Summary
ここでは、脊椎手術における術中超音波の使用に関するプロトコルを提示し、特に硬膜内病変および腹側脊柱管内の病変の場合に後方アプローチを使用する場合に提示する。
Abstract
1980年代以来、脊椎手術における有用な補助剤として術中超音波の使用についていくつかの報告がある。しかし、新しい最先端のイメージングモダリティの出現により、脊椎手術における術中超音波の使用は、ほとんど好まれなくなりました。それにもかかわらず、術中超音波は、磁気共鳴画像法およびコンピュータ断層撮影などの他の術中技術よりも、より費用対効果が高く、効率的で、操作および解釈が容易であることを含むいくつかの利点を提供し続けている。さらに、軟部組織および病状をリアルタイムで視覚化するための唯一の方法のままです。この論文は、術中超音波を使用する利点、特に硬膜内病変および後部に近づくときに窮屈嚢に腹側の病変の場合に焦点を当てる。
Introduction
超音波は、特に腹部、四肢、および首の病理を視覚化するための、医学における最も一般的な診断ツールの1つです。しかしながら、頭蓋および脊椎病変を調査するためのその使用は、現在広く利用されていない。1978年、リードは子宮頸帯嚢胞性星状細胞腫1を視覚化するための超音波の使用を最初に報告しました。ここでは、患者の首を曲げて、層内窓を開けることができるようにスキャンを行った。4年後の1982年、DohrmannとRubinは、10人の患者2の硬膜内空間を視覚化するために術中に超音波を使用することを報告しました。10人の患者の間で術中超音波で同定された病理には、注射筋尿路、脊髄嚢胞、ならびに髄内および髄外腫瘍が含まれていた。彼らはさらに、腫瘍の生検、嚢胞の排液、および心室シャントカテーテルの配置のためのカテーテルおよびプローブを導くための術中超音波の使用を実証した3。これにより、プローブ/カテーテルのリアルタイム監視と正確な位置決めが可能になり、配置の不正確さとエラーが減少しました。これらの最初の報告に続いて、脊髄嚢胞排液、髄内および髄外腫瘍切除、およびシリンゴ - くも膜下シャントカテーテルの配置を導くための術中超音波の使用を公表している4、5、6、7、8、9、10.さらに、軸内固形脳腫瘍および脊髄硬膜内腫瘍の完全切除率も増加させることが示されている11、12。術中超音波はまた、脊椎骨折を有する患者における組織の操作およびその後の適切な神経要素減圧の視覚化の前に術中手術計画に有用であることが証明されている7,9,13,14,15。
磁気共鳴画像法(MRI)やコンピュータ断層撮影法(CT)などの軟部組織のより明確な視覚化を可能にする新しい術中技術の出現により、術中超音波検査はあまり一般的ではなくなり、今日の神経外科医の間で術中イメージングモダリティはあまり好まれていません16。しかし、術中超音波は、特定の術症例においてこれらの新しい技術よりも利点を有することができる(表1)。術中超音波は、術中CT(iCT)またはコーンビームCT(cbCT)と比較して、硬膜内構造のより優れた軟部組織可視化を実証することが示されている9,17。術中MRI(iMRI)は、それが提供するより高い軟部組織分解能のために利用可能な場合には有用であるが、それは高価で時間がかかり、リアルタイム画像を提供しない6、16、18。一例は、外科医が直接視覚化することができない髄腔嚢への腹側の硬膜内塊の状況にある。さらに、オペレータに依存しているにもかかわらず、私たちの経験から、術中超音波はかなり使いやすく、放射線科医がいなくても簡単に読むことができます。
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Protocol
ここに示されているプロトコルは、ブリガム・アンド・ウィメンズ病院の人間研究倫理委員会のガイドラインに従っています。
1. 術前プロトコル
- 診療所で脊椎病理を有する患者を評価し、脊椎手術の適格性を決定する。神経学的評価を行い、CTまたはMRIスキャンを取得して脊椎病変を同定する。
- シュワンノーマ、上衣腫、髄膜腫、星状細胞腫などの硬膜内病理を有する患者 を含む。または腹側胸部ヘルニア椎間板、腹側骨折断片、または腹側圧迫を伴う脊髄骨腫瘍などの腹側圧迫硬膜外病理を有する患者。
注:病理は、CTまたはMRIによる脊髄画像によって決定される。除外基準には、手術に耐えられない患者、または予後が極めて悪い患者が含まれる。
2. 手術の準備
- 手術前の真夜中以降に患者が口で何かを消費することを許さないでください。
注:患者は全身麻酔下に置かれ、麻酔科医によって挿管される。 - 脊椎手術に対する外科医の好みに応じて背中を露出させた患者を配置します。
