enda livskraftiga behandlingen av hydrocephalus den kirurgiska avledningen av CSF från hjärnventriklarna. Det vanligaste tillvägagångssättet som används hos vuxna är placeringen av en shunt som dränerar den ventrikulära CSF i bukhålan (ventriculoperitoneal [VP] shunt)4,5.
En VP-shunt har tre subkutant placerade komponenter: en proximal ventrikulär kateter införd i en CSF-ventrikel genom ett skallehål, en ventil för att reglera flödet och en distal kateter för att ansluta ventilen till bukhålan där CSF deponeras och reabsorberas (figur 1). Alternativt kan en shunt rinna ut i det venösa systemet på nivån av det högra förmaket (ventrikuloatrial [VA] shunt)6,7 eller avleda spinal CSF från ryggraden till bukhålan (lumboperitoneal [LP] shunt)8. Det finns för närvarande inga bevis som stöder överlägsenheten hos VP kontra VA kontra LP-shuntsystem. Hos vuxna misslyckas 15%-25%9,10,11,12 av nya VP-shunts, vanligtvis inom de första 6 månaderna, och uppåt 50% misslyckas i högriskpopulationer 13. VP-shuntfel kan vara sekundärt till en shuntinfektion, ventilfel eller kateterfel på de proximala eller distala platserna 12,14,15,16,17. Varje shuntfel kräver upprepad kirurgi, vilket är förknippat med en kumulativ risk för perioperativa komplikationer18,19 och stress för patienter och familjer, förutom ökade sjukvårdsinfrastrukturkostnader 20,21,22,23,24.
Den “traditionella” VP-shuntinsättningstekniken innebär frihandsinsättning av den proximala katetern med hjälp av ytanatomiska landmärken och placering av den distala katetern antingen via en mini-laparotomi eller en trokarledning25,26,27. Dessa tekniker tillåter inte spårning i realtid eller direkt visualisering av den slutliga platsen under eller efter kateterinsättning. Underlåtenhet att uppnå en idealisk position för dessa katetrar kan leda till shuntfel, vilket är den vanligaste långsiktiga komplikationen i samband med VP-shuntbehandling av hydrocephalus10,28. Proximala katetrar misslyckas vanligtvis på grund av felposition och / eller efterföljande ocklusion av choroid plexusvävnaderna eller intraventrikulärt skräp. De främsta orsakerna till distal katetersvikt hos vuxna inkluderar felaktig kateterplacering, migration och / eller ocklusion av omentala vävnader, tarm och intrabdominal skräp eller vidhäftningar 11,28,29,30,31.
Det finns nyligen bevis som tyder på att modifieringen av VP-shuntinsättningstekniker genom att placera de proximala och distala katetrarna under neuronavigation respektive laparoskopisk vägledning är förknippade med minskad risk för shuntfel 26,32,33. Dessutom har överensstämmelse med shuntinfektionsreduceringsprotokoll visat sig minska riskerna för shuntfel sekundärt till infektioner34. beskrev dessutom en “falciform teknik” där den distala katetern förankrades i det falciforma ligamentet och placerades i det perihepatiska utrymmet bort från omentumet, vilket bidrog till att minska risken för katetermigration och obstruktion av omentum35. Såvitt vi vet, medan användningen av neuronavigation och laparoskopi har bedömts oberoende, har deras kombinerade fördelar inte rapporterats, och de kirurgiska teknikerna har inte beskrivits tillräckligt i litteraturen.
Vi avslutade nyligen en 7-årig prospektiv kvalitetsförbättringsstudie som kombinerade neuronavigation, laparoskopi, falciformtekniken och ett shuntinfektionsreduceringsprotokoll hos vuxna hydrocefaluspatienter36. Med vårt kombinerade tillvägagångssätt minskade den totala risken för shuntfel med 44%36. Målet med detta dokument är att presentera en kirurgisk video åtföljd av en steg-för-steg-guide för de operativa teknikerna för att främja ett paradigmskifte mot användningen av dessa tillägg för att minska riskerna för shuntfel hos vuxna.
