B超导航(实时监测)在神经外科术中的定位应用

万晓楠 于 军 (大连市中心医院神经外科，辽宁 大连 116033)

神经影像导航是神经外科的一门新技术，是神经影像技术、立体定向技术与高性能电子计算机相结合的产物。它把病人的影像资料和术中位置结合起来，准确地显示出颅内病变的三维空间及临近的重要神经、血管结构，具有准确定位和实时跟踪的功能。随着科学技术的发展，术中神经影像导航定位现已有先进的术中CT、术中MRI等，这些设备术中实时定位准确可靠，但价格高，国内极少有医院具有此条件。术中B超由于体积小，重量轻，移动性好，使用费用低廉，因此可以广泛地用于神经外科手术中。术中B超最初应用于肝脏肿瘤和乳腺、甲状腺等实质性器官肿瘤的切除手术〔1〕。据报道，自1988年开始B超应用于神经外科，主要用于脑室穿刺、囊肿和脓肿引流、肿瘤活检、血肿清除等简单操作。1992年，Becker等开始应用B超指导脑肿瘤的术中定位和切除。受其启示，国内外神经外科医生开始将B超技术应用于神经外科手术中。近年来，随着B超图像质量的不断提高以及三维超声的出现，颅脑B超的使用范围不断扩大。故研究B超导航(实时监测)在神经外科术中的定位应用，对于使得神经外科术中定位变得更加准确可靠具有重要意义。本文从B超导航的影像特点、操作方法、临床具体应用及现状、优缺点等方面进行综述。

1 颅内病变的B超影像特点

1.1 囊性病变 表现为无回声或低回声，回声区是否均匀取决于病变的性质。脑脓肿囊壁表现为界限清晰、厚薄不均的强回声;蛛网膜囊肿囊壁界限清楚，回声均匀;胶质瘤或转移瘤囊性变者多可在囊避上发现肿瘤结节。寄生虫囊壁菲薄，无回声内见点状强回声〔2〕。

1.2 实性病变 表现为圆形、类圆形或不规则强回声团块。转移瘤边界清晰，呈内部回声不均匀的强回声;胶质瘤边界欠清晰，呈增强或稍增强回声，内部回声不均匀;脑膜瘤边界清晰，有包膜回声，呈密集细点状均匀强回声。

1.3 囊实性病变 表现为类圆形或不规则形不均匀回声区。淋巴瘤边界不清，呈等回声或弱回声;脑内血肿呈占位性强回声团块，边界清晰、中心液化、边缘机化、呈囊样改变〔3〕。

2 B超导航(实时监测)技术的操作方法

B超在实质性脏器内的病灶定位十分准确，1986年术中B超就被应用到神经外科手术中，但术前超声对颅内显像是盲区，主要是因为超声无法穿透颅骨，经颅骨外不能使用普通B超。手术打开骨窗后，在硬膜外，B超可以显示脑实质和颅内的病变的形态，使术中实时准确定位成为可能〔4〕。常规手术开颅，用B超探头在硬膜外操作，当探头平顺地贴敷在硬膜表面时，可实时显示脑实质内病灶的位置、形态、大小、距皮层的深度。根据以上信息，若病灶在非功能区，选择距皮层最近的部位切开皮层及脑实质暴露病灶;若病灶在神经功能区，则选择远离神经功能区的皮层切口，在脑实质内潜行到达病灶，尽可能地减少神经功能的损伤。病灶切除后再行B超检查，了解病变切除程度。当手术骨窗较小，探头不能直接平顺地贴敷在硬膜表面时，可用乳胶手套制作一水囊，敷在骨窗上，探头敷在水囊上操作，可明显改善图像质量〔5〕。

