顱腦脊髓超聲歷史進展及現狀

王 怡，王 涌，潘卉雯

復旦大學附屬華山醫院超聲醫學科，上海 200040

顱腦脊髓超聲歷史進展及現狀

王 怡，王 涌，潘卉雯

復旦大學附屬華山醫院超聲醫學科，上海 200040

王怡，復旦大學附屬華山醫院超聲醫學科主任醫師，博士生導師。從事超聲診斷工作20余年，尤其擅長神經外科疾病、淺表小器官超聲診斷。2005年“神經外科術中超聲定位”榮獲上海市醫療成果優勝獎，同年主辦第一屆國家繼續醫學教育項目“神經外科術中超聲應用”學習班。2007年“中樞神經系統血管母細胞瘤的基礎和臨床診治”榮獲上海市科技進步一等獎。2009年“超聲實時監測在神經外科術中的應用”榮獲上海醫學科技三等獎。目前在國外SCI收錄期刊、國內核心權威期刊發表有關論文30余篇，主編或參編專業著作10余本，承擔省部級課題10余項，多次獲得省部級科技進步獎。曾作為訪問學者赴美國南加州大學附屬醫院及美國麻省總院進修。

1　概述

目前，顱腦脊髓超聲已成為介入超聲的重要組成部分。介入超聲技術在神經外科中應用的歷史發展大致可分為3個階段［1］：第1階段是20世紀50～60年代，A型超聲和非實時B型超聲首先在臨床及術中開始使用，但由于技術缺陷，未得到普遍應用。第2階段則從20世紀70年代末到80年代，實時二維B型超聲成像設備由于即時性和直觀性方面的優勢，已能應用于臨床診療實踐；術中超聲（intraoperative ultrasound，IOUS）開始應用，其優勢也體現在神經外科手術中［2］；此階段有諸多關于IOUS應用的綜述發表，從各方面闡明其優勢和應用范圍，但由于專業性較強仍未得到普及。第3階段則是20世紀90年代，彩色多普勒技術及內鏡超聲的出現使超聲的應用范圍更加擴大；IOUS深入開展，經皮介入性超聲的應用逐漸普及，主要應用于術中配合及術后的膿腫和液體引流等。

1950年，French等［3］首次應用A型超聲技術探測切除后的顱腦腫瘤及尸體標本，使用一臺頻率為15 MHz被稱為“ultrasonascope”的設備，成功地對離體組織進行超聲探查，并獲得一些特征性回聲曲線。受這一結果的激勵，1953年Wild等［4］在術中利用A型超聲準確對顱腦惡性腫瘤進行了定位，這也是IOUS首次應用于臨床的報道。20世紀60年代中期，A型超聲設備在神經外科手術中的應用相繼報道，超聲在術中可對病灶進行迅速準確的定位，被認為是一種簡便的術中定位及探查方法［5-8］。1966年Ueda等［9］使用接觸式復合掃查設備首次獲得了清晰的顱內腫瘤靜態B型超聲圖像。

2　顱腦切面聲像圖的應用歷史

20世紀70年代，顱腦病變術中精確定位是困擾神經外科醫師的難題之一。70年代末高頻B型術中超聲設備的出現解決了這一難題。

1980年Rubin等和Moiyadi分別使用3～7.5 MHz探頭，在開顱后對顱腦的解剖結構及病灶進行超聲掃查［10-11］，完成了術中對顱腦病灶進行精確定位和探查。

1984年北京大學陳敏華配合腦外科詹名抒、鮑圣德，采用3.5 MHz探頭及自制水囊，成功完成了我國首例位于顱腦運動中樞微小腫瘤的術中精準定位，使1 cm腫瘤在9 mm切口下被摘除［12］。這些初步嘗試取得了巨大成功，隨后這一技術迅速應用于神經外科手術中，包括對腫瘤、囊腫、膿腫、血腫、炎性腫塊、顱腦水腫、動脈瘤、動靜脈畸形（arteriovenous malformation，AVM）、骨片及異物等的探查和診斷。

