术中实时超声导航在脑深部肿瘤切除术中的应用

90年代神经外科导航系统问世后，给颅内肿瘤的精确定位带来极大的便利，成为微侵袭神经外科的有力工具，它能精确显示颅内病灶的三维空间位置及其邻近重要神经和血管结构，确保手术最精确定位和最小损伤。缺点是由于重力作用、脑脊液丢失、脑组织肿胀、病灶切除等原因会导致脑组织移位，引起误差，影响导航精度。

20世纪50年代，有学者尝试将超声应用于脑肿瘤手术中，探寻手术入路设计、定位以及手术切除后判断有无肿瘤残余的问题。

对比术中CT或MRI而言，术中超声应用简单、经济方便、不占空间，性价比高，因此成为导航手术中脑移位校正的最主要工具。超声检查主要取决于脑肿瘤与正常脑组织之间不同的声学特性，依赖于肿瘤质量、密度与硬度相对于周边脑组织的回波差异。

超声显示正常的脑组织一般为均匀的低回声区，而液性成分如脑脊液，肿瘤囊性变则为无回声区(液性暗区)，恶性度高的肿瘤、大脑镰、天幕、颅底、脉络丛则为一般为高、中密度回声区，因此超声对于囊性肿瘤或囊性病灶中包含的瘤结节及多房分隔、恶性度高的肿瘤容易发现;

对于由于颅底骨性伪影而使CT未能发现的肿瘤以及肿瘤侵犯静脉窦的情况超声也能发现;超声还能精确发现邻近肿瘤的脑室和血管，特别在复发性胶质瘤包裹血管以及血管异位时更具临床优点。

1、 术中超声对移位后肿瘤边界的重新定位、判定独具价值

神经导航利用的是病人术前的CT和MR增强影像，所显示的只是血脑屏障(blood-brain barrier，BBB) 被破坏的区域而不是肿瘤细胞所在的区域，而胶质瘤细胞的微指状生长常超过BBB被破坏的区域，所以术前CT和MR T1加权像所显示的胶质瘤边界常小于实际边界;而MR T2加权像所显示的胶质瘤边界会由于水肿和胶质增生的存在而大于实际情况。

在脑组织移位以及肿瘤边界与瘤周水肿相混淆从而难以区分情况下，仅仅使用导航进行肿瘤边界判定很困难，因此利用肿瘤与正常脑组织、甚至与脑水肿区之间具有不同的组织学特点，超声回波就有不同的强度这一特性，不仅可以显示超出MR T1加权像所显示的肿瘤边界之外的肿瘤组织，还有助于区别MR T2加权像所显示的肿瘤、水肿带和正常脑组织，从而较好地提示肿瘤的实际边界。

对术前CT、MRI表现为弥漫性脑水肿而无明显肿块的病例，术中超声扫描还可发现位于大片水肿区中央的小肿瘤。同时尸检研究也从病理解剖学角度证实了超声对判断肿瘤边界的可靠性。

2、 进一步解决术中超声影像在水肿带与低级别胶质瘤相混淆情况下难以鉴别的问题

在个别情况下，低级别胶质瘤与瘤周水肿带在超声显示下呈均匀一致的略高回声区，难以区别。瘤周水肿的绝大部分显示为高回声区，而剩余部分显示为高回声与低回声混杂，瘤周的高回声水肿带影响了肿瘤边界界定，认为可能是肿瘤坏死，血管损害伴有坏死组织渗出，渗液类似于血浆等大分子，蛋白质含量高而显示高回声区，从而与周围水肿带难以区分。

为解决这个难题，分别借助MRT1加权成像导航、MRT2加权成像导航以及术中超声三种影像来认定肿瘤边界，并在2-7mm范围内进行活检，加以病理证实，在恶性度高的肿瘤，MRT1加权成像导航、MRT2加权成像导航以及术中超声三种影像来认定肿瘤边界中，超声具有优势;而在低级别胶质瘤超声探寻边界中。

术中超声对边界判定与MRT1成像对边界判定也具有明显的统计学差异：吻合率则分别为35％，59％，74％，特别是在术前MRT1、T2加权像均显示该肿瘤边界以外的区域是正常脑组织的情况下，超声仍能发现该区域仍是高回声区，在这区域进行活检，发现是肿瘤组织，不仅证实术中超声对低级别胶质瘤边界的判定具有显著优越性，提高了全切率;

而且提出了对少数连超声及导航均无法确定肿瘤边界的情况下可以通过活检病理学认证的新思路。

3、术中超声与导航融合的优点

BrainLab整体化超声导航系统配备有专用超声探头，体积小，频率高，组织分辨率好，克服了以往超声设备与导航系统是两套独立的系统，所获得两种图像信息不能有机融合的缺点，通过术中实时超声影像和与该超声扫描平面相对应同一平面的MRI图像同时融合显示并比较，可以得出切除过程中病变的移位方向和移位程度。

测量出病变移位的具体数值，并可通过手动调整将术前计划中的病灶轮廓移动使它与超声图像再次吻合，从而进行移位校正、病灶的显微全切除，弥补了超声图像空间分辨率低，对比度分辨率差，经验性要求高的缺点;同时超声提供实时影像，解决了建立在术前MRI基础之上的导航图像移位后的距离误差不足。

术中超声在神经导航移位后，能对恶性度高、固态神经胶质含量多的肿瘤可靠、精确定位边界，但对少数低级别星形胶质细胞瘤，水肿带与肿瘤浸润间回声差别不大情况下，超声能够明显提高肿瘤边界的发现率，对连超声都难以鉴别是肿瘤还是水肿带的组织进行超声引导下的活检有望能增加阳性率，提高全切率，如何更进一步的解决这个问题，将是术中超声导航下一步工作的重点。