- 手術領域をポビドンヨードで消毒するには、その領域をこすります。
3. 手術
注:プロトコルのこのセクションは、評判の良い脊椎手術技術の教科書19から参照できる一般的な脊椎手術技術に従います。
- 適切な椎骨レベルの上に背骨の長さに沿ってメスで切開を行い、骨に達するまでまっすぐな切開を続けます。
注:切開部の大きさは、病理の大きさに依存する。例えば、腫瘍が2つの椎体レベルにまたがる場合、少なくとも2つの椎体レベルを露出させる必要がある。骨が露出すると、ポータブルX線装置でX線を照射して、正しい椎骨を検証することができます。 - 電気外科的焼灼による骨膜下郭清を行い、球根骨プロセスとして可視化される棘突起を露出させる。刃先を腹側に回し、層流を横切って掃引します。
- Leksellボーンプライヤーと高速ドリルを組み合わせて骨の薄層と棘状プロセスを除去し、その下の靭帯フラバムを露出させます。
- 角度の付いたキュレットとケリソンの骨パンチを使用して靭帯フラバムを除去し、その下の硬膜を明らかにします。
- 止血を達成するためにバイポーラおよび止血マトリックスを使用する。
注:良好な超音波画像の成功は、クリーンな手術野にかかっています。
4. 術中超音波
- 移動式超音波装置と直径20mmのトランスデューサプローブを使用してください。
メモ: プローブの周波数範囲は 10 ~ 4.4 MHz である必要があります。プローブの直径と周波数範囲が類似した同等のデバイスであれば十分です。 - 骨の除去および硬膜曝露の後、超音波トランスデューサプローブを水没させることができるように、手術野を十分な生理食塩水で満たしてください。
注:一般に、100〜500mLの生理食塩水が必要です。生理食塩水は音響結合を可能にします。 - 超音波装置の電源を入れ、超音波プローブを生理食塩水浴内に関心のあるレベルに配置して、画像の取得を開始します。
注:プローブを硬膜または脊髄に直接触れる必要はありません。画像は超音波スクリーン上でリアルタイムで取得され、外科医によって直ちに解釈することができる。画面上の画像は、 フリーズ ボタンを押すことでいつでもキャプチャでき、保存ボタンを押すことで 保存 できます。 - 超音波プローブを脊柱管の方向に沿って配置することにより、縦面のリアルタイム画像を取得し、MRIからの矢状画像と同様に脊髄および病変部を視覚化する。
- 超音波プローブを脊柱管に垂直に配置して横平面のリアルタイム画像を取得し、MRIからの軸方向画像のように脊髄と病変部を可視化します。
- リアルタイム画像を取得して、直接可視化できない病変の位置確認、術前CTやMRI画像との相関、手術器具の配置の誘導、病理の分解能の確認を行います。
注:必要に応じて、約0.5 cm x 0.5 cmの滅菌圧縮スポンジの小片を、手術野に配置する過エコー手術マーカーとして使用し、手術位置と画像位置を相関させるのに役立ちます。これは、手術中に病変を見つけるのに役立ち、腫瘍の縁を特定するのにも役立ちます。
5. 術後フォローアップ
- 退院後、患者はフォローアップのために1ヶ月以内に診療所に戻ってもらいます。
- 神経学的評価およびCTまたはMRIスキャンを行い、症状および病理の解決を確認する。
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Representative Results
通常の脊椎超音波画像では、硬膜は無響性脊髄液を囲むエコー生成層である。脊髄は、その均質な外観とエコージェニックリムに囲まれた低いエコー原性によって区別される。このエコージェニックリムは、脊髄液から脊髄への密度シフトによるものである。中央管は明るい中央エコーとして現れるが、出る神経根は、特にカウダ・エクイナ16において、非常にエコージェニックに見える。術中超音波は、硬膜内腫瘤病変切除において有利な役割を果たすことができる。標準的な症例では、術前CTまたはMRIは、既知の隣接構造に対する硬膜内塊の位置を近似する。この近似により、デュロトミーが行われ、通常は、病変の十分な曝露のためにデュロトミーをいずれかの方向に延長する。尾鞘上馬腫瘍の場合、病変は術前画像化20に関して吻側的に遊走し得る。術中超音波により、硬膜開口の前に病変を容易に視覚化することができ、硬膜切除術を塊20、21の正確な位置までより適切かつ正確に行うことができる。さらに、腫瘍に到達するために脊髄を通る解剖が必要である髄内病変では、外科医22を導くために術中超音波を使用することにより、神経損傷およびその後の神経学的欠損のリスクを低減することができる。さらに、滅菌圧縮スポンジは、音響波減衰のないハイパーエコー材料を超音波上で容易に識別し、組織平面および解剖の限界を区別するための外科的マーカーとして利用することができる15,23。図1、2、3には、正中線骨髄切除術を介して子宮頸部髄内病変が接近した例が見られる。術中超音波は、腫瘍限界を視覚化および描写し、ならびに腫瘍質量効果の切除および分解能を決定するのに有益であった。
