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Échographie peropératoire en chirurgie de la colonne vertébrale

Published: August 17, 2022 doi: 10.3791/58080
Automatic Translation
1, 1, 1
1Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School

Summary

Nous présentons ici un protocole sur l’utilisation de l’échographie peropératoire en chirurgie rachidienne, en particulier dans les cas de lésions intradurales et de lésions dans le canal rachidien ventral lors de l’utilisation d’une approche postérieure.

Abstract

Depuis les années 1980, il y a eu plusieurs rapports pour l’utilisation de l’échographie peropératoire comme complément utile dans la chirurgie de la colonne vertébrale. Cependant, avec l’avènement de nouvelles modalités d’imagerie de pointe, l’utilisation de l’échographie peropératoire en chirurgie de la colonne vertébrale est largement tombée en disgrâce. Malgré cela, l’échographie peropératoire continue d’offrir plusieurs avantages par rapport à d’autres techniques peropératoires telles que l’imagerie par résonance magnétique et la tomodensitométrie, notamment en étant plus rentables, efficaces et faciles à utiliser et à interpréter. De plus, il reste la seule méthode de visualisation en temps réel des tissus mous et des pathologies. Cet article se concentre sur les avantages de l’utilisation de l’échographie peropératoire, en particulier dans les cas de lésions intradurales et de lésions ventrales au sac thécal lors de l’approche postérieure.

Introduction

L’échographie est l’un des outils de diagnostic les plus courants en médecine, en particulier pour visualiser la pathologie de l’abdomen, des membres et du cou. Cependant, son utilisation pour étudier les lésions crâniennes et rachidiennes n’est actuellement pas largement utilisée. En 1978, Reid a été le premier à signaler l’utilisation de l’échographie pour visualiser l’astrocytome kystique de la moelle cervicale1. Ici, des scans ont été effectués avec le cou du patient fléchi pour permettre l’ouverture de la fenêtre intralaminaire. Quatre ans plus tard, en 1982, Dohrmann et Rubin ont rapporté l’utilisation de l’échographie peropératoire pour visualiser l’espace intradural chez 10 patients2. Les pathologies identifiées par échographie peropératoire chez les 10 patients comprenaient la syringomyélie, les kystes de la moelle épinière et les tumeurs intramédullaires et extramédullaires. Ils ont en outre démontré l’utilisation de l’échographie peropératoire pour guider les cathéters et les sondes pour la biopsie des tumeurs, le drainage des kystes et la mise en place du cathéter de dérivation ventriculaire3. Cela a permis la surveillance en temps réel et le positionnement précis des sondes / cathéters, réduisant ainsi l’imprécision et les erreurs de placement. Suite à ces rapports initiaux, plusieurs autres ont publié l’utilisation de l’échographie peropératoire pour guider le drainage des kystes de la moelle épinière, la résection tumorale intramédullaire et extramédullaire et la mise en place du cathéter de shunt syringo-sous-arachnoïdien 4,5,6,7,8,9,10 . En outre, il a été démontré qu’il augmentait également le taux de résection complète des tumeurs cérébrales solides intra-axiales et des tumeurs intradurales de la colonne vertébrale11,12. L’échographie peropératoire s’est également avérée utile pour la planification chirurgicale peropératoire avant la manipulation du tissu et la visualisation ultérieure d’une décompression adéquate des éléments neuronaux chez les patients présentant des fractures de la colonne vertébrale 7,9,13,14,15.

Avec l’avènement de nouvelles technologies peropératoires permettant une visualisation plus claire des tissus mous, telles que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomodensitométrie (TDM), l’échographie peropératoire est devenue moins courante et une modalité d’imagerie peropératoire moins favorisée chez les neurochirurgiens aujourd’hui16. Cependant, l’échographie peropératoire peut présenter des avantages par rapport à ces nouvelles technologies dans certains cas opératoires (tableau 1). L’échographie peropératoire a montré une meilleure visualisation des tissus mous des structures intradurales par rapport à la tomodensitométrie peropératoire (iCT) ou à la tomodensitométrie à faisceau conique (cbCT)9,17. Bien que l’IRM peropératoire (IRMi) soit utile lorsqu’elle est disponible en raison de la résolution plus élevée des tissus mous qu’elle fournit, elle est coûteuse, prend beaucoup de temps et ne fournit pas d’images en temps réel6, 16,18. Un exemple est dans la circonstance d’une masse intradurale ventrale au sac thécal que le chirurgien est incapable de visualiser directement. De plus, bien qu’elle dépende de l’opérateur, d’après notre expérience, l’échographie peropératoire est assez simple à utiliser et peut être facilement lue sans radiologue.