赵明等研究发现病灶距皮层超过5 cm时，B超不能明确显示，原因是由于超声波的逐渐衰减，远处的病变结构显示困难，同时当病灶与脑实质的密度相近时，B超也常常不能明确显示病灶。唐运涛等对B型超声波在颅脑损伤术中及术后的应用研究中发现用3.5 MHz扇扫探头行脑检查多用声场为15.0～18.0 cm，其近场1.7～2.5 cm以内图像不清，但使用5～10 MHz高频探头可消除此现象。在颅骨缺损较小处探查时，可出现较大的探查盲区，一般缺损区在35 mm直径以上基本可显示颅内全貌。但在探头所示扇型切面缘与同侧颅骨内板间仍有10～15度扫查盲区。若缺损直径大于7.0 cm或有多处颅骨缺损则无扫查盲区;或使用5～7 MHz腔内探头补充扫查也能消除扫查盲区〔6〕。

3 B超导航(实时监测)技术的临床应用及现状

3.1 脑肿瘤 脑肿瘤是神经外科领域的重要组成部分，随着脑转移瘤发病率的不断上升，颅内肿瘤患者越来越多，而手术治疗仍是目前脑肿瘤患者最主要的治疗方法。神经系统肿瘤手术当中，精准的定位是十分重要的，精准、及时地确定脑肿瘤所在位置、区分病变与正常组织间的界限是手术成功的关键。术中B超通过手术窗口作为声窗，可以清晰显示颅内病变的部位、大小，能对病灶进行实时、多切面、多方位的探查以确定病灶的空间位置，具有实时定位和导向的双重作用。同时还可呈现声像图等特点，不同回声特点在一定程度上可反映出肿瘤的生物学性质。彩色多普勒超声还能清晰显示肿瘤内部及周边血管，进行血流动力学分析，对术中重要血管的保护和保留提供了有力保证〔7〕。

脑多发深部肿瘤，尤其是微小肿瘤的术中定位，一直是神经外科医生最难解决的难题之一。在过去，主要依赖于术前CT和MRI检查对于肿瘤位置的显示。但手术时，许多因素均可导致肿瘤移位，尤其是脑功能区及深部肿瘤，脑表无明显变化，很难找到肿瘤的准确位置。因此开颅后需在脑实质内进行穿刺探查，但强行探查势必造成脑组织一定程度上不必要的损伤，同时准确性也较差，甚至可出现脑出血等严重并发症〔8〕。应用术中B超可在开颅后，在硬脑膜表面或脑组织表面反复进行操作，可精准地确定肿瘤的位置、大小、深度及肿瘤与周围脑组织的关系，使用方便，价格低廉，不受脑组织飘移的影响，准确性高。同时术中可随时检查是否还有肿瘤残留，使肿瘤得到彻底的切除。因此术中B超，避免了不必要的盲目探查及副损伤，并且使一次手术切除多个肿瘤成为现实。提高了手术质量和患者的治愈率，缩短了手术时间，降低了手术费用，在临床上具有广泛的应用前景〔9〕。

3.2 颅内海绵状血管瘤 颅内海绵状血管瘤(cavernous hemangioma，CH)是一种较为常见的先天性血管畸形，常位于皮质下和深部白质，术中能否准确定位是影响手术效果和并发症的关键。术中B超具有实时监测病变的优点，2006年复旦大学附属华山医院神经外科应用此技术辅助显微手术切除皮质下CH 28例，在开颅后应用B超进行病变定位，实时辅助显微切除病变，并判断病变的切除程度。结果：病变定位准确，所有CH均被全部切除，未出现相关神经系统并发症，术后随访均未复发。依据手术完全在术中实时超声导航下开展结果表明：不论囊性或实性瘤体在超声影像中均能得到准确的分辨和定位。超声探测深度能够达到皮质下11 cm，这一纵深足以完成所有深部病灶的定位。对于小病灶，除了准确定位和测距外，超声实时导航下还可打开脑沟直接到达病变结构，而无需进行皮质造瘘，有效地避免了依赖于术者的经验和解剖知识来定位病灶产生的三维空间偏差〔10〕。