Det kirurgiska tillvägagångssättet som presenteras här kan utföras för alla VP-shuntinsättningsoperationer. Vi beskriver fallet med en 72-årig hane som diagnostiserades med idiopatisk normaltryckshydrocefalus (iNPH) och uppfyllde kriterierna för en VP-shuntinsättning37. Patienten presenterades med en 1 års historia av progressiv gång och kognitiv försämring, med intermittent urininkontinens. Hans tidigare medicinska historia var betydelsefull för högt blodtryck och kirurgisk behandling av blåscancer. En magnetisk resonanstomografi (MRI) hjärnutvärdering av patienten visade ventrikulomegali med ett Evans index på 0,41. En MR-utvärdering som slutfördes 4 år tidigare visade inte ventrikulomegali med ett Evans index på 0,29 (figur 2). Hans neurologiska undersökning bekräftade att han hade en bred blandning av gång med låg stegsida och en onormalt långsam gånghastighet på 0,83 m/s. Han hade inga tecken på myelopati. Hans Montreal Cognitive Assessment (MoCA) version 7.1-poäng var 22/30, vilket bekräftade hans mild-måttliga kognitiva försämring. Efter en 3-dagars extern ländryggsdränering (ELD) -studie med CSF-borttagning per timme för att testa CSF-borttagningssymptomrespons, förbättrades hans gånghastighet till 1.2 m / s och hans MoCA-poäng ökade med 3 poäng.
Protocol
Representative Results
Discussion
Patienter tolererar proceduren väl, extuberas omedelbart postop och är lämpliga för icke-akuta avdelningar för övervakning över natten. Det har varit vår praxis att få en vanlig CT-skanning av huvudet nästa morgon för att bekräfta den proximala kateterplaceringen och som baslinjeavbildning för framtida hantering. Dessutom får vi en bukröntgen för att bekräfta bukkateterns postoperativa position. Majoriteten av våra patienter bedöms av både arbetsterapi och sjukgymnastik och bedöms vara säkra av när…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar Quentin Collier för hans hjälp med skapandet av videon.
Materials
| 30-degree angle laparoscope | Stryker | 0502-937-030 | |
| Barium impregnated proximal catheter | Medtronic | 41101 | |
| Bowel grasper | Richard Wolf | 8393.25 | |
| Certas Valve inline | Codman | 82-8800 | |
| Chloraprep | 3M | 355-S10325/103.25 | |
| Electrocautery | Karl Storz | 28160KA | |
| Frameless-based neuronavigation system with magnetic tracking (AxiEM) | Medtronic | 9735428/9734887 | |
| Hasson trocar | Applied Medical Inc | C0R95 | |
| Ioban | 3M | 6661EZ | |
| Monocryl | Ethicon | D8550 | |
| Open barium impregnated proximal catheter | Medtronic | 23092 | |
| Pneumatic surgical drill | Medtronic | PM100 | |
| Steri-Strips | 3M | R1547 | |
| Video System Endoscopy | Stryker | Not Available |
References
- Isaacs, A. M., et al. Age-specific global epidemiology of hydrocephalus: Systematic review, metanalysis and global birth surveillance. PLoS One. 13 (10), 0204926 (2018).
- Rekate, H. L. A contemporary definition and classification of hydrocephalus. Seminars in Pediatric Neurology. 16 (1), 9-15 (2009).
- Del Bigio, M. R., Di Curzio, D. L. Nonsurgical therapy for hydrocephalus: a comprehensive and critical review. Fluids and Barriers of the CNS. 13 (1), 3 (2016).
- Reddy, G. K., Bollam, P., Shi, R., Guthikonda, B., Nanda, A. Management of adult hydrocephalus with ventriculoperitoneal shunts: Long-term single-institution experience. Neurosurgery. 69 (4), 780-771 (2011).