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Protocol

Le protocole illustré ici suit les lignes directrices du comité d’éthique de la recherche humaine du Brigham and Women’s Hospital.

1. Protocole préopératoire

  1. Évaluer les patients atteints de pathologie de la colonne vertébrale en clinique et déterminer leur admissibilité à la chirurgie de la colonne vertébrale. Effectuer une évaluation neurologique et obtenir une tomodensitométrie ou une IRM pour identifier la lésion vertébrale.
  2. Inclure les patients qui ont une pathologie intradurale telle que le schwannome, l’épendymome, le méningiome, l’astrocytome, etc.; ou des patients présentant une pathologie extradurale compressive ventrale, telle qu’une hernie discale thoracique ventrale, des fragments de fracture ventrale ou une tumeur osseuse spinale avec compression ventrale.
    REMARQUE: La pathologie est déterminée par imagerie rachidienne avec tomodensitométrie ou IRM. Les critères d’exclusion incluent les patients qui ne peuvent pas tolérer la chirurgie ou les patients dont le pronostic est extrêmement sombre.

2. Préparation à la chirurgie

  1. Ne laissez pas le patient consommer quoi que ce soit par voie orale après minuit avant la chirurgie.
    REMARQUE: Le patient sera placé sous anesthésie générale et intubé par l’anesthésiste.
  2. Positionner le patient avec le dos exposé selon la préférence du chirurgien pour la chirurgie de la colonne vertébrale.
  3. Stériliser la zone chirurgicale avec de la povidone-iode en frottant la zone.

3. Chirurgie

Remarque: Cette section du protocole suit les techniques générales de chirurgie de la colonne vertébrale qui peuvent être référencées à partir de n’importe quel manuel de technique de chirurgie de la colonne vertébrale réputé19.

  1. Faites une incision avec un scalpel le long de la colonne vertébrale sur les niveaux de vertèbres appropriés et continuez à faire une incision droite vers le bas jusqu’à ce que l’os soit atteint.
    REMARQUE: La taille de l’incision dépendra de la taille de la pathologie. Par exemple, si la tumeur s’étend sur deux niveaux vertébraux, au moins deux niveaux vertébraux devront être exposés. Lorsque l’os est exposé, une radiographie avec un appareil à rayons X portable peut être effectuée pour vérifier les vertèbres correctes.
  2. Effectuer une dissection sous-périostée par cautérisation électrochirurgicale et exposer le processus épineux qui est visualisé comme un processus osseux bulbeux. Tournez le tranchant ventralement et balayez le laminaire.
  3. Utilisez une combinaison d’une pince à os Leksell et d’une perceuse à grande vitesse pour enlever la lame osseuse et le processus épineux pour exposer le ligamentum flavum en dessous.
  4. Utilisez un poinçon osseux incliné Curette et Kerrison pour retirer le ligamentum flavum afin de révéler la dure-mère en dessous.
  5. Utilisez la matrice bipolaire et hémostatique pour obtenir l’hémostase.
    REMARQUE: Le succès d’une bonne image échographique repose sur un champ chirurgical propre.

4. Échographie peropératoire

  1. Utilisez un appareil à ultrasons mobile et une sonde transductrice de 20 mm de diamètre.
    REMARQUE: La sonde doit avoir une gamme de fréquences de 10 à 4,4 MHz. Tout dispositif comparable avec un diamètre de sonde et une gamme de fréquences similaires devrait suffire.
  2. Après l’ablation osseuse et l’exposition à la dure-mère, remplissez le champ chirurgical avec une solution saline suffisante pour que la sonde du transducteur à ultrasons puisse être immergée.
    REMARQUE: Généralement, une plage de 100-500 mL de solution saline est nécessaire. La solution saline permet un couplage acoustique.
  3. Allumez l’appareil à ultrasons et placez la sonde à ultrasons dans le bain salin au niveau d’intérêt pour commencer à acquérir des images.
    REMARQUE: Il n’est pas nécessaire de placer la sonde en touchant directement la dure-mère ou la moelle épinière. Les images sont acquises sur l’écran d’échographie en temps réel et peuvent être interprétées immédiatement par le chirurgien. Les images à l’écran peuvent être capturées à tout moment en appuyant sur le bouton Figer et peuvent être enregistrées en appuyant sur le bouton Enregistrer .
  4. Acquérir des images en temps réel dans le plan longitudinal en plaçant la sonde à ultrasons en ligne avec la direction du canal rachidien pour visualiser la moelle épinière et la lésion similaire aux images sagittales de l’IRM.
  5. Acquérir des images en temps réel dans le plan transversal en plaçant la sonde à ultrasons perpendiculairement au canal rachidien pour visualiser la moelle épinière et la lésion comme les images axiales de l’IRM.
  6. Acquérir des images en temps réel pour vérifier l’emplacement des lésions qui ne peuvent pas être visualisées directement, pour établir une corrélation avec les images préopératoires de tomodensitométrie ou d’IRM, pour guider le placement de l’outil chirurgical et/ou pour confirmer la résolution de la pathologie.
    REMARQUE: Au besoin, un petit morceau d’éponge comprimée stérile d’environ 0,5 cm x 0,5 cm peut être utilisé comme marqueur chirurgical hyperéchoïque à placer dans le champ chirurgical et aider à corréler l’emplacement chirurgical avec l’emplacement de l’image. Cela aide à localiser la lésion pendant la chirurgie et aide également à identifier la marge de la tumeur.

