Summary
在这里，我们提出了在脊柱手术中使用术中超声的方案，特别是在使用后路时硬膜内病变和腹侧椎管病变的情况下。
Abstract
自20世纪80年代以来，有几份报告称术中超声作为脊柱手术的有用辅助手段。然而，随着更新的尖端成像方式的出现，术中超声在脊柱手术中的应用在很大程度上已经失宠。尽管如此，与其他术中技术（如磁共振成像和计算机断层扫描）相比，术中超声继续提供一些优势，包括更具成本效益，高效且易于操作和解释。此外，它仍然是实时可视化软组织和病理的唯一方法。本文重点介绍术中超声的优点，特别是在硬膜内病变和向后接近时腹侧至鞘囊的病变病例。
Introduction
超声是医学上最常见的诊断工具之一，特别是用于观察腹部，四肢和颈部的病理。然而，其用于研究颅骨和脊柱病变目前尚未得到广泛使用。1978年，里德是第一个报告使用超声波可视化宫颈带囊性星形细胞瘤1的人。在这里，在患者颈部弯曲的情况下进行扫描，以允许打开层内窗口。四年后，在1982年，Dohrmann和Rubin报告了在术中超声在10名患者中可视化硬膜内空间2。在10例患者中，术中超声发现的病理包括脊髓空洞症，脊髓囊肿以及髓内和髓外肿瘤。他们进一步证明了使用术中超声引导导管和探针进行肿瘤活检，囊肿引流和心室分流导管放置3。这允许对探头/导管进行实时监控和精确定位，从而减少放置中的不准确和错误。在这些初步报告之后，其他几个人已经发表了使用术中超声引导脊髓囊肿引流，髓内和髓外肿瘤切除以及注射器 - 蛛网膜下腔分流导管放置4，5，6，7，8，9，10.此外，还显示轴内实体脑肿瘤和脊髓硬膜内肿瘤的完全切除率11，12。术中超声也被证明可用于组织操作前的术中手术计划以及随后在脊柱骨折患者中充分神经元件减压的可视化7，9，13，14，15。
随着较新的术中技术的出现，可以更清晰地可视化软组织，例如磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT），术中超声已经变得不那么常见，并且在今天的神经外科医生中不太受欢迎16。然而，在某些手术病例中，术中超声可能比这些新技术具有优势（表 1）。术中超声显示，与术中 CT （iCT） 或锥形束 CT （cbCT） 相比，硬膜内结构的软组织可视化效果更好 9，17。虽然术中MRI（iMRI）在可用的情况下是有用的，因为它提供了更高的软组织分辨率，但它是昂贵的，耗时的，并且不能提供实时图像6， 16，18。一个例子是硬膜内肿块腹侧到膜囊的情况，外科医生无法直接可视化。此外，尽管依赖于操作人员，但根据我们的经验，术中超声使用起来相当简单，无需放射科医生即可轻松读取。
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Protocol
这里说明的协议遵循布莱根妇女医院人类研究伦理委员会的指导方针。
1. 术前方案
- 在临床上评估脊柱病理学患者并确定脊柱手术的资格。进行神经系统评估并获得CT或MRI扫描以识别脊柱病变。
- 包括有硬膜内病变的患者，如神经鞘瘤、室管膜瘤、脑膜瘤、星形细胞瘤 等;或有腹侧压迫性硬膜外病变的患者，例如腹侧胸椎间盘突出、腹侧骨折碎片或脊髓肿瘤伴腹侧压迫。
注意：病理学是通过脊柱成像和CT或MRI确定的。排除标准包括不能耐受手术的患者，或预后极差的患者。
2. 手术准备
- 不要让患者在手术前的午夜后口服任何东西。
注意：患者将被置于全身麻醉下并由麻醉师插管。 - 根据外科医生对脊柱手术的偏好，将患者背部暴露在外的位置。
- 通过擦洗该区域，用聚维酮碘对手术区域进行消毒。
3. 手术
注意：本部分方案遵循普通脊柱手术技术，可从任何信誉良好的脊柱手术技术教科书19中引用。
- 用手术刀沿着脊柱的长度在适当的椎骨水平上做一个切口，并继续做一个直切口，直到到达骨头。
注意：切口的大小将取决于病理学的大小。例如，如果肿瘤跨越两个椎体水平，那么至少需要暴露两个椎体水平。当骨头暴露时，可以使用便携式X光机进行X射线检查以验证正确的椎骨。 - 通过电外科烧灼术进行骨膜下解剖，并暴露出可视为球状骨过程的棘突。向腹侧转动切削刃，然后扫过层流。
- 使用Leksell骨钳和高速钻头的组合来去除骨层和棘突，以暴露下面的韧带黄膜。
- 使用倾斜的Curette和Kerrison骨刺伤去除韧带黄体，露出下面的硬脑膜。
- 使用双极和止血基质实现止血。
注意：良好的超声图像的成功取决于干净的手术区域。
4. 术中超声
- 使用移动超声机和直径为20 mm的换能器探头。
注意：探头应具有 10 至 4.4 MHz 的频率范围。任何具有相似探头直径和频率范围的可比设备都应该足够了。 - 在骨去除和硬脑膜暴露后，用足够的盐水溶液填充手术区域，以便超声换能器探头可以被淹没。
注意：通常，需要100-500 mL的盐水溶液。盐水溶液允许声学耦合。 - 打开超声机，将超声探头放置在生理盐水浴中感兴趣的水平，以开始采集图像。