- Isaacs, A. M., Williams, M. A., Hamilton, M. G. Current update on treatment strategies for idiopathic normal pressure hydrocephalus. Current Treatment and Options in Neurology. 21 (12), 65 (2019).
- Isaacs, A. M., Krahn, D., Walker, A. M., Hurdle, H., Hamilton, M. G. Transesophageal echocardiography-guided ventriculoatrial shunt insertion. Operative Neurosurgery. 19 (1), 25-31 (2020).
- Hung, A. L., et al. Ventriculoatrial versus ventriculoperitoneal shunt complications in idiopathic normal pressure hydrocephalus. Clinical Neurology and Neurosurgery. 157, 1-6 (2017).
- Kazui, H., Miyajima, M., Mori, E., Ishikawa, M., Investigators, S. -. Lumboperitoneal shunt surgery for idiopathic normal pressure hydrocephalus (SINPHONI-2): An open-label randomised trial. Lancet Neurology. 14 (6), 585-594 (2015).
- Khan, F., Rehman, A., Shamim, M. S., Bari, M. E. Factors affecting ventriculoperitoneal shunt survival in adult patients. Surgical Neurology International. 6, 25 (2015).
- Lund-Johansen, M., Svendsen, F., Wester, K. Shunt failures and complications in adults as related to shunt type, diagnosis, and the experience of the surgeon. Neurosurgery. 35 (5), 839-844 (1994).
- Anderson, I. A., et al. Factors associated with 30-day ventriculoperitoneal shunt failure in pediatric and adult patients. Journal of Neurosurgery. 130 (1), 145-153 (2018).
- Korinek, A. M., et al. Morbidity of ventricular cerebrospinal fluid shunt surgery in adults: an 8-year study. Neurosurgery. 68 (4), 985-994 (2011).
- Albanese, A., et al. Antibiotic-impregnated ventriculo-peritoneal shunts in patients at high risk of infection. Acta Neurochirurgica (Wien). 151 (10), 1259-1263 (2009).
- Reddy, G. K., Bollam, P., Caldito, G. Ventriculoperitoneal shunt surgery and the risk of shunt infection in patients with hydrocephalus: Long-term single institution experience. World Neurosurgery. 78 (1-2), 155-163 (2012).
- Lundar, T., Langmoen, I. A., Hovind, K. H. Shunt failure caused by valve collapse. Journal of Neurology, Neurosurgery, Psychiatry. 54 (6), 559-560 (1991).
- Leibold, A. T., Weyhenmeyer, J., Rodgers, R., Lee, A. Ventriculoperitoneal shunt valve fracture after traumatic motor vehicle collision. Interdisciplinary Neurosurgery. 16, 79-81 (2019).
- Sainte-Rose, C. Shunt obstruction: A preventable complication. Pediatric Neurosurgery. 19 (3), 156-164 (1993).
- Hamilton, M. G. Treatment of hydrocephalus in adults. Seminars in Pediatric Neurology. 16 (1), 34-41 (2009).
- Jaraj, D., et al. Prevalence of idiopathic normal-pressure hydrocephalus. Neurology. 82 (16), 1449-1454 (2014).
- Williams, M. A., Sharkey, P., van Doren, D., Thomas, G., Rigamonti, D. Influence of shunt surgery on healthcare expenditures of elderly fee-for-service Medicare beneficiaries with hydrocephalus. Journal in Neurosurgery. 107 (1), 21-28 (2007).
- Rosenbaum, B. P., Vadera, S., Kelly, M. L., Kshettry, V. R., Weil, R. J. Ventriculostomy: Frequency, length of stay and in-hospital mortality in the United States of America, 1988-2010. Journal of Clinical Neurosciences. 21 (4), 623-632 (2014).
- Smith, E. R., Butler, W. E., Barker, F. G. In-hospital mortality rates after ventriculoperitoneal shunt procedures in the United States, 1998 to 2000: Relation to hospital and surgeon volume of care. Jouranl of Neurosurgery. 100, 90-97 (1998).