3　現代超聲成像應用現狀

目前超聲和IOUS已成為顱腦脊髓疾病的診斷手段之一，在神經外科手術中具有廣闊的應用前景和較高的實用價值，不僅應用于輔助手術，還可引導行局部消融治療等，成為微創神經外科手術中不可缺少的輔助診斷和局部微創治療手段。

3.1IOUS在神經外科手術中的應用

20世紀80年代，隨著實時B型超聲設備的不斷改進及IOUS應用的普遍開展，其在病灶精確定位、顯示正常顱腦解剖結構、引導活檢穿刺、輔助腫瘤切除及動脈瘤夾閉、辨認腫瘤切除后有無殘留等方面中的應用，受到了臨床醫師廣泛認可。文獻歸納了IOUS的4個主要作用：① 可獲得精確的、能影響手術方式選擇的新信息。② 替代術中放射造影技術或作為其補充。③ 為不同的手術進行導航。④ 明確手術的完整性，即病灶是否完全切除。

IOUS的這些優點對外科手術產生了深遠的影響，它簡化了手術過程、縮短了手術時間，減少了術中放射造影使用的頻率，甚至改變或完善了手術方式。

3.2彩色多普勒血流成像在神經外科手術中的應用

彩色多普勒血流成像（color Doppler flow imaging，CDFI）初期應用于心血管手術中。20世紀80年代中期，Takamoto等［13］首先將彩色多普勒技術運用于IOUS，開展了先天性心臟病修補術的術中監測。將CDFI對心血管疾病的術中探查優勢應用于顱腦手術中探查動脈瘤、AVM、血管母細胞瘤及其他一些富血管疾病，特別是對AVM的顯示，甚至能改善病灶的輪廓邊界，彌補常規超聲圖像的不足。Dempsey等［14］曾報道利用阻力指數（resistance index，RI）能很好地將AVM血管與周圍正常動脈區分開，并在病灶切除后利用RI判斷切除是否徹底，CDFI的應用效果逐漸得到臨床重視。

4　IOUS在神經外科應用的展望

目前超聲技術的前沿領域和研究熱點為超聲造影成像及三維超聲成像，這將帶來IOUS的另一次革命性進展。

4.1超聲造影診斷

經過3代發展，出現了較成熟的造影制劑聲諾維，其微泡結構穩定，散射聲源能力強，是一種理想的血流示蹤劑。根據超聲造影成像動態實時性的特點，可增加血流的顯示率、界定腫瘤邊界、尋找并確認病灶的供血動脈和引流靜脈等，從而解決既往術中超聲導航存在的難題。近年來，有文獻報道超聲造影劑在術中導航應用的初步經驗。2001年Otsuki和Susumu等報道了由臨床醫師利用造影（諧波成像）完整顯示顱內血管性病變的血供模式，其效果與數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）相近。2005年Kanno等［15］報道了對37例顱腦腫瘤進行術中超聲造影導航的經驗，認為該技術能方便術中導航過程，進一步明確腫瘤內和腫瘤旁的血供模式，對富血供腫瘤的效果更為顯著。

4.2超聲造影的治療功能

在造影劑微泡內攜帶治療藥物，到達特定部位后，利用超聲聲源進行爆破，使藥物在局部發生作用，從而達到靶向性治療的效果。這一技術的應用將提高腫瘤局部化療、血管內溶栓等手術的效果。此外，超聲引導置入放射性核素粒子，對惡性腫瘤行內照射治療亦有報道。

4.3三維超聲

三維超聲是目前超聲醫學領域的熱點，從早期的二維圖像三維重建技術發展到實時三維成像，標志著三維超聲已發展到成熟階段。今后，研制適宜的術中導航三維超聲系統可獲得更加直觀的術中導航圖像，結合造影技術將有效提高富血管腫瘤的術中導航效果。

超聲引導下的微波消融治療應用于神經外科，有望成為神經外科病變治療的補充手段。

［1］ MACUUCHI M， TORZILLI G， MACHI J. History of intraoperative ultrasound ［J］. Ultrasound Med Biol， 1998，24（9）: 1229-1242.