注意：没有必要将探头直接接触硬脑膜或脊髓。图像在超声屏幕上实时获取，外科医生可以立即解释。通过按“ 冻结 ”按钮可以随时捕获屏幕上的图像，也可以通过按“保存”按钮进行 保存 。 - 通过将超声探头放置在与椎管方向一致的位置上，获取纵平面上的实时图像，以可视化脊髓和病变，类似于MRI的矢状面图像。
- 通过将超声探头垂直于椎管放置，获取横向平面的实时图像，以可视化脊髓和病变，就像MRI的轴向图像一样。
- 获取实时图像以验证无法直接可视化的病变位置，与术前CT或MRI图像相关联，指导手术工具放置和/或确认病理分辨率。
注意：需要时，一小块约0.5 cm x 0.5 cm的无菌压缩海绵可用作放置在手术场中的高回声手术标志物，并有助于将手术位置与图像位置相关联。这有助于在手术过程中定位病变，也有助于识别肿瘤的边缘。
5. 术后随访
- 出院后，让患者在一个月内返回诊所进行随访。
- 进行神经学评估和CT或MRI扫描，以确认症状和病理的消退。
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Representative Results
在正常的脊柱超声成像中，硬脑膜是围绕电波脊髓液的回声层。脊髓的特点是其均匀的外观和低回声原性，其周围是回声致密的边缘。这种回声边缘是由于密度从脊髓液到脊髓的转移。中央神经管表现为明亮的中央回声，而退出的神经根似乎具有高度的回声性，特别是在马尾16处。术中超声可在硬膜内占位性病变切除术中起到有利作用。在标准病例中，术前 CT 或 MRI 近似于硬膜内肿块相对于已知邻近结构的位置。通过这种近似，进行杜氏切开术，通常将杜氏切开术向任一方向延伸，以使病变充分暴露。在马尾肿瘤的情况下，病变可以相对于术前成像20进行喙状迁移。通过术中超声检查，可以在硬膜打开之前轻松看到病变，并且可以更合适，更准确地进行硬切开术到肿块20，21的确切位置。此外，对于需要通过脊髓进行清扫以到达肿瘤的髓内病变，通过使用术中超声来指导外科医生，可以降低神经损伤和随后的神经功能缺损的风险22。此外，无菌压缩海绵在超声上很容易识别出一种没有声波衰减的高回声材料，并且可以用作手术标志物来区分组织平面和夹层限制15，23。 图1、 2 和 3 中显示了一个例子，其中通过中线骨髓切开术接近颈部髓内病变。术中超声有利于肿瘤限的可视化和描绘，以及确定肿瘤占位效应的切除和消退。
术中超声在手术病例中也特别有用，采用后路切除腹侧至鞘囊的病变，特别是在颈椎和胸椎，脊髓容易因操作而受伤。虽然腹侧椎管可以向前接近以更好地观察病变，但手术时间、出血和发病率也随之增加。因此，后路入路是优选的，并且可以通过术中超声来指导外科医生来克服无法直接可视化病变的问题。该技术特别有用的病例包括椎间盘突出症的切除，胸腰椎爆裂骨折的减少，腹侧硬膜外肿瘤的切除，以及由于后纵韧带骨化引起的椎管狭窄，需要确认足够的后路减压13，14，24，25，26，27，28，29，30，31，32，33，34.在通过后路切除有症状的胸椎间盘突出症时，术中超声有助于评估减压并确保切除所有压迫性椎间盘碎片（图4-5）。同样，在腰椎爆裂性骨折的情况下，术中超声有助于确认充分减压和去除所有碎片（图6-7）。
| 成像技术 | 优势 |
| 术中超声 | • 实时 |
| • 优异的软组织分辨率 | |
| 锥形束 CT 和术中 CT | • 3D和多平面重建 |
| • 可与导航系统配对 | |
| 术中磁共振成像 | • 多平面再抽吸 |
| • 优异的软组织分辨率 | |
| 术中透视 | • 实时 |
| • 骨结构的2D图像 |
表 1.术中影像学技术的比较
图 1.术前影像显示髓内病变。 一名 54 岁男性，无重要既往史，有 1 个月的发热病史。颈部 MRI 显示 C6 髓内病变。肿块大小在1个月后没有变化，广泛的病情检查没有发现他发烧的其他可能原因。患者随后被带到手术室进行明确诊断。 （A） 矢状位T2加权MRI显示C5-7处有髓内病变，肿块顶部有积液。 （B） 矢状位 T1 加权磁共振成像。 （C） 矢状对比增强MRI显示边缘增强很少。 （D） 在液体收集水平处进行轴向T2加权MRI。 （E） 病变下部的轴向T2加权MRI。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
图 2.椎板切除术后脊髓术中超声检查。 患者接受了C5-7椎板切除术，随后切除髓内病变。术中超声用于引导手术路径通过脊髓，直到肿瘤可以可视化。 （A） 术中超声与术前MRI影像学检查相关，显示积液（白色箭头）。 （B） 术中轴超声显示肿块覆盖大部分脊髓。 （C） 手术过程中使用0.5厘米x 0.5厘米的无菌压缩海绵（白色箭头）来确认肿瘤的尾部极限。 （D） 术中超声切除后确认肿瘤完全切除和占位效应消退。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
