Summary
Qui, presentiamo un protocollo sull'uso dell'ecografia intraoperatoria nella chirurgia spinale, in particolare nei casi di lesioni intradurali e lesioni nel canale spinale ventrale quando si utilizza un approccio posteriore.
Abstract
Dal 1980, ci sono stati diversi rapporti per l'uso di ultrasuoni intraoperatori come un utile coadiuvante in chirurgia spinale. Tuttavia, con l'avvento di nuove modalità di imaging all'avanguardia, l'uso dell'ecografia intraoperatoria nella chirurgia della colonna vertebrale è in gran parte caduto in disgrazia. Nonostante ciò, l'ecografia intraoperatoria continua a fornire diversi vantaggi rispetto ad altre tecniche intraoperatorie come la risonanza magnetica e la tomografia computerizzata, tra cui l'essere più convenienti, efficienti e facili da usare e interpretare. Inoltre, rimane l'unico metodo per la visualizzazione in tempo reale dei tessuti molli e delle patologie. Questo documento si concentra sui vantaggi dell'utilizzo dell'ecografia intraoperatoria, specialmente nei casi di lesioni intradurali e lesioni ventrali al sacco tecale quando ci si avvicina posteriormente.
Introduction
L'ecografia è uno degli strumenti diagnostici più comuni in medicina, in particolare per visualizzare la patologia nell'addome, negli arti e nel collo. Tuttavia, il suo uso per studiare le lesioni craniche e spinali non è attualmente ampiamente utilizzato. Nel 1978, Reid è stato il primo a segnalare l'uso degli ultrasuoni per visualizzare l'astrocitomacistico del cordone cervicale 1. Qui, le scansioni sono state eseguite con il collo del paziente flesso per consentire l'apertura della finestra intralaminare. Quattro anni dopo, nel 1982, Dohrmann e Rubin hanno riferito l'uso dell'ecografia intraoperatoria per visualizzare lo spazio intradurale in 10 pazienti2. Le patologie identificate con l'ecografia intraoperatoria tra i 10 pazienti includevano siringomielia, cisti del midollo spinale e tumori intramidollari ed extramidollari. Hanno inoltre dimostrato l'uso di ultrasuoni intraoperatori per guidare cateteri e sonde per la biopsia dei tumori, il drenaggio delle cisti e il posizionamento del catetere dello shunt ventricolare3. Ciò ha permesso il monitoraggio in tempo reale e il posizionamento preciso di sonde/cateteri, riducendo imprecisioni ed errori di posizionamento. A seguito di questi rapporti iniziali, molti altri hanno pubblicato l'uso di ultrasuoni intraoperatori per guidare il drenaggio della cisti del midollo spinale, la resezione del tumore intramidollare ed extramidollare e il posizionamento del catetere shunt siringo-subaracnoideo 4,5,6,7,8,9,10 . Inoltre, è stato dimostrato che aumenta anche il tasso di resezione completa dei tumori cerebrali solidi intraassiali e dei tumori intradurali spinali11,12. L'ecografia intraoperatoria si è dimostrata utile anche per la pianificazione chirurgica intraoperatoria prima della manipolazione del tessuto e la successiva visualizzazione di un'adeguata decompressione degli elementi neurali in pazienti con fratture della colonna vertebrale 7,9,13,14,15.
Con l'avvento della più recente tecnologia intraoperatoria che consente una visualizzazione più chiara dei tessuti molli, come la risonanza magnetica (MRI) e la tomografia computerizzata (TC), l'ecografia intraoperatoria è diventata meno comune e una modalità di imaging intraoperatorio meno favorita tra i neurochirurghi oggi16. Tuttavia, l'ecografia intraoperatoria può avere vantaggi rispetto a queste nuove tecnologie in alcuni casi operativi (Tabella 1). L'ecografia intraoperatoria ha dimostrato di dimostrare una migliore visualizzazione dei tessuti molli delle strutture intradurali rispetto alla TC intraoperatoria (iCT) o alla TC a fascio conico (cbCT)9,17. Mentre la risonanza magnetica intraoperatoria (iMRI) è utile dove disponibile a causa della maggiore risoluzione dei tessuti molli che fornisce, è costosa, richiede tempo e non fornisce immagini in tempo reale6, 16,18. Un esempio è nella circostanza di una massa intradurale ventrale al sacco tecale che il chirurgo non è in grado di visualizzare direttamente. Inoltre, nonostante sia dipendente dall'operatore, dalla nostra esperienza, l'ecografia intraoperatoria è abbastanza semplice da usare e può essere facilmente letta senza un radiologo.
