B超導航(實時監測)在神經外科術中的定位應用

萬曉楠 于 軍 (大連市中心醫院神經外科，遼寧 大連 116033)

神經影像導航是神經外科的一門新技術，是神經影像技術、立體定向技術與高性能電子計算機相結合的產物。它把病人的影像資料和術中位置結合起來，準確地顯示出顱內病變的三維空間及臨近的重要神經、血管結構，具有準確定位和實時跟蹤的功能。隨著科學技術的發展，術中神經影像導航定位現已有先進的術中CT、術中MRI等，這些設備術中實時定位準確可靠，但價格高，國內極少有醫院具有此條件。術中B超由于體積小，重量輕，移動性好，使用費用低廉，因此可以廣泛地用于神經外科手術中。術中B超最初應用于肝臟腫瘤和乳腺、甲狀腺等實質性器官腫瘤的切除手術〔1〕。據報道，自1988年開始B超應用于神經外科，主要用于腦室穿刺、囊腫和膿腫引流、腫瘤活檢、血腫清除等簡單操作。1992年，Becker等開始應用B超指導腦腫瘤的術中定位和切除。受其啟示，國內外神經外科醫生開始將B超技術應用于神經外科手術中。近年來，隨著B超圖像質量的不斷提高以及三維超聲的出現，顱腦B超的使用范圍不斷擴大。故研究B超導航(實時監測)在神經外科術中的定位應用，對于使得神經外科術中定位變得更加準確可靠具有重要意義。本文從B超導航的影像特點、操作方法、臨床具體應用及現狀、優缺點等方面進行綜述。

1 顱內病變的B超影像特點

1.1 囊性病變 表現為無回聲或低回聲，回聲區是否均勻取決于病變的性質。腦膿腫囊壁表現為界限清晰、厚薄不均的強回聲;蛛網膜囊腫囊壁界限清楚，回聲均勻;膠質瘤或轉移瘤囊性變者多可在囊避上發現腫瘤結節。寄生蟲囊壁菲薄，無回聲內見點狀強回聲〔2〕。

1.2 實性病變 表現為圓形、類圓形或不規則強回聲團塊。轉移瘤邊界清晰，呈內部回聲不均勻的強回聲;膠質瘤邊界欠清晰，呈增強或稍增強回聲，內部回聲不均勻;腦膜瘤邊界清晰，有包膜回聲，呈密集細點狀均勻強回聲。

1.3 囊實性病變 表現為類圓形或不規則形不均勻回聲區。淋巴瘤邊界不清，呈等回聲或弱回聲;腦內血腫呈占位性強回聲團塊，邊界清晰、中心液化、邊緣機化、呈囊樣改變〔3〕。

2 B超導航(實時監測)技術的操作方法

B超在實質性臟器內的病灶定位十分準確，1986年術中B超就被應用到神經外科手術中，但術前超聲對顱內顯像是盲區，主要是因為超聲無法穿透顱骨，經顱骨外不能使用普通B超。手術打開骨窗后，在硬膜外，B超可以顯示腦實質和顱內的病變的形態，使術中實時準確定位成為可能〔4〕。常規手術開顱，用B超探頭在硬膜外操作，當探頭平順地貼敷在硬膜表面時，可實時顯示腦實質內病灶的位置、形態、大小、距皮層的深度。根據以上信息，若病灶在非功能區，選擇距皮層最近的部位切開皮層及腦實質暴露病灶;若病灶在神經功能區，則選擇遠離神經功能區的皮層切口，在腦實質內潛行到達病灶，盡可能地減少神經功能的損傷。病灶切除后再行B超檢查，了解病變切除程度。當手術骨窗較小，探頭不能直接平順地貼敷在硬膜表面時，可用乳膠手套制作一水囊，敷在骨窗上，探頭敷在水囊上操作，可明顯改善圖像質量〔5〕。