- Simon, T. D., et al. Hospital care for children with hydrocephalus in the United States: utilization, charges, comorbidities, and deaths. Journal of Neurosurgery: Pediatrics. 1 (2), 131-137 (2008).
- Tullberg, M., et al. Shunt surgery in idiopathic normal pressure hydrocephalus is cost-effective-a cost utility analysis. Acta Neurochirurgica (Wien). 160 (3), 509-518 (2018).
- Tubbs, R. S., Maher, C. O., Young, R. L., Cohen-Gadol, A. A. Distal revision of ventriculoperitoneal shunts using a peel-away sheath). Journal of Neurosurgery: Pediatrics. 4 (4), 402-405 (2009).
- Naftel, R. P., et al. Laparoscopic versus open insertion of the peritoneal catheter in ventriculoperitoneal shunt placement: Review of 810 consecutive cases. Journal of Neurosurgery. 115 (1), 151-158 (2011).
- Lind, C. R., Tsai, A. M., Lind, C. J., Law, A. J. Ventricular catheter placement accuracy in non-stereotactic shunt surgery for hydrocephalus. Journal of Clinical Neurosciences. 16 (7), 918-920 (2009).
- Reddy, G. K., Bollam, P., Caldito, G. Long-term outcomes of ventriculoperitoneal shunt surgery in patients with hydrocephalus. World Neurosurgery. 81 (2), 404-410 (2014).
- Puca, A., Anile, C., Maira, G., Rossi, G. Cerebrospinal fluid shunting for hydrocephalus in the adult: factors related to shunt revision. Neurosurgery. 29 (6), 822-826 (1991).
- Paff, M., Alexandru-Abrams, D., Muhonen, M., Loudon, W. Ventriculoperitoneal shunt complications: A review. Interdisciplinary Neurosurgery. 13, 66-70 (2018).
- Cozzens, J. W., Chandler, J. P. Increased risk of distal ventriculoperitoneal shunt obstruction associated with slit valves or distal slits in the peritoneal catheter. Journal of Neurosurgery. 87 (5), 682-686 (1997).
- Hayhurst, C., et al. Effect of electromagnetic-navigated shunt placement on failure rates: a prospective multicenter study. Journal of Neurosurgery. 113 (6), 1273-1278 (2010).
- Shao, Y., et al. A laparoscopic approach to ventriculoperitoneal shunt placement with a novel fixation method for distal shunt catheter in the treatment of hydrocephalus. Minimum Invasive Neurosurgery. 54 (1), 44-47 (2011).
- Kestle, J. R., et al. A new Hydrocephalus Clinical Research Network protocol to reduce cerebrospinal fluid shunt infection. Journal of Neurosurgery Pediatrics. 17 (4), 391-396 (2016).
- Svoboda, S. M., et al. Preventing distal catheter obstruction in laparoscopic ventriculoperitoneal shunt placement in adults: The "Falciform Technique". Journal of Laparoendoscopy and Advanced Surgical Techiques A. 25 (8), 642-645 (2015).
- Isaacs, A. M., et al. Reducing the risks of proximal and distal shunt failure in adult hydrocephalus: A shunt outcomes quality improvement study. Journal of Neurosurgery. 136 (3), 877-886 (2022).
- Relkin, N., Marmarou, A., Klinge, P., Bergsneider, M., Black, P. M. Diagnosing idiopathic normal-pressure hydrocephalus. Neurosurgery. 57, 4-16 (2005).
- Muram, S., et al. A standardized infection prevention bundle for reduction of CSF shunt infections in adult ventriculoperitoneal shunt surgery performed without antibiotic-impregnated catheters. Journal of Neurosurgery. , 1-9 (2022).
- Hamilton, M., Fung, A., Liam-Li, D., Isaacs, A., Conly, J. Development and application of a surgical site infection prevention bundle for shunt-related insertions and revisions. Fluids and Barriers of the CNS. 15, (2018).