3.3 皮质下病变 在脑皮质下小体积病变手术中，超声的导航优势更为明显。这种情况下，皮质往往没有明确的病理改变可以指示病变的具体位置，而术中B超的使用使术者能够直观地判断病变距皮质的距离并指引方位。尤其值得重视的是，血管及血管性病变在超声影像中具有特征性的改变。在这类手术中使用超声能够很好地辅助手术，畸形血管在B超监视器中均显示为清晰的红蓝相间团块影，与其他非血管性质的病变有着显著的差异。对于邻近大血管的病变，术中B超也能够提供血管与病灶之间的解剖关系，为术者手术方式的选择提供有效的指导。加上术中多普勒超声预警，结合术者的解剖定位知识，能准确判断诸如大脑中动脉、粗大的回流静脉等较大血管的位置与走行，为提前预知和保护提供了实时指引和警示。但是，更为微小的血管很难被准确定位，仍需要更多的实践〔11，12〕。

3.4 高血压脑出血 高血压脑出血的外科治疗包括骨瓣开颅、钻孔引流和立体定向血肿抽吸、小骨窗开颅等。骨瓣开颅术创伤大、失血多、脑组织暴露多、牵拉重、易加重深部核团损伤、手术时间长、术后水肿反应重，由于高血压脑出血多发生于中老年患者，常伴有心、肾等重要脏器的损害，故对该手术耐受能力差。钻孔引流术虽然手术创伤及时间较骨瓣开颅术大大减少，但往往残余的血肿量大，减压不充分，无法尽快使移位的中线结构复位。立体定向血肿抽吸时，由于不能直视下清除血肿，在抽吸后期可能误吸出周围的脑组织，造成不必要的损伤，对操作过程中血肿腔的出血无法动态监测，同时术后再出血发生率高。目前应用相对最多的小骨窗开颅术，虽可直视下吸除血肿，但控制难度也相对较大，吸除深部的血肿时常易伤及血肿腔壁，造成新的损伤或出血，损伤亦较大。脑内血肿微创手术的成败关键在于术中穿刺血肿是否准确及是否对脑组织造成新的损伤。以上各种手术方法各有其特点及适用范围，但都或多或少存在操作盲目性大，穿刺血肿不够准确，术后残余血肿量大，对术中脑组织移位无法判断，容易造成新的脑组织损伤和再出血等缺点，都存在着某些不足〔13〕。

近几年来B超介入技术逐渐应用于颅内血肿清除术，正好弥补了这些不足，为术者提供导引，使术者能较为精确地完成手术，使脑内血肿微创手术更趋完善。采用国产B超和自行设计改装的微型探头，利用B超独有的扇形成像特征，可在较小的骨窗内探测较为广泛的颅内结构，对脑内血肿和正常脑组织的边界分辨清楚。因而，应用B超技术在脑内血肿微创清除术中能进行准确的定位和实时的血肿清除程度的判断。B超经骨缺损区或颅骨钻孔处，对病变区域进行扫查或监测，可获得实时连续的动态影像。急性颅内血肿回声较脑组织强，均匀或混杂以强光点为主，边界模糊，形状不规则，与周围回声较弱的脑组织有明显的界限。慢性脑内血肿、亚急性血肿和脑软化灶多为暗区，血肿液化后暗区均匀，周界清晰。在血肿抽吸过程中，应使血肿腔内穿刺针头与正常脑组织边界保持0.8～1.0 cm;抽吸血肿时不宜用力过猛和速度过快，一般液态血肿可让其自然缓慢流出;半固态血肿可稍用力抽吸;固态血肿宜用尿激酶生理盐水冲洗后抽吸。在每次血肿抽出后应以等量生理盐水注入血肿腔内，避免颅内压急骤下降，脑组织移位过剧，造成新的出血。