趙明等研究發現病灶距皮層超過5 cm時，B超不能明確顯示，原因是由于超聲波的逐漸衰減，遠處的病變結構顯示困難，同時當病灶與腦實質的密度相近時，B超也常常不能明確顯示病灶。唐運濤等對B型超聲波在顱腦損傷術中及術后的應用研究中發現用3.5 MHz扇掃探頭行腦檢查多用聲場為15.0～18.0 cm，其近場1.7～2.5 cm以內圖像不清，但使用5～10 MHz高頻探頭可消除此現象。在顱骨缺損較小處探查時，可出現較大的探查盲區，一般缺損區在35 mm直徑以上基本可顯示顱內全貌。但在探頭所示扇型切面緣與同側顱骨內板間仍有10～15度掃查盲區。若缺損直徑大于7.0 cm或有多處顱骨缺損則無掃查盲區;或使用5～7 MHz腔內探頭補充掃查也能消除掃查盲區〔6〕。

3 B超導航(實時監測)技術的臨床應用及現狀

3.1 腦腫瘤 腦腫瘤是神經外科領域的重要組成部分，隨著腦轉移瘤發病率的不斷上升，顱內腫瘤患者越來越多，而手術治療仍是目前腦腫瘤患者最主要的治療方法。神經系統腫瘤手術當中，精準的定位是十分重要的，精準、及時地確定腦腫瘤所在位置、區分病變與正常組織間的界限是手術成功的關鍵。術中B超通過手術窗口作為聲窗，可以清晰顯示顱內病變的部位、大小，能對病灶進行實時、多切面、多方位的探查以確定病灶的空間位置，具有實時定位和導向的雙重作用。同時還可呈現聲像圖等特點，不同回聲特點在一定程度上可反映出腫瘤的生物學性質。彩色多普勒超聲還能清晰顯示腫瘤內部及周邊血管，進行血流動力學分析，對術中重要血管的保護和保留提供了有力保證〔7〕。

腦多發深部腫瘤，尤其是微小腫瘤的術中定位，一直是神經外科醫生最難解決的難題之一。在過去，主要依賴于術前CT和MRI檢查對于腫瘤位置的顯示。但手術時，許多因素均可導致腫瘤移位，尤其是腦功能區及深部腫瘤，腦表無明顯變化，很難找到腫瘤的準確位置。因此開顱后需在腦實質內進行穿刺探查，但強行探查勢必造成腦組織一定程度上不必要的損傷，同時準確性也較差，甚至可出現腦出血等嚴重并發癥〔8〕。應用術中B超可在開顱后，在硬腦膜表面或腦組織表面反復進行操作，可精準地確定腫瘤的位置、大小、深度及腫瘤與周圍腦組織的關系，使用方便，價格低廉，不受腦組織飄移的影響，準確性高。同時術中可隨時檢查是否還有腫瘤殘留，使腫瘤得到徹底的切除。因此術中B超，避免了不必要的盲目探查及副損傷，并且使一次手術切除多個腫瘤成為現實。提高了手術質量和患者的治愈率，縮短了手術時間，降低了手術費用，在臨床上具有廣泛的應用前景〔9〕。

3.2 顱內海綿狀血管瘤 顱內海綿狀血管瘤(cavernous hemangioma，CH)是一種較為常見的先天性血管畸形，常位于皮質下和深部白質，術中能否準確定位是影響手術效果和并發癥的關鍵。術中B超具有實時監測病變的優點，2006年復旦大學附屬華山醫院神經外科應用此技術輔助顯微手術切除皮質下CH 28例，在開顱后應用B超進行病變定位，實時輔助顯微切除病變，并判斷病變的切除程度。結果：病變定位準確，所有CH均被全部切除，未出現相關神經系統并發癥，術后隨訪均未復發。依據手術完全在術中實時超聲導航下開展結果表明：不論囊性或實性瘤體在超聲影像中均能得到準確的分辨和定位。超聲探測深度能夠達到皮質下11 cm，這一縱深足以完成所有深部病灶的定位。對于小病灶，除了準確定位和測距外，超聲實時導航下還可打開腦溝直接到達病變結構，而無需進行皮質造瘺，有效地避免了依賴于術者的經驗和解剖知識來定位病灶產生的三維空間偏差〔10〕。