图 3.术后切除影像学检查显示完全肿瘤切除。 术后，患者恢复到基线，发热消退。病理学显示II级室管膜瘤。 （A） 术后2个月矢状位T2加权MRI显示肿瘤完全切除。 （B） 无造影剂的T1加权核磁共振成像。 （C、 D） T1 加权 MRI 增强。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
图 4.术前 MRI 显示严重的脊髓压迫。 一名 73 岁女性因下肢步态功能障碍恶化、痉挛和麻木数月来就诊。神经系统检查的运动强度完好无损，但她有明显的阵挛，4 +下肢反射和宽阔的交错步态。CT 和 MRI 显示大的、非钙化的 T10-11 椎间盘突出，伴有脊髓受压。 （A） 矢状位和 （B） 轴向 T2 加权 MRI 显示 T10-11 椎间盘突出伴脊髓受压。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
图 5.术中超声显示椎间盘突出和脊髓受压。 患者接受右侧 T10-11 半胺切除术、面部切除术和保留椎弓根的椎弓根微椎间盘切除术，联合 T9-11 融合术。 （A） 术中超声用于准确确定椎间盘突出的位置， （B） 评估减压情况，确保完全切除椎间盘突出。患者术后恢复神经基线，其既往症状在 1 个月的随访中已消退。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
图 6.术前 CT 显示病理性 L2 爆裂性骨折。 1例57岁女性，有转移性阑尾癌病史，L1和L2球囊后凸成形术1个月前因病理性压缩性骨折表现为机械性背痛和左大腿前部疼痛急性发作。运动强度自始至终都完好无损，但她对左大腿前部轻触的感觉减弱。 （A） 矢状面和 （B） 轴向CT显示病理性L2爆裂性骨折。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
图 7.术中超声显示骨碎片再内翻，随后骨折完全复位。 患者接受 L1-L2 椎板切除术、左椎间盘透弓骨折复位和 T12-L3 后外侧融合术。术中超声用于鉴定任何残留的骨碎片。 （A） 在腹侧椎管中观察到未直接可见的内翻骨碎片移位了鞘囊。 （B） 超声证实骨折完全减轻，椎管充分减压。术后，患者恢复到基线，症状缓解。*此图已从Vasudeva 等人修改而来。35. 请按此浏览此图的大图。
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Discussion
随着新技术的出现，脊柱手术中的术中超声在很大程度上已经失宠，然而，与其他可用的成像方式（如MRI和CT 6，9，16，17，18）相比，它仍然具有一些优势。除了价格便宜之外，在该协议中，我们还表明它易于使用，并且可以提供具有足够分辨率的结构可视化，否则外科医生无法直接看到。在外科医生以后部方式接近位于椎管腹侧的病变的情况下，它特别有用。此外，这些图像可以与术前MRI或CT图像相关联，并且不需要放射科医生进行解释。最重要的是，术中超声仍然是允许实时图像采集的唯一成像方式36。超声也不会对患者或外科医生造成辐射风险。
术前MRI或CT图像应仔细分析，以避免术中并发症并准确确定初始切口的位置。这将有助于确保超声探头位于所需的精确位置。进行初始切口后，可在切口部位进行术中 X 线检查，以确认椎骨位置。在用生理盐水填充手术区域以获得清晰的图像之前，必须达到足够的止血，因为血液会衰减超声波，这一点至关重要。探头无需直接接触硬脑膜或脊髓即可获取图像。如果在采集时图像不清晰，请引流盐水溶液并填充新鲜生理盐水溶液并重复图像采集。
该协议的唯一限制是它依赖于操作员，但是学习曲线是温和的，外科医生可以在第一次或第二次手术后变得熟练36。
总之，术中超声在脊柱手术中是有用的，尤其在硬膜内病变和向后接近时腹侧至鞘囊的病变时，应考虑超声检查。最近引入的造影剂增强超声也显示出潜在的用途，在硬脑硬膜动静脉瘘和血管化脊柱肿瘤中37，38。脊柱外科手术中的教育和术中超声的使用也应纳入住院医师和奖学金教学计划。超声技术的未来发展可以进一步增强和增加这种成像方式的实用性。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
作者没有致谢。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aloka Prosound 5 mobile ultrasound machine | Hitachi | N/A | any comparable devices on the market should suffice |
| UST-9120 transducer probe. | Hitachi | UST-9120 | Has a 20mm diameter with 10 to 4.4 MHz frequency range (any comparable compatible transducer should suffice). |
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