術中超音波はまた、腹側から窩嚢までの病変を切除するための後方アプローチを有する術症例、特に脊髄が操作による傷害に対して脆弱である頸椎および胸椎において特に有用である。腹側脊柱管は、病変のよりよい視覚化のために前方に近づくことができるが、手術時間、出血、および罹患率の関連する増加がある。したがって、事後アプローチが好ましく、病変を直接視覚化することができないことは、外科医を導くために術中超音波で克服することができる。この技術が特に有用である症例には、椎間板ヘルニアの切除、胸腰椎破裂骨折の減少、腹側硬膜外腫瘍の切除、および適切な後部減圧の確認が必要な後縦靭帯の骨化による脊柱管狭窄症の場合が含まれる13、14、24、25、26、27、28,29,30,31,32,33,34.事後アプローチによる症候性胸椎間板ヘルニア切除では、術中超音波は減圧を評価し、すべての圧縮椎間板断片を確実に切除するのを助けた(図4-5)。同様に、腰椎バースト骨折の場合、術中超音波は、すべての断片の適切な減圧および除去を確認するのに有用であった(図6〜7)。
| イメージング技術 | 利 |
| 術中超音波検査 | •リアルタイム |
| • 優れた軟部組織分解能 | |
| コーンビームCTおよび術中CT | • 3Dおよびマルチプレーナ再構成 |
| • ナビゲーションシステムとペアリング可能 | |
| 術中MRI | • マルチプレーナ再構成 |
| • 優れた軟部組織分解能 | |
| 術中透視検査 | •リアルタイム |
| •骨構造の2D画像 |
表 1.術中イメージング技術の比較
図1.術前画像は髄内病変を明らかにする。 重要な過去の病歴のない54歳の男性は、1ヶ月の発熱歴を示しました。子宮頸部MRIにより、C6髄内病変が明らかになった。質量の大きさは1ヶ月後も変化せず、広範な精密検査は彼の発熱の他の考えられる原因を明らかにしなかった。その後、患者は確定診断のために手術室に運ばれた。 (A) 矢状T2強調MRIは、C5-7の髄内病変を明らかにし、塊の上部に体液が採取された。 (B) 矢状T1強調MRI。 (C) 矢状コントラスト増強MRIは、わずかな縁増強を示す。 (D) 流体収集のレベルでの軸方向T2強調MRI。 (e) 病変部の下部の軸方向T2強調MRI。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2.椎間板切除術後の脊髄の術中超音波検査。 患者はC5-7椎弓切除術およびその後の髄内病変の切除を受けた。術中超音波は、腫瘍が視覚化されるまで脊髄を通る外科的経路を導くために使用された。( A) 術中の超音波は術前のMRI画像と相関し、体液収集を明らかにする(白矢印)。 (b) 軸術中超音波は、脊髄の大部分を包含する質量を示す。(C)0.5cm×0.5cmの滅菌圧縮スポンジ(白矢印 ) 片を手術中に使用し、腫瘍の尾部限界を確認した。 (D) 切除後の術中超音波検査で、腫瘍の完全な除去および質量効果の解決を確認する。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図3.術後切除画像化により、完全な腫瘍切除が明らかになる。 術後、患者はベースラインに戻り、発熱は解消した。病理学はグレードII上衣腫を明らかにした。 (a) 術後2ヶ月の矢状T2強調MRIで腫瘍の完全切除を示す。 (B) コントラストなしのT1強調MRI。 (C, D) コントラストのあるT1強調MRI。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図4.術前MRIは重度の脊髄圧迫を明らかにする。 73歳の女性は、下肢の歩行機能障害、痙攣、しびれの悪化の数ヶ月の病歴を示しました。神経学的検査では運動強度は無傷でしたが、彼女はクローヌス、4つ以上の下肢反射、および広いベースの驚異的な歩行をマークしていました。CTおよびMRIは、脊髄の圧迫を伴う大きな非石灰化T10−11椎間板輪屑を明らかにした。( A )矢状突起および (B) 軸方向T2強調MRIは、脊髄圧迫を伴うT10−11椎間板ヘルニアを明らかにする。