3.3 皮質下病變 在腦皮質下小體積病變手術中，超聲的導航優勢更為明顯。這種情況下，皮質往往沒有明確的病理改變可以指示病變的具體位置，而術中B超的使用使術者能夠直觀地判斷病變距皮質的距離并指引方位。尤其值得重視的是，血管及血管性病變在超聲影像中具有特征性的改變。在這類手術中使用超聲能夠很好地輔助手術，畸形血管在B超監視器中均顯示為清晰的紅藍相間團塊影，與其他非血管性質的病變有著顯著的差異。對于鄰近大血管的病變，術中B超也能夠提供血管與病灶之間的解剖關系，為術者手術方式的選擇提供有效的指導。加上術中多普勒超聲預警，結合術者的解剖定位知識，能準確判斷諸如大腦中動脈、粗大的回流靜脈等較大血管的位置與走行，為提前預知和保護提供了實時指引和警示。但是，更為微小的血管很難被準確定位，仍需要更多的實踐〔11，12〕。

3.4 高血壓腦出血 高血壓腦出血的外科治療包括骨瓣開顱、鉆孔引流和立體定向血腫抽吸、小骨窗開顱等。骨瓣開顱術創傷大、失血多、腦組織暴露多、牽拉重、易加重深部核團損傷、手術時間長、術后水腫反應重，由于高血壓腦出血多發生于中老年患者，常伴有心、腎等重要臟器的損害，故對該手術耐受能力差。鉆孔引流術雖然手術創傷及時間較骨瓣開顱術大大減少，但往往殘余的血腫量大，減壓不充分，無法盡快使移位的中線結構復位。立體定向血腫抽吸時，由于不能直視下清除血腫，在抽吸后期可能誤吸出周圍的腦組織，造成不必要的損傷，對操作過程中血腫腔的出血無法動態監測，同時術后再出血發生率高。目前應用相對最多的小骨窗開顱術，雖可直視下吸除血腫，但控制難度也相對較大，吸除深部的血腫時常易傷及血腫腔壁，造成新的損傷或出血，損傷亦較大。腦內血腫微創手術的成敗關鍵在于術中穿刺血腫是否準確及是否對腦組織造成新的損傷。以上各種手術方法各有其特點及適用范圍，但都或多或少存在操作盲目性大，穿刺血腫不夠準確，術后殘余血腫量大，對術中腦組織移位無法判斷，容易造成新的腦組織損傷和再出血等缺點，都存在著某些不足〔13〕。

近幾年來B超介入技術逐漸應用于顱內血腫清除術，正好彌補了這些不足，為術者提供導引，使術者能較為精確地完成手術，使腦內血腫微創手術更趨完善。采用國產B超和自行設計改裝的微型探頭，利用B超獨有的扇形成像特征，可在較小的骨窗內探測較為廣泛的顱內結構，對腦內血腫和正常腦組織的邊界分辨清楚。因而，應用B超技術在腦內血腫微創清除術中能進行準確的定位和實時的血腫清除程度的判斷。B超經骨缺損區或顱骨鉆孔處，對病變區域進行掃查或監測，可獲得實時連續的動態影像。急性顱內血腫回聲較腦組織強，均勻或混雜以強光點為主，邊界模糊，形狀不規則，與周圍回聲較弱的腦組織有明顯的界限。慢性腦內血腫、亞急性血腫和腦軟化灶多為暗區，血腫液化后暗區均勻，周界清晰。在血腫抽吸過程中，應使血腫腔內穿刺針頭與正常腦組織邊界保持0.8～1.0 cm;抽吸血腫時不宜用力過猛和速度過快，一般液態血腫可讓其自然緩慢流出;半固態血腫可稍用力抽吸;固態血腫宜用尿激酶生理鹽水沖洗后抽吸。在每次血腫抽出后應以等量生理鹽水注入血腫腔內，避免顱內壓急驟下降，腦組織移位過劇，造成新的出血。

介入性B超技術在腦內血腫清除術的應用中主要有以下特點：(1)術中只需開一直徑為3 cm大小的小骨窗，術中采用B超微探頭，直徑1.1 cm，能置入小骨窗內進行掃描，屬于微創范圍。(2)B超能為術者提供血腫的實時動態影像，便于術者進行準確精細的操作。(3)在B超影像下能明確血腫形態、部位、范圍，在B超引導下，能準確地穿刺到血腫中心。(4)術中抽吸血腫過程中，術者對血腫量、血腫形態及范圍的變化能正確把握，當血腫量減少，血腫形態、范圍發生變化，穿刺針脫離血腫中心或貼近正常腦組織時，可隨時調整穿刺方向和位置。當血腫抽吸完畢后，及時停止抽吸，避免損傷正常腦組織。(5)對腦內重要功能區小血腫或丘腦內小血腫能準確穿刺抽吸。(6)對術中可能發生的新鮮出血或再發、遲發血腫能及時發現。(7)無輻射污染，對患者和術者均無損害，所需設備價格低廉。但介入性B超微創手術也存在一些缺點：B超圖像質量容易受多種因素的影響，如血流、空氣、儀器等;隨時聲波的逐漸衰減，深部小血腫顯示困難;超聲提供的是非標準的扇形切面影像，與神經外科醫生所熟悉的正常斷面解剖有一定差別，故術者只有熟悉腦部非標準斷層解剖標志，才能正確認識術中B超顯示的血腫影像〔14〕。但總體來說，B超技術在腦內血腫清除術中仍具有重要的、不可替代的作用。