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Protocol
Il protocollo qui illustrato segue le linee guida del comitato etico della ricerca umana presso il Brigham and Women's Hospital.
1. Protocollo preoperatorio
- Valutare i pazienti con patologia spinale in clinica e determinare l'idoneità per la chirurgia spinale. Eseguire la valutazione neurologica e ottenere la TC o la risonanza magnetica per identificare la lesione spinale.
- Includere pazienti che hanno una patologia intradurale come schwannoma, ependimoma, meningioma, astrocitoma, ecc.; o pazienti che hanno una patologia extradurale compressiva ventrale, come un'ernia del disco toracica ventrale, frammenti di frattura ventralmente o un tumore osseo spinale con compressione ventrale.
NOTA: La patologia è determinata dall'imaging spinale con TC o risonanza magnetica. I criteri di esclusione includono i pazienti che non possono tollerare la chirurgia o i pazienti con una prognosi estremamente sfavorevole.
2. Preparazione per la chirurgia
- Non permettere al paziente di consumare nulla per via orale dopo la mezzanotte prima dell'intervento chirurgico.
NOTA: Il paziente sarà posto in anestesia generale e intubato dall'anestesista. - Posizionare il paziente con la schiena esposta in base alla preferenza del chirurgo per la chirurgia spinale.
- Sterilizzare l'area chirurgica con povidone-iodio strofinando l'area.
3. Chirurgia
Nota: Questa sezione del protocollo segue le tecniche generali di chirurgia della colonna vertebrale che possono essere referenziate da qualsiasi libro di testo di tecnica di chirurgia della colonna vertebrale affidabile19.
- Fai un'incisione con un bisturi lungo la lunghezza della colonna vertebrale sopra i livelli appropriati delle vertebre e continua a fare un'incisione diritta verso il basso fino a raggiungere l'osso.
NOTA: La dimensione dell'incisione dipenderà dalla dimensione della patologia. Ad esempio, se il tumore si estende su due livelli vertebrali, sarà necessario esporre almeno due livelli vertebrali. Quando l'osso è esposto, è possibile eseguire una radiografia con una macchina a raggi X portatile per verificare le vertebre corrette. - Eseguire la dissezione subperiostale mediante cauterizzazione elettrochirurgica ed esporre il processo spinoso che viene visualizzato come un processo osseo bulboso. Ruotare il tagliente ventralmente e spazzare attraverso il laminare.
- Utilizzare una combinazione di una pinza ossea Leksell e un trapano ad alta velocità per rimuovere la lamina ossea e il processo spinoso per esporre il legamento flavum sottostante.
- Utilizzare una Curette angolata e un pugno osseo Kerrison per rimuovere il legamento flavum per rivelare la dura madre sottostante.
- Utilizzare la matrice bipolare ed emostatica per ottenere l'emostasi.
NOTA: Il successo di una buona immagine ecografica si basa su un campo chirurgico pulito.
4. Ecografia intraoperatoria
- Utilizzare una macchina ad ultrasuoni mobile e una sonda trasduttore con un diametro di 20 mm.
NOTA: la sonda deve avere un intervallo di frequenza da 10 a 4,4 MHz. Qualsiasi dispositivo comparabile con diametro della sonda e gamma di frequenza simili dovrebbe essere sufficiente. - Dopo la rimozione ossea e l'esposizione dura, riempire il campo chirurgico con una soluzione salina sufficiente in modo che la sonda del trasduttore ad ultrasuoni possa essere immersa.
NOTA: Generalmente, è necessario un intervallo di 100-500 ml di soluzione salina. La soluzione salina consente l'accoppiamento acustico. - Accendere la macchina ad ultrasuoni e posizionare la sonda ad ultrasuoni all'interno del bagno salino al livello di interesse per iniziare ad acquisire immagini.
NOTA: Non è necessario posizionare la sonda toccando direttamente la dura o il midollo spinale. Le immagini vengono acquisite sullo schermo ecografico in tempo reale e possono essere interpretate immediatamente dal chirurgo. Le immagini sullo schermo possono essere acquisite in qualsiasi momento premendo il pulsante Blocca e possono essere salvate premendo il pulsante Salva . - Acquisire immagini in tempo reale nel piano longitudinale posizionando la sonda ad ultrasuoni in linea con la direzione del canale spinale per visualizzare il midollo spinale e la lesione in modo simile alle immagini sagittali della risonanza magnetica.
