高频率超声导航技术在胶质瘤切除术中的应用

高频率超声导航技术在胶质瘤切除术中的应用高频率超声导航技术在胶质瘤切除术中的应用胶质瘤手术的主要目标是，保留神经功能的同时最大化地切除肿瘤。几项研究结果表明，如果手术时对比增强的肿瘤切除范围超过 95%，则能提高患者的整体生存率。为了实现这一目标，术中成像技术已成为当今神经外科中心采纳的最标准的做法。最常见的手术过程中评估切除范围的成像技术，包括术中磁共振和术中超声。术中低场强和高场强的磁共振成像技术可以提供优秀的肿瘤可视化影像和神经导航系统的术中更新。然而，术中磁共振是昂贵的，同时图像扫描和后处理过程会明显地中断手术流程。从全球视角来看，术中超声可能是最常用的成像工具，便于术中控制胶质母细胞瘤手术切除的范围。其中，常规的弧形或扇形阵列术中超声是世界各地最常用的术中超声成像设备。即使线性阵列术中超声已经在各种临床应用中显示出非常大的优势，然而到目前为止，没有一项研究评估它在颅内使用时产生的影响。德国乌尔姆大学附属医院神经外科的 Jan Coburger 博士进行了一项研究，提示线性阵列术中超声技术可以作为一个安全的和精确的工具，用于术中颅内图像引导下胶质母细胞瘤切除范围的控制。该文章最近发表在 World Neurosurgery 上。研究人员撰写的是一份技术描述文章，把一个独立的线性阵列术中超声探头融入到商用的神经导航系统，同时评估线性阵列术中超声导航技术在控制胶质母细胞瘤手术切除范围中的使用情况。他们进行了一项前瞻性研究，评估 15 例连续的肿瘤病例，分别使用常规的术中超声技术或线性阵列术中超声技术进行完全的显微手术切除术，术中所检测到的肿瘤残留情况。研究人员比较了两种超声模式下、 肿瘤切除后的空腔周边 44 个位点的影像学表现。各自的影像学表现与来自这些位点的组织标本的组织病理学表现相关。图图 1 在神经导航系统安装、注册的高频率线性阵列术中超声的传感器；在神经导航系统安装、注册的高频率线性阵列术中超声的传感器；A： 无菌膜覆盖的无菌膜覆盖的附加参考星的附加参考星的 L15-7io 传感器（线性阵列术中超声传感器（线性阵列术中超声) ；B： 无菌膜覆盖的用于传感器注册无菌膜覆盖的用于传感器注册的超声设备的超声设备图图 2 颅内使用的高频率超声传感器的示意图。为达到更好的可视化效果，没有显示覆盖的颅内使用的高频率超声传感器的示意图。为达到更好的可视化效果，没有显示覆盖的无菌膜和附加的参考星。无菌膜和附加的参考星。图图 3： 上列：上列： 超声图像显示打开硬脑膜后、切除前的深部小病灶超声图像显示打开硬脑膜后、切除前的深部小病灶 （*）。）。 左侧：左侧：7 MHz超声图像超声图像 ；右侧：；右侧：15Mhz 高分辨率超声图像。下列：高分辨率超声图像。下列： 超声图像显示显微手术完整切除术超声图像显示显微手术完整切除术后的空腔。左侧：后的空腔。左侧：7Mhz 超声图像显示切除后的空腔及相邻的沟槽，该沟槽是由于术中无超声图像显示切除后的空腔及相邻的沟槽，该沟槽是由于术中无法准确评估切除后的空腔，而人为处理其周围组织形成的法准确评估切除后的空腔，而人为处理其周围组织形成的.右侧右侧:15Mhz 高分辨率超声图像高分辨率超声图像揭示了残存的可疑区域揭示了残存的可疑区域 （大箭头所示），区分出切除后的空腔底部的血液（小箭头所示）（大箭头所示），区分出切除后的空腔底部的血液（小箭头所示）和插入的明胶海绵和插入的明胶海绵 （#）。）。图图 4 A. 