5. Suivi postopératoire

  1. Après le congé, demandez au patient de retourner à la clinique dans un délai d’un mois pour un suivi.
  2. Effectuer une évaluation neurologique et une tomodensitométrie ou une IRM pour confirmer la résolution des symptômes et de la pathologie.

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Representative Results

Sur l’imagerie échographique normale de la colonne vertébrale, la dure-mère est une couche échogène qui entoure le liquide céphalo-rachidien anéchoïque. La moelle épinière se distingue par son aspect homogène et sa faible échogénicité qui est entourée d’un bord échogénique. Ce bord échogénique est dû au déplacement de densité du liquide céphalo-rachidien vers la moelle épinière. Le canal central apparaît comme un écho central brillant, tandis que les racines nerveuses sortantes apparaissent très échogéniques, en particulier au niveau de la cauda equina16. L’échographie peropératoire peut jouer un rôle avantageux dans la résection de la lésion de masse intradurale. Dans un cas standard, la tomodensitométrie ou l’IRM préopératoire se rapproche de l’emplacement d’une masse intradurale par rapport aux structures adjacentes connues. Avec cette approximation, une durotomie est faite, généralement avec l’extension de la duromtomie dans les deux sens pour une exposition suffisante de la lésion. Dans les cas de tumeurs de la queue de cheval, la lésion peut migrer rostralement par rapport à l’imagerie préopératoire20. Avec l’échographie peropératoire, la lésion peut être facilement visualisée avant l’ouverture durale et la duromtomie peut être effectuée de manière plus appropriée et plus précise à l’emplacement exact de la masse20,21. En outre, avec les lésions intramédullaires où il est nécessaire de dissection à travers la moelle épinière pour atteindre les tumeurs, le risque de lésions neuronales et de déficit neurologique ultérieur peut être réduit avec l’utilisation de l’échographie peropératoire pour guider le chirurgien22. De plus, une éponge comprimée stérile est facilement identifiable à l’échographie comme un matériau hyperéchoïque sans atténuation des ondes acoustiques et peut être utilisée comme marqueur chirurgical pour distinguer les plans tissulaires et les limites de dissection15,23. Un exemple est vu dans les figures 1, 2 et 3 où une lésion intramédullaire cervicale a été approchée par une myélotomie médiane. L’échographie peropératoire a été bénéfique pour visualiser et délimiter les limites tumorales, ainsi que pour déterminer la résection et la résolution de l’effet de masse tumorale.

L’échographie peropératoire est également particulièrement utile dans les cas opératoires avec une approche postérieure pour réséquer les lésions ventrales au sac thécal, en particulier dans la colonne cervicale et thoracique où la moelle épinière est vulnérable aux blessures avec manipulation. Alors que le canal rachidien ventral peut être approché antérieurement pour une meilleure visualisation de la lésion, il y a des augmentations associées du temps opératoire, des saignements et de la morbidité. Ainsi, une approche postérieure est préférable, et l’incapacité à visualiser directement la lésion peut être surmontée avec une échographie peropératoire pour guider le chirurgien. Les cas où cette technique est particulièrement utile comprennent la résection des hernies discales intervertébrales, la réduction des fractures d’éclatement thoraco-lombaire, la résection des tumeurs extradurales ventrales et, dans les cas de sténose du canal rachidien due à l’ossification du ligament longitudinal postérieur où la confirmation d’une décompression postérieure adéquate est nécessaire13, 14, 24,25,26,27,28 ,29,30,31,32,33,34. Dans une résection symptomatique de la hersénie discale thoracique par approche postérieure, l’échographie peropératoire a aidé à évaluer la décompression et à s’assurer que tous les fragments du disque compressif étaient excisés (Figure 4-5). De même, dans le cas d’une fracture lombaire par éclatement, l’échographie peropératoire a été utile pour confirmer une décompression adéquate et l’élimination de tous les fragments (figure 6-7).