- Acquisisci immagini in tempo reale nel piano trasversale posizionando la sonda ad ultrasuoni perpendicolare al canale spinale per visualizzare il midollo spinale e la lesione come le immagini assiali della risonanza magnetica.
- Acquisire immagini in tempo reale per verificare la posizione delle lesioni che non possono essere visualizzate direttamente, per correlare con le immagini TC o MRI preoperatorie, per guidare il posizionamento dello strumento chirurgico e / o per confermare la risoluzione della patologia.
NOTA: Quando necessario, un piccolo pezzo di spugna compressa sterile di circa 0,5 cm x 0,5 cm può essere utilizzato come marcatore chirurgico iperecoico da posizionare in campo chirurgico e aiutare a correlare la posizione chirurgica con la posizione dell'immagine. Questo aiuta a localizzare la lesione durante l'intervento chirurgico e aiuta anche a identificare il margine del tumore.
5. Follow-up postoperatorio
- Dopo la dimissione, chiedi al paziente di tornare in clinica entro un mese per il follow-up.
- Eseguire una valutazione neurologica e scansioni TC o MRI per confermare la risoluzione dei sintomi e della patologia.
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Representative Results
Sulla normale ecografia della colonna vertebrale, la dura è uno strato ecogenico che circonda il liquido spinale anecoico. Il midollo spinale si distingue per il suo aspetto omogeneo e la bassa ecogenicità che è circondato da un bordo ecogenico. Questo bordo ecogenico è dovuto allo spostamento di densità dal liquido spinale al midollo spinale. Il canale centrale appare come un'eco centrale luminosa, mentre le radici nervose in uscita appaiono altamente ecogeniche, in particolare alla cauda equina16. L'ecografia intraoperatoria può svolgere un ruolo vantaggioso nella resezione della lesione di massa intradurale. In un caso standard, la TC o la risonanza magnetica preoperatoria si avvicinano alla posizione di una massa intradurale rispetto alle strutture adiacenti note. Con questa approssimazione, viene effettuata una durotomia, di solito con l'estensione della durotomia in entrambe le direzioni per un'esposizione sufficiente della lesione. Nei casi di tumori della cauda equina, la lesione può migrare rostralmente rispetto all'imaging preoperatorio20. Con l'ecografia intraoperatoria, la lesione può essere facilmente visualizzata prima dell'apertura durale e la durotomia può essere effettuata in modo più appropriato e accurato nella posizione esatta della massa20,21. Inoltre, con lesioni intramidollari in cui è necessaria una dissezione attraverso il midollo spinale per raggiungere i tumori, il rischio di danni neurali e conseguente deficit neurologico può essere ridotto con l'uso di ultrasuoni intraoperatori per guidare il chirurgo22. Inoltre, una spugna compressa sterile è facilmente identificabile sugli ultrasuoni come materiale iperecoico senza attenuazione dell'onda acustica e può essere utilizzata come marcatore chirurgico per distinguere i piani tissutali e i limiti per la dissezione15,23. Un esempio è visto nelle Figure 1, 2 e 3 in cui una lesione intramidollare cervicale è stata avvicinata tramite una mielotomia della linea mediana. L'ecografia intraoperatoria è stata utile per visualizzare e delineare i limiti del tumore, nonché per determinare la resezione e la risoluzione dell'effetto di massa tumorale.
L'ecografia intraoperatoria è particolarmente utile anche nei casi operativi con un approccio posteriore per resecare le lesioni ventrali al sacco tecale, specialmente nella colonna cervicale e toracica dove il midollo spinale è vulnerabile alle lesioni con manipolazione. Mentre il canale spinale ventrale può essere avvicinato anteriormente per una migliore visualizzazione della lesione, ci sono aumenti associati nel tempo operativo, sanguinamento e morbilità. Pertanto, è preferibile un approccio posteriore e l'incapacità di visualizzare direttamente la lesione può essere superata con l'ecografia intraoperatoria per guidare il chirurgo. I casi in cui questa tecnica è particolarmente utile includono la resezione delle ernie del disco intervertebrale, la riduzione delle fratture da scoppio toracolombare, la resezione dei tumori extradurali ventrali e nei casi di stenosi del canale spinale dovuta all'ossificazione del legamento longitudinale posteriore in cui è necessaria la conferma di un'adeguata decompressione posteriore13, 14, 24,25,26,27,28 ,29,30,31,32,33,34. In una resezione sintomatica dell'ernia del disco toracico mediante approccio posteriore, l'ecografia intraoperatoria ha aiutato a valutare la decompressione e ad assicurare che tutti i frammenti del disco compressivo fossero asportati (Figura 4-5). Allo stesso modo, nel caso di una frattura da scoppio lombare, l'ecografia intraoperatoria è stata utile per confermare un'adeguata decompressione e rimozione di tutti i frammenti (Figura 6-7).