介入性B超技术在脑内血肿清除术的应用中主要有以下特点：(1)术中只需开一直径为3 cm大小的小骨窗，术中采用B超微探头，直径1.1 cm，能置入小骨窗内进行扫描，属于微创范围。(2)B超能为术者提供血肿的实时动态影像，便于术者进行准确精细的操作。(3)在B超影像下能明确血肿形态、部位、范围，在B超引导下，能准确地穿刺到血肿中心。(4)术中抽吸血肿过程中，术者对血肿量、血肿形态及范围的变化能正确把握，当血肿量减少，血肿形态、范围发生变化，穿刺针脱离血肿中心或贴近正常脑组织时，可随时调整穿刺方向和位置。当血肿抽吸完毕后，及时停止抽吸，避免损伤正常脑组织。(5)对脑内重要功能区小血肿或丘脑内小血肿能准确穿刺抽吸。(6)对术中可能发生的新鲜出血或再发、迟发血肿能及时发现。(7)无辐射污染，对患者和术者均无损害，所需设备价格低廉。但介入性B超微创手术也存在一些缺点：B超图像质量容易受多种因素的影响，如血流、空气、仪器等;随时声波的逐渐衰减，深部小血肿显示困难;超声提供的是非标准的扇形切面影像，与神经外科医生所熟悉的正常断面解剖有一定差别，故术者只有熟悉脑部非标准断层解剖标志，才能正确认识术中B超显示的血肿影像〔14〕。但总体来说，B超技术在脑内血肿清除术中仍具有重要的、不可替代的作用。

3.5 脑脓肿 脑脓肿手术方法较多，常用穿刺法、引流法、脓肿切除法等。穿刺法操作简单，适用于单发性脓肿，不适用于多发性脓肿，结合立体定向术可使定位更加精确，但患者常需多次穿刺才能治愈。引流术适用于脓肿壁较厚的单发性脓肿，亦不适用于多发性脓肿，术后可用抗生素液体反复冲洗脓腔至引流液清亮。脓肿切除术要在脓肿的包膜完全形成后进行，适用于病人的一般状况较好，能耐受开颅手术，同时脓肿又位于脑的非主要功能区且较表浅者。对深部和靠近功能区的脓肿，手术切除损伤大，易出现后遗症。B超引导下神经内镜辅助显微手术具有微创、直视的优点，对脑组织损伤小，能清楚显示脓腔内的情况，直视下吸除脓液及脓苔，对多房脓肿可打通各脓腔以利冲洗引流，防止术后复发。朱文武等治疗多房性脑脓肿患者1例中应用了B超引导下神经内镜辅助显微手术切除多房性脑脓肿。在神经内镜直视下观察脓腔并沟通各个腔，冲洗彻底，损伤小，术后无后遗症。同时应用B超动态定位，提示了准确的穿刺路线，提高了手术精确度。这种手术方法创伤小，价格低廉，易操作，取得了满意的效果〔15〕。

4 B超导航(实时监测)技术的优缺点

术中B超具有诸多优点：(1)反复性和实时性：可在硬脑膜表面或脑组织表面反复操作，提供术中连续性图像信息。这是CT和MRI无法替代的。(2)精准性：不受脑组织飘移的影响，可精准、实时确定病变的部位、大小和深度，评价病变与周围脑组织的关系，随时检查是否残留病变，提高全切率。(3)使用方便，操作简便，有助于缩短手术时间。(4)设备价格较低廉，患者承担的费用较低，适合基层医院采用。(5)对人体无损伤。但是，术中B超也有其自身的不足：(1)难以优化手术切口，只有在打开骨窗后才能探测确定病变的部位，不能在开颅前定位;(2)难以优化手术入路，B超图像质量因受多种因素，如血流、空气、仪器等影响，对空间的判断远不如 CT和 MRI准确〔16〕，不能分辨重要结构(如功能区)和颅底结构;(3)由于B型超声波随着病变距离的增大而衰减，因此较小和深部病变定位比较困难，距离探头超过5～6cm和直径＜5 mm的病变定位准确性会有所降低;(4)临床医生对超声影像的认识不足，B超显示的是非标准面断层影像，习惯于CT和MRI的临床医生对此不适应。

