实时超声在神经外科手术中应用

【摘 要】脑胶质瘤亦称神经外胚层肿瘤,是中枢神经系统最常见的肿瘤.既往的胶质瘤手术术中易发生脑漂移,有着不可避免的弊端.术中超声具有实时、灵活方便、定位准确等优点,引起越来越多的外科医师的重视.本文综述了术中超声的发展史、在神经外科手术中的广泛应用及前景展望.

【关 键 词】脑胶质瘤,超声

作者单位：130000长春,吉林大学中日联谊医院神经外科

通讯作者：房晓萱1术中超声的发展史

自19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章.1922年,德国出现了首例超声波治疗的发明专利［1］.1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道.40年代末期超声治疗在欧美兴起,直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的发展奠定了基础.1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段.国内在超声治疗领域起步稍晚,于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作,公开的文献报道始见于1957年.到了70年代有了各型国产超声治疗仪,超声疗法普及到全国各大型医院.术中超声［2］(intraoprativeultrasound,IOUS)是在超声显像基础上为进一步满足临床外科诊断和治疗的需要发展起来的一门新技术,已经发展成为超声医学的一个重要分支.自上世纪50年代早期,French等就利用A型超声的脉冲信号来检测切除脑组织和尸体标本内的肿瘤,此后WID和Reid利用A型超声在手术中准确地诊断了一例恶性脑肿瘤,这是第一次在神经外科手术中通过超声技术检测到病变.1961年Shlegel在肾结石手术中使用超声,1981年日本Makunchi率先将IOUS应用于肝脏外科领域,此后外科医师已日益将其广泛用于各脏器的手术操作.80年代至今,各种高分辨率,快速实时显像装置的开发与新型手术探头的不断改进,是IOUS提高到一个新水平.上世纪80年代以来,高分辨率实时超声显像设备的发展和术中专用探头的出现,是术中超声技术得到迅速发展.90年代后,彩色多普勒、能量多普勒技术和腔镜超声开始应用于手术中,并出现了笔式探头、Ⅰ型探头、穿刺探头等多种术中探头,使得术中超声灵活度提升,分辨率提高,穿透力增强,并且术中超声具有实时、灵活方便、安全无创、定位准确、费用低廉、可反复检查等优点,引起越来越多的外科医师的重视.

2术中超声在神经外科的应用

神经外科手术中定位的准确性的问题是手术成功与否的一个很重要的因素［3］.由于在手术中很多病变经脑表面不能被发现,为了显示脑组织内和脑被覆下地病灶,神经外科医生需要切开或牵拉作为完整实体的脑组织,而为了不增加脑损伤的情况下将病灶切除,则除了传统神经外科训练和随后积累的经验外,影像学机制的支持也是十分必要及关键的.

2．1在颅内动脉瘤手术中的应用颅内动脉瘤是一种致残、致死率较高的脑血管意外疾病.80％的蛛网膜下腔出血都是由颅内动脉瘤破裂引起的［4］.大部分颅内动脉瘤患者平时没有自觉症状,但是一旦发生蛛网膜下腔出血,死亡率可达50％,因此,颅内动脉瘤在神经外科有“”之称.开颅行动脉瘤夹闭术仍是其主要的治疗方法,但手术的治疗效果可能会由于术中动脉瘤夹位置放置不当或动脉瘤未夹闭完全受到严重影响.如果动脉瘤夹闭后出现邻近血管的狭窄或闭塞,会导致该血管供应区的脑组织缺血甚至梗死.如果动脉瘤夹闭不全,会仍然存在出血的风险.国外学者相继报道了微血管多普勒在颅内动脉瘤手术中的应用研究Bailes等在对35例患者共42个动脉瘤手术中研究显示：术中动脉狭窄的检出率为35％,并进行了瘤夹调整,结果认为IMD是一种可靠的术中监测手段,多数患者术后无需再复查DSA.Marchese等对13例动脉瘤患者术中行微血管多普勒监测发现,由于IMD的应用术后未出现相关并发症.国内方面崔华等人研究显示37例行动脉瘤夹闭术的患者中,共有11例(30％)动脉瘤夹被重新放置［5］.其中有2例IMD监测到血管狭窄的患者术中显微镜下却观察到血管充盈、搏动较为满意,提示术中通过肉眼观察血管搏动、充盈现象判断夹闭情况亦不能完全除外血管狭窄可能,特别是较为复杂的动脉瘤.该组患者术后所有患者均复查DSA结果显示动脉瘤完全夹闭,未见载瘤动脉或(和)邻近分支血管狭窄、闭塞,与术中IMD监测的结果相同.所以,在颅内动脉瘤手术中,术中实时超声对载瘤动脉及周围临近血管的血流监测是十分必要而且具有意义的.