Technologie d’imagerie Avantage
Échographie peropératoire • Temps réel
• Excellente résolution des tissus mous
CT à faisceau conique et CT peropératoire • Reconstructions 3D et multiplanaires
• Peut être jumelé avec des systèmes de navigation
IRM peropératoire • Reconsutrctions multiplanaires
• Excellente résolution des tissus mous
Fluoroscopie peropératoire • Temps réel
• Images 2D de structures osseuses

Tableau 1. Comparaison des techniques d’imagerie peropératoire

Figure 1
Graphique 1. Les images préopératoires révèlent une lésion intramédullaire. Un homme de 54 ans sans antécédents médicaux significatifs a présenté des antécédents de fièvre de 1 mois. Une IRM cervicale a révélé une lésion intramédullaire C6. La taille de la masse n’a pas changé après 1 mois et un bilan approfondi n’a pas révélé d’autres causes possibles de sa fièvre. Le patient a ensuite été amené à la salle d’opération pour un diagnostic définitif. (A) L’IRM sagittale pondérée en T2 a révélé une lésion intramédullaire à C5-7 avec une collecte de liquide au sommet de la masse. (B) IRM pondérée en T1 sagittale. (C) L’IRM à contraste sagittal amélioré montre une faible amélioration de la jante. (D) IRM axiale pondérée en T2 au niveau de la collecte du fluide. (E) IRM axiale pondérée en T2 de la partie inférieure de la lésion. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

Figure 2
Graphique 2. Échographie peropératoire de la moelle épinière après laminectomie. Le patient a subi une laminectomie C5-7 et une résection ultérieure de la lésion intramédullaire. L’échographie peropératoire a été utilisée pour guider le chemin chirurgical à travers la moelle épinière jusqu’à ce que la tumeur puisse être visualisée. (A) L’échographie peropératoire est corrélée à l’imagerie IRM préopératoire, révélant la collecte de liquide (flèche blanche). (B) L’échographie peropératoire axiale montre une masse englobant la majorité de la moelle épinière. (C) Un morceau d’éponge comprimée stérile de 0,5 cm x 0,5 cm (flèche blanche) a été utilisé pendant l’opération pour confirmer la limite caudale de la tumeur. (D) Échographie peropératoire post-résection confirmant l’ablation complète de la tumeur et la résolution de l’effet de masse. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

Figure 3
Graphique 3. L’imagerie de résection postopératoire révèle une résection complète de la tumeur. Après l’opération, le patient est revenu à la ligne de base et la fièvre a disparu. La pathologie a révélé un épendymome de grade II. (A) IRM sagittale pondérée en T2 2 mois après l’opération montrant une résection complète de la tumeur. (B) IRM pondérée T1 sans contraste. (C, D) IRM pondérée T1 avec contraste. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

Figure 4
Graphique 4. L’IRM préopératoire révèle une compression sévère de la moelle épinière. Une femme de 73 ans présentait des antécédents de plusieurs mois d’aggravation du dysfonctionnement de la marche, de spasticité et d’engourdissement dans les membres inférieurs. La force motrice était intacte à l’examen neurologique, mais elle avait un clonus marqué, plus de 4 réflexes des membres inférieurs et une démarche stupéfiante à large base. La tomodensitométrie et l’IRM ont révélé une grande hernation non calcifiée du disque intervertébral T10-11 avec compression de la moelle épinière. (A) IRM sagittale et (B) axiale pondérée en T2 révélant une hernie discale T10-11 avec compression de la moelle épinière. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

Figure 5
Graphique 5. L’échographie peropératoire révèle une hernie discale et une compression de la moelle épinière. Le patient a subi une hémilaminectomie T10-11 du côté droit, une facetectomie et une microdiscectomie épargnant les pédicules avec fusion T9-11. (A) L’échographie peropératoire a été utilisée pour déterminer avec précision l’emplacement de la hernie discale, (B) et pour évaluer la décompression et assurer l’élimination complète de la hernie discale. La patiente est revenue à sa ligne de base neurologique après l’opération et ses symptômes antérieurs avaient disparu lors de son suivi de 1 mois. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