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図5.術中超音波は、椎間板ヘルニアおよび脊髄圧迫を明らかにする。 患者は、T9−11融合による右側T10−11ヘミラミン切除術、顔面切除術、および椎弓根温存微小椎間板切除術を受けた。 (A) 術中超音波は、椎間板ヘルニアの位置を正確に決定し、 (B) 減圧を評価し、椎間板ヘルニアの完全な除去を確実にするために使用された。患者は術後に神経学的ベースラインに戻り、彼女の以前の症状は彼女の1ヶ月のフォローアップで解決した。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図6.術前CT実証病理学的L2バースト骨折。 転移性虫垂癌に有意な病歴があり、病理学的圧迫骨折の1ヶ月前にL1およびL2でバルーン脊柱後弯形成術を受けた57歳の女性は、機械的腰痛および左前大腿部痛の急性発症を呈した。運動力は終始無傷だったが、左前腿部に軽く触れると感覚が低下していた。( A )矢状および (B) 軸方向CTは、病理学的L2バースト骨折を明らかにした。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図7.術中超音波は、逆噴骨断片およびその後の骨折の完全な減少を明らかにする。 患者は、L1−L2層状突出術、骨折の左経脚性縮小、およびT12−L3後側融合を受けた。術中超音波は、任意の残留骨片を同定するために使用された。 (A) 直接可視化されなかったレトロパルス骨片が腹側脊柱管に見られ、テカル嚢を置換した。 (B) 脊柱管の骨折の完全な減少および適切な減圧が超音波で確認された。術後、患者は症状解決とともにベースラインに戻った。*この数字はヴァスデーヴァらから改変された ものです。35. この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
脊椎手術における術中超音波は、新しい技術の出現により大部分が支持されなくなったが、MRIおよびCT 6,9,16,17,18などの他の利用可能な画像モダリティよりもいくつかの利点を提供し続けている。安価であることに加えて、このプロトコルでは、使いやすく、外科医が直接見ることができない適切な解像度で構造の視覚化を提供できることも示しています。これは、外科医が脊柱管に対して腹側に位置する病変に後方的に接近している場合に特に有用である。さらに、画像は術前のMRIまたはCT画像と相関させることができ、解釈のために放射線科医を必要としない。最も重要なのは、術中超音波は、リアルタイム画像取得36を可能にする唯一の画像化モダリティのままである。超音波はまた、患者または外科医に放射線リスクをもたらさない。
術前のMRIまたはCT画像は、術中の合併症を回避し、最初の切開の位置を正確に決定するために慎重に分析する必要があります。これは、超音波プローブが所望の正確な位置にあることを確実にするのに役立ちます。最初の切開が行われた後、切開部位で術中にX線を照射して椎骨の位置を確認することができる。血液が超音波を減衰させる可能性があるため、手術野を生理食塩水で満たす前に十分な止血に達し、鮮明な画像を取得することが重要です。画像取得のためにプローブが硬膜または脊髄に直接触れる必要はありません。取得時に画像がはっきりしない場合は、生理食塩水を排出し、新鮮な生理食塩水で満たし、画像取得を繰り返します。
このプロトコルに対する唯一の制限は、それがオペレータ依存的であることであるが、学習曲線は穏やかであり、外科医は、第1または第2の手術36の後に堪能になり得る。
結論として、術中超音波は脊椎手術に有用であり、特に硬膜内病変および後方に近づくときに窩嚢に腹側の病変の場合に考慮されるべきである。コントラスト増強超音波の最近の導入は、脊髄硬膜動静脈瘻および血管新生脊髄腫瘍37、38における潜在的な使用も実証している。教育と脊椎手術における術中超音波の使用も、レジデンシーおよびフェローシップ教育プログラムに組み込む必要があります。超音波技術の将来の発展は、このイメージングモダリティの有用性をさらに高め、高めることができる。
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Disclosures
著者らは開示するものは何もありません。
Acknowledgments
著者は謝辞を持っていません。
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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