2．2术中超声在脑肿瘤中的应用脑肿瘤主要包括脑膜瘤、胶质瘤、前庭神经鞘瘤、表皮样囊肿等,开颅手术切除仍是其最主要的治疗方法［6］.而手术中的切除率则是患者的预后及肿瘤复发的关键因素.不正确的手术入路及不必要的探查可能对患者造成极大的伤害.随着术中实时超声的应用上述问题得到了很好的解决.

2．2．1手术中常规开颅至硬膜,利用神经外科专用手术超声探头进行检查,可以准确地判断病变的位置、边界,通过脉冲多普勒还可以判断肿瘤的供血动脉和相应的回流静脉.术中超声还可以根据病变的发生部位、回声特点来判断病变的物理性质(囊、实性).通常囊性病变的典型表现为无回声,边界清晰,后方强回声.

2．2．2判断病变的切除程度.肿瘤术后残留是其复发的一个重要根源.术中实时超声的引进,可实时监测手术对肿瘤的切除情况,若有残留,则可根据超声显示的残留部分再次切除.国外Woydt等对45例幕上胶质瘤切除后进行了78次组织活检,将“残留肿瘤”的IOUS表现与组织学进行对照,结果表明,IOUS发现残余肿瘤具有很高的特异性,能提高肿瘤全切程度.由此可见,术中实时超声在脑肿瘤手术中应用价值很广,对提高手术疗效有着很大的益处,目前国内外尚无因行术中超声造成脑挫裂伤及颅内感染的报道.

2．3术中超声在神经外科其他手术中的应用术中超声目前除了在颅内动脉瘤及脑肿瘤手术中得到了广泛的应用,在颅内其他手术中应用也日趋广泛.像海绵状血管瘤典型变相为边界清晰的强回声,中心多呈蜂窝样改变；动静脉畸形的典型变现为五彩镶嵌的血管团,同样利用彩色多普勒可准确地判断其供血动脉及引流静脉.

3术中超声的展望

神经系统导航及术中MRI是近些年来新兴的前沿方法,但有着不可避免的弊端.手术牵拉、肿瘤切除、脑肿胀及脑脊液流失等引起的术中脑漂移,精度下降：术前术中很多因素可能影响导航系统的精确性.如何纠正术中脑漂移是神经导航技术亟待解决的问题［7］.术中开放式磁共振可提供精确的实时影像,是解决影像漂移最理想的方法.但手术室需完全屏蔽磁场,且手术器械、显微镜、监护麻醉等设备均为特殊磁相容材料,成本过高,限制了其在临床上的广泛应用.一般认为：脑移位的主要原因有颅骨骨瓣去除、硬脑膜打开、脑脊液流失、病变切除、脱水剂的使用以及重力影响等,且受骨窗位置及颅内压的影响,病变移位的方向也难以预计.术中开放式磁共振可提供精确的实时影像．是解决影像漂移最理想的方法.对于行开颅动脉瘤夹闭手术,术中DSA可显示血管的形态,但不能显示确切的血流速度,且费用较高［8］.术中超声可很好的显示肉眼正常的血管其血流数值.不断发展的超声技术使先进的超声成像成为现实,并成功得应用于神经外科手术,包括不同类型的探头和新型阵列技术,不同的影响模式以及与其他影响技术的结合,如CT、MR和神经内镜等.Hata等首先报道了超声注册用于连接无框架立体定向导航系统,利用计算机系统对重新格式化后的CT、MRI数据与术中超声图像叠加,从而对钱影响资料进行实时校正.近年来,术中超声扫面利用了升学、磁性和光学追踪的办法,通过这些办法,减少对术区的干扰克服了对框架辅助下地订立定向技术的限制.除此,术中超声具有实时、灵活方便、安全无创、定位准确、费用低廉、可反复检查等优点,已广泛的应用于神经外科领域.