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The effects of anaesthetic agents on cortical mapping during neurosurgical procedures involving eloquent areas of the brain

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Authors


Abstract

Background

In patients presenting for surgical resection of lesions involving, or adjacent to, the functionally important eloquent cortical areas, it is vital to achieve complete or near complete resection of the pathology without damaging the healthy surrounding tissues.The eloquent areas that the surgeons are concerned with are the primary motor, premotor cortex, supplementary motor cortex and speech areas. If the lesions are within these regions surgeons could either take a biopsy or do a intracapsular decompression without damaging the mentioned areas to avoid postoperative dysfunction. If the lesions are adjacent to the above mentioned areas, the normal anatomy would get distorted. However, proper identification of the above mentioned areas would enable the surgeon to radically remove the tumours. Intraoperative mapping of the cortex with stimulating and recording electrodes is termed as electrophysiological (EP) mapping.The EP mapping of motor, sensory and language cortex is widely employed in the resection of lesions involving or adjacent to the eloquent areas. Both intravenous and inhalational agents are known to affect these EP mapping techniques.

Objectives

The aim of this review was to evaluate the effect of anaesthetic agents on intra-operative EP mapping in patients undergoing neurosurgical procedures involving, or adjacent to, the functional areas of the cortex under general anaesthesia.

Search methods

We searched the Cochrane Epilepsy Group Specialized Register (7 March 2011), The Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL issue 1 of 4, The Cochrane Library 2011), MEDLINE (Ovid, 1948 to February week 4, 2011), PsycINFO (EBSCOhost, 7 March 2011), and the National Research Register Archive and UK Clinical Research Network (7 March 2011). We also contacted other researchers in the field in an attempt to ascertain unpublished studies.

Selection criteria

We planned to include randomised and quasi randomised controlled trials irrespective of blinding in patients of any age or gender undergoing neurosurgery under general anaesthesia where cortical mapping was attempted to identify eloquent areas using either somatosensory evoked potentials (SSEPs), or direct cortical stimulation (DCS) triggered muscle motor evoked potentials (mMEPs), or both.  

We excluded patients from trials where the anaesthetic effects were evaluated during spinal cord surgery or where MEPs were recorded from modes other than direct cortical stimulation such as transcranial electrical stimulation (TcMEPs), MEPs derived from epidural electrodes (D waves) and magnetic stimulation and trials involving awake craniotomies or the asleep-awake-asleep technique during cortical mapping.

Data collection and analysis

Two review authors planned to independently apply the inclusion criteria and extract data.

Main results

No RCTs were found for this study population.

Authors' conclusions

This review highlights the need for well-designed randomised controlled trials to assess the effect of anaesthetic agents on cortical mapping during neurosurgical procedures involving eloquent areas of the brain.

Résumé scientifique

The effects of anaesthetic agents on cortical mapping during neurosurgical procedures involving eloquent areas of the brain

Contexte

Chez les patients se présentant pour une résection chirurgicale de lésions impliquant ou étant adjacentes à des aires corticales éloquentes, importantes au plan fonctionnel, il est essentiel de réaliser une résection complète ou quasi-complète de la pathologie sans endommager les tissus sains environnants. Les aires incriminées qui préoccupent les chirurgiens sont le cortex moteur primaire, le cortex prémoteur, le cortex moteur supplémentaire et les aires de la parole. Si les lésions se situent dans ces régions, les chirurgiens pourraient faire une biopsie ou procéder à une décompression intracapsulaire sans endommager les aires mentionnées afin d'éviter un dysfonctionnement post-opératoire. Si les lésions étaient adjacentes aux aires mentionnées ci-dessus, l'anatomie normale serait déformée. Cependant, une identification correcte des aires mentionnées ci-dessus permettrait au chirurgien d'éliminer radicalement les tumeurs. Une cartographie peropératoire du cortex avec des électrodes de stimulation et d'enregistrement est appelée cartographie électrophysiologique (CE). La cartographie CE du cortex moteur, du cortex sensoriel et du cortex du langage est largement utilisée dans la résection des lésions impliquant ou étant adjacentes aux aires incriminées. Les agents administrés par intraveineuse et inhalation sont connus pour affecter ces techniques de cartographie EP.