［2］ 陳敏華， 董寶瑋， 詹名抒， 等. 腹部B型超聲儀在顱腦手術中的應用 ［J］. 中華醫學雜志， 1987， 67: 156-157.

［3］ FRENCH L A， WILD J J， NEAL D. Detection of cerebral tumors by ultrasonic pulses. Pilot studies on postmortem material ［J］. Cancer， 1950， 3（4）: 705-708.

［4］ WILD J J， REID J M. The effects of biological tissues on 15-m pulsed ultrasound ［J］. J Acoust Soc Am， 1953， 25: 270-280.

［5］ SUGAR O， UEMATSU S. The use of ultrasound in the diagnosis of intracranial lesions ［J］. Surg Clin North Am，1964， 44: 55-64.

［6］ KANAYA H， YAMASAKI G， SAIKI G. Intraoperative and postoperative ultrasound findings of cerebral hemorrhage ［J］. Jpn Soc Ultrason Med Proc， 1964， 5: 69-70.

［7］ ITO K， NAKANO H， OBARA Y， et al. Intraoperative ultrasound diagnosis of intracranial diseases ［J］. Jpn Soc Ultrason Med Proc， 1965， 7: 47-48.

［8］ DYCK P， KURZE T， BARROWS H S. Intraoperative ultrasonic encephalography of cerebral mass lesions ［J］. Bull Los Angeles Neurol Soc， 1966， 31: 114-124.

［9］ UEDA S， NISHIMOTO S， SADAMOTO K， et al. Ultrasound diagnosis of brain tumor-Contact compound scope through the dura during craniotomy ［J］. Jpn Soc Ultrason Med Proc， 1966， 10: 43-44.

［10］ RUBIN J M， MIRFAKHRAEE M， DUDA E E， et al. Intraoperative ultrasound examination of the brain ［J］. Radiology， 1980， 137（3）: 831-832.

［11］ MOIYADI A V， SHETTY P M， MAHAJAN A， et al. Usefulness of three-dimensional navigable intraoperative ultrasound in resection of brain tumors with a special emphasis on malignant gliomas ［J］. Acta Neurochir（Wien）， 2013， 155（12）: 2217-2225.

［12］ 詹名抒， 霍惟揚， 陳敏華， 等. B型實時超聲定位在顱腦手術中的應用 ［J］. 北京醫科大學學報， 1985， 17: 275-277.

［13］ TAKAMOTO S， KYO S， ADACHI H， et al. Intraoperative color flow mapping by real-time two dimensional Doppler echocardiography for evaluation of valvular and congenital heart disease and vascular disease［J］. J Thorac Cardiovasc Surg， 1985， 90: 802-812.

［14］ DEMPSEY R J， MOFTAKHAR R， POZNIAK M. Intraoperative Doppler to measure cerebrovascular resistance as a guide to complete resection of arteriovenous malformations ［J］. Neurosurgery， 2004， 55（1）: 155-160.

［15］ KANNO H， OZAWA Y， SAKATA K， et al. Intraoperative power Doppler ultrasonography with a contrast-enhancing agent for intracranial tumors ［J］. J Neurosurg， 2005， 102（2）:295-301.

The historical progress and current situation of the ultrasound in brain and spinal cord

WANG Yi， WANG Yong，PAN Huiwen （Department of Ultrasound， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）
Correspondence to: WANG Yi E-mail: y_wang1111@hotmail.com

R445.1

A

1008-617X（2016）03-0193-03

王怡 E-mail：y_wang1111@hotmail.com

（2016-08-17）