低频率（低频率（7 Mhz）扇形传感器的轴向超声图像；）扇形传感器的轴向超声图像；B. 高频率（高频率（15 Mhz）线性传感器）线性传感器的轴向超声图像。的轴向超声图像。# 切除后的空腔切除后的空腔 ；* 侧脑室的后角灰质及脉络丛（强回声所示）；实线侧脑室的后角灰质及脉络丛（强回声所示）；实线箭头：箭头： 肿瘤残留肿瘤残留 ；虚线箭头：；虚线箭头： 常规的术中超声导航时，不得不在切除后的空腔之外进行常规的术中超声导航时，不得不在切除后的空腔之外进行的人为的准备工作，因此显示相同的结构必须增加其深度。的人为的准备工作，因此显示相同的结构必须增加其深度。研究结果提示，常规的术中超声技术的使用导致 9 例病人扩大手术切除范围，而在所有手术病人中，线性阵列术中超声技术都检测到肿瘤残留。基于线性阵列术中超声技术单独检测的结果， 33 个术中位点接受进一步切除，占所有 44 个位点的 75%。手术切除的组织中，66%是实体瘤，34%是肿瘤浸润区组织。使用线性阵列术中超声技术，没有发现假阳性或假阴性结果。使用常规的术中超声技术检测结果为阴性的肿瘤病例，在使用线性阵列术中超声技术检测时，没有一例是阴性结果。常规的术中超声技术和线性阵列术中超声技术的成像结果之间的差异有统计学意义（p < 0.001）。图图 5： 术中硬脑膜打开后、病变切除前的神经导航系统的屏幕截图。上列：用于神经导航术中硬脑膜打开后、病变切除前的神经导航系统的屏幕截图。上列：用于神经导航系统的术前对比增强的系统的术前对比增强的 T1 图像图像 ；绿色：；绿色： 根据术前磁共振成像所做的肿瘤对象的计划；下根据术前磁共振成像所做的肿瘤对象的计划；下列左侧：列左侧： 根据超声探针的引导重建的对比增强的内联根据超声探针的引导重建的对比增强的内联 T1 图像；下列右侧：图像；下列右侧： 经皮质的高频经皮质的高频率超声率超声 ；白色的箭头：根据术中超声的更新得到的怀疑的脑漂移。；白色的箭头：根据术中超声的更新得到的怀疑的脑漂移。图图 6： 术中神经导航系统的屏幕截图。左侧：术中神经导航系统的屏幕截图。左侧： 术中高频率超声术中高频率超声 ；右侧：重建的对比增强；右侧：重建的对比增强的内联磁化强度预备梯度回波序列；白色的箭头的内联磁化强度预备梯度回波序列；白色的箭头 ；指向之前已获得的轨迹，标记出超声的；指向之前已获得的轨迹，标记出超声的阳性发现阳性发现 ；# 阳性肿瘤区域；阳性肿瘤区域；+ 侧脑室颞角的脉络丛侧脑室颞角的脉络丛 ；* 相邻沟槽把病理组织从非病理组相邻沟槽把病理组织从非病理组织中分离开来织中分离开来 ；此图中的额外标志点是扫描之前获得了，来表征肿瘤的可疑区域，在本报；此图中的额外标志点是扫描之前获得了，来表征肿瘤的可疑区域，在本报告中未做评价。告中未做评价。图图 7： 术中病灶切除时神经导航系统的屏幕截图。左侧：术中病灶切除时神经导航系统的屏幕截图。左侧： 高频率超声高频率超声 ；右侧：重建的对；右侧：重建的对比增强的磁共振成像比增强的磁共振成像 ；# 切除后的空腔切除后的空腔 ；* 阳性肿瘤区域阳性肿瘤区域 ；+ 颅底。颅底。综上所述，线性阵列术中超声技术可以作为一个安全的和精确的工具，它结合了非凡的高质量的图像，能提供切除手术的实时反馈，可以用于术中颅内图像引导下胶质母细胞瘤切除范围的控制。同时，它可以集成在一个商用的导航系统上，并且相对于常规的术中超声技术，显示出非常高的残余肿瘤的检测率。因此相比于昂贵的术中成像设备，如术中磁共振，它似乎是一个要求不高而又有用的工具。