总之，不断开发的超声扫描技术使先进的超声成像成为可能，并应用于神经外科手术，包括不同类型的探头和新型阵列技术，不同的影像模式以及与其他影像技术的结合，如CT、MRI和神经內镜等。新型传感器应称为“高频”和“高分辨率”，应用于不同的解剖部位(脑和脊髓)和不同需要的手术显露。近年来，术中超声扫描利用了声学、磁性和光学追踪方法，通过这些方法，用镊子或其他工具作为指针来导航手术轨迹。这些发展通过减少对术区的干扰，克服了对框架辅助下的立体定向技术的限制。可以说术中超声带来了外科领域的巨大进步，其在神经外科的应用前景必将更加广泛。

1 李文良，刘 群.20例脑肿瘤术中应用B超定位切除的意义〔J〕.中国肿瘤临床，2006;33(17)：992-4.

2 丁 勇，钱忠心，叶树铭，等.B超技术在神经外科手术中的初步应用〔J〕. 临床神经外科杂志，2009;6(3)：149-50.

3 赵 明，徐 欣.B超在神经外科手术中实时定位的应用〔J〕.医学论坛杂志，2005;26(12)：20-1.

4 Strowitzki M，Moringlane JR，Steudel W.Ultrasound-based navigation during intracranial burr hole procedures：experience in a series of 100 cases〔J〕.Surg Neurol，2000;54(2)：134-44.

5 唐运涛，刘伦波，陈宏刚，等.B型超声波在颅脑损伤中及术后的应用研究〔J〕. 中华神经医学杂志，2003;2(5)：374-5.

6 刘 禧，段云友，王 佳，等.超声在颅脑占位病变术中的应用〔J〕.中华超声影像学杂志，2006;15(9)：685-8.

7 Nimsky C，CramIandt O，Von kenller B，et al.Intraoperative high-fieldstrengthMR imaging：implementation and experience in 200 patients〔J〕.Radiology，2004;233：67-78.

8 Chacko AG，kumar NK，Chacko G，et al.Intraoperative ultra-sound in determining the extent of resecti-on of parenchymal brain tumours-a comparative study with computed tomography and histopathology〔J〕.Acta Neurochir(Wien)，2003;145：743-8.

9 熊 峰，丁 伟.脑内深部病变术中彩色多普勒超声定位的临床研究〔J〕.中国微侵袭神经外科杂志，2008;13(10)：448-50.

10 陈 功，杨 晨.B超在海绵状血管瘤显微外科手术中的应用〔J〕.中华脑血管病杂志，2008;2(1)：12-4.

11 廖达先，王茂山，陈立华，等.B超导向脑胶质瘤活检52例临床分析〔J〕. 中国神经精神科杂志，1996;22(3)：129-525.

12 杜固宏，周良辅.神经导航下切除海绵状血管瘤〔J〕.中华外科杂志，1999;37：289-91.

13 周良辅.现代神经外科学〔M〕.上海：复旦大学出版社，2001;1133-49.

14 Gooding GA，Boggan JE，Powers SK，et al.Neurosurgical sonography：intraoperative and postoperative imaging of the brain〔J〕.Am J Neuroradiol，1984;5(5)：521-5.

15 朱文武，孟 辉，马 华.B超引导下神经内镜辅助显微手术切除多房性脑脓肿1例〔J〕.局部解剖学杂志，2004;13(3)：.

16 Nimsky C，Ganslandt O，Yon-KeHer B，et al.Intraoperative high-fieldstrength MR imaging：inplementation and experience in 200 pafients〔J〕.Radiology，2004;233(1)：67-8.