Objectifs

Le but de cette revue était d'évaluer l'effet d'agents anesthésiques sur la cartographie CE peropératoire chez des patients subissant des procédures de neurochirurgie impliquant ou étant adjacentes aux aires fonctionnelles du cortex sous anesthésie générale.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons effectué une recherche dans le registre spécialisé du groupe Cochrane sur l'épilepsie (7 mars 2011), le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL Numéro 1 sur 4, The Cochrane Library 2011), MEDLINE (Ovid, de 1948 à février 2011, semaine 4), PsycINFO (EBSCOhost, 7 mars 2011) et le National Research Register Archive and UK Clinical Research Network (7 mars 2011). Nous avons également contacté d'autres chercheurs dans le domaine dans le but d'évaluer des études non publiées.

Critères de sélection

Nous avons prévu d’inclure les essais contrôlés randomisés et quasi-randomisés, indépendamment de l'aveugle, chez des patients de tous âges et des deux sexes, subissant une neurochirurgie sous anesthésie générale, où une cartographie corticale avait été tentée pour identifier les aires incriminées en utilisant les potentiels évoqués somesthésiques (PES) ou les potentiels évoqués moteurs (PEM) déclenchés par stimulation corticale directe (SCD), ou les deux. 

Nous avons exclu les patients d'essais dans lesquels les effets anesthésiques étaient évalués au cours d'une chirurgie spinale ou dans lesquels les PEM étaient enregistrés par des modes autres que la stimulation corticale directe, tels que la stimulation électrique transcrânienne (PEM SET), des électrodes épidurales (ondes D) et une stimulation magnétique, et d'essais impliquant des craniotomies en état vigile ou la technique de sommeil-veille-sommeil au cours de la cartographie corticale.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de revue prévoyaient d'appliquer les critères d'inclusion et d'extraire les données de manière indépendante.

Résultats principaux

Aucun ECR n'a été trouvé pour cette population d'étude.

Conclusions des auteurs

Cette revue souligne la nécessité d'essais contrôlés randomisés bien conçus pour évaluer l'effet d'agents anesthésiques sur la cartographie corticale au cours de procédures de neurochirurgie impliquant des aires incriminées du cerveau.

Plain language summary

The effects of anaesthetic agents on cortical mapping during neurosurgical procedures involving eloquent areas of the brain

There are discrete areas in the brain that are responsible for sensation (sensory), control of movement (motor) and language functions. In patients with surgically removable lesions involving, or adjacent to, these areas, it is important to achieve a near complete resection without damaging the functional areas (normal brain tissue). Electrical properties of the brain cells are often monitored during these surgical procedures to accurately identify the functional areas. This technique is called electrophysiological mapping. Anaesthetic agents are known to affect the mapping techniques. The authors of this review aimed to identify and evaluate randomised controlled trials (RCTS) assessing the effect of anaesthetic agents on electrophysiological mapping of these functional areas of the brain. We were not able to find any RCTs. Good quality evidence is lacking and hence there is a need for well-designed RCTs to determine the effects of anaesthetic agents on electrophysiological mapping in this specific surgical population.

Résumé simplifié

Effets des agents anesthésiques sur la cartographie corticale au cours des procédures de neurochirurgie impliquant des aires incriminées du cerveau

Il y a de petites aires dans le cerveau qui sont responsables des fonctions de sensation (sensorielles), de contrôle du mouvement (motrices) et du langage. Chez les patients qui présentent des lésions pouvant être retirées par chirurgie et impliquant ou étant adjacentes à ces aires, il est important de réaliser une résection quasi-complète sans endommager les aires fonctionnelles (tissus cérébraux normaux). Les propriétés électriques des cellules cérébrales sont souvent enregistrées au cours de ces procédures chirurgicales pour identifier avec précision les aires fonctionnelles. Cette technique est appelée la cartographie électrophysiologique. Les agents anesthésiques sont connus pour affecter les techniques de cartographie. Les auteurs de cette revue ont cherché à 'identifier et 'évaluer des essais contrôlés randomisés (ECR) évaluant l'effet d'agents anesthésiques sur la cartographie électrophysiologique de ces aires fonctionnelles du cerveau. Nous n'avons pu trouver d’ECR. En l'absence de preuves de bonne qualité, des ECR bien conçus doivent être menés pour déterminer les effets des agents anesthésiques sur la cartographie électrophysiologique dans cette population chirurgicale spécifique.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st December, 2011
Traduction financée par: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français

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