| Tecnologia di imaging | Vantaggio |
| Ecografia intraoperatoria | • In tempo reale |
| • Eccellente risoluzione dei tessuti molli | |
| CONO beam CT e TC intraoperatoria | • Ricostruzioni 3D e multiplanari |
| • In grado di essere abbinato a sistemi di navigazione | |
| Risonanza magnetica intraoperatoria | • Ricognizioni multiplanari |
| • Eccellente risoluzione dei tessuti molli | |
| Fluoroscopia intraoperatoria | • In tempo reale |
| • Immagini 2D di strutture ossee |
Tabella 1. Confronto delle tecniche di imaging intraoperatorio
Figura 1. Le immagini preoperatorie rivelano una lesione intramidollare. Un maschio di 54 anni senza una significativa storia medica passata ha presentato una storia di febbre di 1 mese. Una risonanza magnetica cervicale ha rivelato una lesione intramidollare C6. La dimensione della massa non è cambiata dopo 1 mese e un ampio lavoro non ha rivelato altre possibili cause della sua febbre. Il paziente è stato successivamente portato in sala operatoria per la diagnosi definitiva. (A) La risonanza magnetica pesata con T2 sagittale ha rivelato una lesione intramidollare a C5-7 con raccolta di liquidi nella parte superiore della massa. (B) Risonanza magnetica pesata T1 sagittale. (C) La risonanza magnetica potenziata dal contrasto sagittale mostra uno scarso miglioramento del cerchio. (D) Risonanza magnetica assiale pesata T2 a livello della raccolta del fluido. (E) Risonanza magnetica assiale pesata T2 della parte inferiore della lesione. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2. Ecografia intraoperatoria del midollo spinale dopo laminectomia. Il paziente è stato sottoposto a laminectomia C5-7 e successiva resezione della lesione intramidollare. L'ecografia intraoperatoria è stata utilizzata per guidare il percorso chirurgico attraverso il midollo spinale fino a quando il tumore non è stato visualizzato. (A) Ecografia intraoperatoria correlata con l'imaging MRI preoperatorio, rivelando la raccolta di liquidi (freccia bianca). (B) L'ecografia intraoperatoria assiale mostra una massa che comprende la maggior parte del midollo spinale. (C) Un pezzo di spugna compressa sterile (freccia bianca) di 0,5 cm x 0,5 cm è stato utilizzato durante l'operazione per confermare il limite caudale del tumore. (D) Ecografia intraoperatoria post-resezione che conferma la completa rimozione del tumore e la risoluzione dell'effetto di massa. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3. L'imaging post-operatorio della resezione rivela la resezione completa del tumore. Dopo l'intervento, il paziente è tornato al basale e la febbre si è risolta. La patologia ha rivelato ependimoma di grado II. (A) Risonanza magnetica pesata sagittale T2 2 mesi dopo l'intervento chirurgico che mostra la resezione completa del tumore. (B) Risonanza magnetica ponderata T1 senza contrasto. (C, D) Risonanza magnetica ponderata T1 con contrasto. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4. La risonanza magnetica preoperatoria rivela una grave compressione del midollo spinale. Una donna di 73 anni presentava una storia di diversi mesi di peggioramento della disfunzione dell'andatura, spasticità e intorpidimento degli arti inferiori. La forza motoria era intatta all'esame neurologico, tuttavia aveva un clono marcato, 4+ riflessi degli arti inferiori e un'andatura barcollante ad ampia base. La TC e la risonanza magnetica hanno rivelato una grande ernia del disco intervertebrale T10-11 non calcificata con compressione del midollo spinale. (A) Risonanza magnetica sagittale e (B) assiale pesata T2 che rivela l'ernia del disco T10-11 con compressione del midollo spinale. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5. L'ecografia intraoperatoria rivela l'ernia del disco e la compressione del midollo spinale. Il paziente è stato sottoposto a emilaminectomia T10-11 sul lato destro, facetectomia e microdiscectomia peduncolare con fusione T9-11. (A) L'ecografia intraoperatoria è stata utilizzata per determinare con precisione la posizione dell'ernia del disco, (B) e per valutare la decompressione e garantire la completa rimozione dell'ernia del disco. La paziente è tornata alla sua linea di base neurologica postoperatoria e i suoi sintomi precedenti si erano risolti al suo follow-up di 1 mese. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6. Dimostrazione TC preoperatoria frattura patologica L2 burst. Una donna di 57 anni con una storia significativa per il cancro dell'appendice metastatico e una cifoplastica con palloncino a L1 e L2 un mese prima per fratture da compressione patologica presentava mal di schiena meccanico e insorgenza acuta di dolore alla coscia anteriore sinistra. La forza motoria era intatta per tutto il tempo, tuttavia aveva diminuito la sensazione al tocco leggero sulla coscia anteriore sinistra. (A) La TC sagittale e (B) assiale ha rivelato una frattura patologica da scoppio di L2. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7. L'ecografia intraoperatoria rivela un frammento osseo retropolsato e la successiva riduzione completa della frattura. Il paziente è stato sottoposto a laminectomia L1-L2, riduzione transpedicolare sinistra della frattura e fusione posterolaterale T12-L3. L'ecografia intraoperatoria è stata utilizzata per identificare eventuali frammenti ossei residui. (A) Un frammento osseo retropulsato che non è stato visualizzato direttamente è stato visto nel canale spinale ventrale spostando il sacco thecal. (B) La completa riduzione della frattura e un'adeguata decompressione del canale spinale sono state confermate con gli ultrasuoni. Postoperatoriamente, il paziente è tornato al basale con la risoluzione dei sintomi. *Questa cifra è stata modificata da Vasudeva et al. 35. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
L'ecografia intraoperatoria nella chirurgia spinale è in gran parte caduta in disgrazia con l'avvento della nuova tecnologia, tuttavia, continua a fornire diversi vantaggi rispetto alle altre modalità di imaging disponibili come la risonanza magnetica e la TC 6,9,16,17,18. Oltre ad essere poco costoso, in questo protocollo mostriamo anche che è semplice da usare e può fornire la visualizzazione di strutture con una risoluzione adeguata che altrimenti non potrebbe essere vista direttamente dal chirurgo. È particolarmente utile nei casi in cui il chirurgo si sta avvicinando a una lesione situata ventralmente al canale spinale in modo posteriore. Inoltre, le immagini possono essere correlate con immagini MRI o TC pre-operatorie e non richiedono un radiologo per l'interpretazione. Ancora più importante, l'ecografia intraoperatoria rimane l'unica modalità di imaging che consente l'acquisizione di immagini in tempo reale36. Gli ultrasuoni inoltre non comportano alcun rischio di radiazioni per il paziente o il chirurgo.
Le immagini MRI o TC preoperatorie devono essere analizzate attentamente per evitare complicazioni intraoperatorie e per determinare con precisione la posizione dell'incisione iniziale. Ciò contribuirà a garantire che la sonda ad ultrasuoni si trovi nella posizione precisa desiderata. Dopo aver effettuato l'incisione iniziale, una radiografia può essere eseguita intraoperatoriamente nel sito di incisione per confermare la posizione delle vertebre. È fondamentale che venga raggiunta un'emostasi sufficiente prima di riempire il campo chirurgico con soluzione salina per acquisire immagini chiare poiché il sangue può attenuare le onde ultrasoniche. Non è necessario che la sonda tocchi direttamente la dura o il midollo spinale per l'acquisizione delle immagini. Se le immagini non sono chiare al momento dell'acquisizione, scaricare la soluzione salina e riempire con soluzione salina fresca e ripetere l'acquisizione dell'immagine.
L'unica limitazione a questo protocollo è che dipende dall'operatore, tuttavia la curva di apprendimento è delicata e i chirurghi possono diventare competenti dopo la prima o la seconda operazione36.
In conclusione, l'ecografia intraoperatoria è utile nella chirurgia spinale e dovrebbe essere considerata soprattutto nei casi di lesioni intradurali e lesioni ventrali al sacco tecale quando ci si avvicina posteriormente. La recente introduzione di ultrasuoni potenziati dal contrasto ha dimostrato anche un potenziale utilizzo nelle fistole artero-venose durali spinali e nei tumori spinali vascolarizzati37,38. L'istruzione e l'uso dell'ecografia intraoperatoria nella chirurgia spinale dovrebbero anche essere incorporati nei programmi di insegnamento di residenza e borse di studio. Lo sviluppo futuro della tecnologia a ultrasuoni può ulteriormente migliorare e aumentare l'utilità di questa modalità di imaging.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori non hanno riconoscimenti.
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). |
References
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