Figure 6
Graphique 6. Démonstration de tomodensitométrie préopératoire fracture pathologique L2 éclatée. Une femme de 57 ans ayant des antécédents significatifs de cancer de l’appendice métastatique et une cyphoplastie par ballonnet à L1 et L2 un mois auparavant pour des fractures de compression pathologiques présentait des maux de dos mécaniques et l’apparition aiguë de douleurs à la cuisse antérieure gauche. La force motrice était intacte tout au long, mais elle avait diminué la sensation au toucher léger sur sa cuisse antérieure gauche. (A) La tomodensitométrie sagittale et (B) axiale a révélé une fracture pathologique de l’éclatement de L2. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

Figure 7
Graphique 7. L’échographie peropératoire révèle un fragment d’os rétropulsif et une réduction complète de la fracture. Le patient a subi une laminectomie L1-L2, une réduction transpédiculaire gauche de la fracture et une fusion postérolatérale T12-L3. L’échographie peropératoire a été utilisée pour identifier tout fragment d’os résiduel. (A) Un fragment d’os rétropulseur qui n’a pas été directement visualisé a été vu dans le canal rachidien ventral déplaçant le sac thécal. (B) La réduction complète de la fracture et la décompression adéquate du canal rachidien ont été confirmées par échographie. Après l’opération, le patient est revenu à la ligne de base avec la résolution des symptômes. *Ce chiffre a été modifié à partir de Vasudeva et al. 35. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

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Discussion

L’échographie peropératoire dans la chirurgie de la colonne vertébrale est largement tombée en disgrâce avec l’avènement de la nouvelle technologie, cependant, elle continue de fournir plusieurs avantages par rapport aux autres modalités d’imagerie disponibles telles que l’IRM et la tomodensitométrie 6,9,16,17,18. En plus d’être peu coûteux, dans ce protocole, nous montrons également qu’il est simple à utiliser et peut fournir une visualisation de structures avec une résolution adéquate qui ne pourrait autrement pas être vue directement par le chirurgien. Il est particulièrement utile dans les cas où le chirurgien s’approche d’une lésion située ventralement au canal rachidien de manière postérieure. De plus, les images peuvent être corrélées avec des images IRM ou CT préopératoires et ne nécessitent pas de radiologue pour l’interprétation. Plus important encore, l’échographie peropératoire reste la seule modalité d’imagerie qui permet l’acquisition d’images en temps réel36. L’échographie ne présente également aucun risque de rayonnement pour le patient ou le chirurgien.

Les images IRM ou TDM préopératoires doivent être analysées avec soin pour éviter les complications peropératoires et pour déterminer avec précision l’emplacement de l’incision initiale. Cela aidera à s’assurer que la sonde à ultrasons sera à l’endroit précis souhaité. Après l’incision initiale, une radiographie peut être effectuée en peropératoire au site de l’incision pour confirmer l’emplacement des vertèbres. Il est essentiel que suffisamment d’hémostase soit atteinte avant de remplir le champ chirurgical avec une solution saline pour acquérir des images claires, car le sang peut atténuer les ondes ultrasonores. Il n’est pas nécessaire que la sonde touche directement la dure-mère ou la moelle épinière pour l’acquisition d’images. Si les images ne sont pas claires lors de l’acquisition, égouttez la solution saline et remplissez-la de solution saline fraîche et répétez l’acquisition de l’image.

Les seules limites de ce protocole sont qu’il dépend de l’opérateur, mais la courbe d’apprentissage est douce et les chirurgiens peuvent devenir compétents après la première ou la deuxième opération36.

En conclusion, l’échographie peropératoire est utile en chirurgie de la colonne vertébrale et doit être envisagée en particulier dans les cas de lésions intradurales et de lésions ventrales au sac thécal lors de l’approche postérieure. L’introduction récente de l’échographie à contraste amélioré a également démontré une utilisation potentielle, dans les fistules artérioveineuses durales spinales et les tumeurs rachidiennes vascularisées37,38. L’éducation et l’utilisation de l’échographie peropératoire en chirurgie de la colonne vertébrale devraient également être intégrées aux programmes de résidence et de bourse. Le développement futur de la technologie des ultrasons peut encore améliorer et accroître l’utilité de cette modalité d’imagerie.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs n’ont aucune reconnaissance.

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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Échographie peropératoire en chirurgie de la colonne vertébrale
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Chua, M. M. J., Vasudeva, V. S., Lu, … More

Chua, M. M. J., Vasudeva, V. S., Lu, Y. Intraoperative Ultrasound in Spinal Surgery. J. Vis. Exp. (186), e58080, doi:10.3791/58080 (2022).

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