3.5 腦膿腫 腦膿腫手術方法較多，常用穿刺法、引流法、膿腫切除法等。穿刺法操作簡單，適用于單發性膿腫，不適用于多發性膿腫，結合立體定向術可使定位更加精確，但患者常需多次穿刺才能治愈。引流術適用于膿腫壁較厚的單發性膿腫，亦不適用于多發性膿腫，術后可用抗生素液體反復沖洗膿腔至引流液清亮。膿腫切除術要在膿腫的包膜完全形成后進行，適用于病人的一般狀況較好，能耐受開顱手術，同時膿腫又位于腦的非主要功能區且較表淺者。對深部和靠近功能區的膿腫，手術切除損傷大，易出現后遺癥。B超引導下神經內鏡輔助顯微手術具有微創、直視的優點，對腦組織損傷小，能清楚顯示膿腔內的情況，直視下吸除膿液及膿苔，對多房膿腫可打通各膿腔以利沖洗引流，防止術后復發。朱文武等治療多房性腦膿腫患者1例中應用了B超引導下神經內鏡輔助顯微手術切除多房性腦膿腫。在神經內鏡直視下觀察膿腔并溝通各個腔，沖洗徹底，損傷小，術后無后遺癥。同時應用B超動態定位，提示了準確的穿刺路線，提高了手術精確度。這種手術方法創傷小，價格低廉，易操作，取得了滿意的效果〔15〕。

4 B超導航(實時監測)技術的優缺點

術中B超具有諸多優點：(1)反復性和實時性：可在硬腦膜表面或腦組織表面反復操作，提供術中連續性圖像信息。這是CT和MRI無法替代的。(2)精準性：不受腦組織飄移的影響，可精準、實時確定病變的部位、大小和深度，評價病變與周圍腦組織的關系，隨時檢查是否殘留病變，提高全切率。(3)使用方便，操作簡便，有助于縮短手術時間。(4)設備價格較低廉，患者承擔的費用較低，適合基層醫院采用。(5)對人體無損傷。但是，術中B超也有其自身的不足：(1)難以優化手術切口，只有在打開骨窗后才能探測確定病變的部位，不能在開顱前定位;(2)難以優化手術入路，B超圖像質量因受多種因素，如血流、空氣、儀器等影響，對空間的判斷遠不如 CT和 MRI準確〔16〕，不能分辨重要結構(如功能區)和顱底結構;(3)由于B型超聲波隨著病變距離的增大而衰減，因此較小和深部病變定位比較困難，距離探頭超過5～6cm和直徑＜5 mm的病變定位準確性會有所降低;(4)臨床醫生對超聲影像的認識不足，B超顯示的是非標準面斷層影像，習慣于CT和MRI的臨床醫生對此不適應。

總之，不斷開發的超聲掃描技術使先進的超聲成像成為可能，并應用于神經外科手術，包括不同類型的探頭和新型陣列技術，不同的影像模式以及與其他影像技術的結合，如CT、MRI和神經內鏡等。新型傳感器應稱為“高頻”和“高分辨率”，應用于不同的解剖部位(腦和脊髓)和不同需要的手術顯露。近年來，術中超聲掃描利用了聲學、磁性和光學追蹤方法，通過這些方法，用鑷子或其他工具作為指針來導航手術軌跡。這些發展通過減少對術區的干擾，克服了對框架輔助下的立體定向技術的限制。可以說術中超聲帶來了外科領域的巨大進步，其在神經外科的應用前景必將更加廣泛。

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