Summary

Intraoperatieve echografie bij spinale chirurgie

Published: August 17, 2022
doi:

Summary

Hier presenteren we een protocol over het gebruik van intraoperatieve echografie bij spinale chirurgie, met name in gevallen van intradurale laesies en laesies in het ventrale wervelkanaal bij gebruik van een posterieure benadering.

Abstract

Sinds de jaren 1980 zijn er verschillende rapporten geweest voor het gebruik van intraoperatieve echografie als een nuttige aanvulling bij spinale chirurgie. Met de komst van nieuwere geavanceerdere beeldvormingsmodaliteiten is het gebruik van intraoperatieve echografie bij wervelkolomchirurgie echter grotendeels uit de gratie geraakt. Desondanks blijft intraoperatieve echografie verschillende voordelen bieden ten opzichte van andere intraoperatieve technieken zoals magnetische resonantie beeldvorming en computertomografie, waaronder kosteneffectiever, efficiënter en gemakkelijker te bedienen en te interpreteren. Bovendien blijft het de enige methode voor de real-time visualisatie van zacht weefsel en pathologieën. Dit artikel richt zich op de voordelen van het gebruik van intraoperatieve echografie, vooral in gevallen van intradurale laesies en laesies ventraal naar de thecale zak bij het naderen van posterieur.

Introduction

Echografie is een van de meest voorkomende diagnostische hulpmiddelen in de geneeskunde, met name voor het visualiseren van pathologie in de buik, ledematen en nek. Het gebruik ervan om craniale en spinale laesies te onderzoeken, wordt momenteel echter niet op grote schaal gebruikt. In 1978 was Reid de eerste die het gebruik van echografie rapporteerde om cervicale navelstreng cystisch astrocytoom1 te visualiseren. Hier werden scans uitgevoerd met de nek van de patiënt gebogen om het intralaminar-venster te kunnen openen. Vier jaar later, in 1982, rapporteerden Dohrmann en Rubin het gebruik van echografie intraoperatief om de intradurale ruimte bij 10 patiënten te visualiseren2. Pathologieën geïdentificeerd met intraoperatieve echografie bij de 10 patiënten omvatten syringomyelie, ruggenmergcysten en intramedullaire en extramedullaire tumoren. Ze toonden verder het gebruik van intraoperatieve echografie aan om katheters en sondes te begeleiden voor biopsie van tumoren, drainage van cysten en ventriculaire shuntkatheterplaatsing3. Dit maakte real-time monitoring en nauwkeurige positionering van sondes/katheters mogelijk, waardoor onnauwkeurigheid en fouten in de plaatsing werden verminderd. Naar aanleiding van deze eerste rapporten hebben verschillende anderen het gebruik van intraoperatieve echografie gepubliceerd voor het begeleiden van spinale cystedrainage, intramedullaire en extramedullaire tumorresectie en syringo-subarachnoïdische shuntkatheterplaatsing 4,5,6,7,8,9,10 . Bovendien is aangetoond dat het ook de snelheid van volledige resectie van intra-axiale solide hersentumoren en spinale intradurale tumoren verhoogt 11,12. Intraoperatieve echografie is ook nuttig gebleken voor de intraoperatieve chirurgische planning vóór manipulatie van het weefsel en daaropvolgende visualisatie van adequate neurale elementdecompressie bij patiënten met wervelfracturen 7,9,13,14,15.

Met de komst van nieuwere intraoperatieve technologie die duidelijkere visualisatie van zachte weefsels mogelijk maakt, zoals magnetische resonantie beeldvorming (MRI) en computertomografie (CT), is intraoperatieve echografie minder gebruikelijk geworden en een minder favoriete intraoperatieve beeldvormingsmodaliteit onder neurochirurgen vandaag16. Intraoperatieve echografie kan echter in bepaalde operatieve gevallen voordelen hebben ten opzichte van deze nieuwere technologieën (tabel 1). Intraoperatieve echografie heeft aangetoond dat het een betere visualisatie van zacht weefsel van intradurale structuren laat zien in vergelijking met intraoperatieve CT (iCT) of cone-beam CT (cbCT)9,17. Hoewel intraoperatieve MRI (iMRI) nuttig is waar beschikbaar vanwege de hogere resolutie van zacht weefsel die het biedt, is het kostbaar, tijdrovend en levert het geen realtime beeldenop 6, 16,18. Een voorbeeld is in de omstandigheid van een intradurale massa ventraal naar de thecale zak die de chirurg niet direct kan visualiseren. Bovendien, ondanks dat het afhankelijk is van de operator, is intraoperatieve echografie uit onze ervaring vrij eenvoudig te gebruiken en kan het gemakkelijk worden gelezen zonder een radioloog.

Protocol

Het hier geïllustreerde protocol volgt de richtlijnen van de ethische commissie voor menselijk onderzoek in brigham and women’s hospital. 1. Preoperatief protocol Beoordeel patiënten met spinale pathologie in de kliniek en bepaal of ze in aanmerking komen voor spinale chirurgie. Voer neurologische beoordeling uit en verkrijg CT- of MRI-scan om spinale laesie te identificeren. Omvatten patiënten met een intradurale pathologie zoals schwannoom, ependymoom, meningeoom, astr…

Representative Results

Bij normale echografie van de wervelkolom is de dura een echogene laag die het anechoïsche ruggenmergvocht omringt. Het ruggenmerg onderscheidt zich door zijn homogene uiterlijk en lage echogeniciteit die wordt omgeven door een echogene rand. Deze echogene rand is te wijten aan de dichtheidsverschuiving van het ruggenmergvocht naar het ruggenmerg. Het centrale kanaal verschijnt als een heldere centrale echo, terwijl de uittredende zenuwwortels sterk echogeen lijken, vooral bij de cauda e…

Discussion

Intraoperatieve echografie in de spinale chirurgie is grotendeels uit de gratie geraakt met de komst van nieuwere technologie, maar het blijft verschillende voordelen bieden ten opzichte van de andere beschikbare beeldvormingsmodaliteiten zoals MRI en CT 6,9,16,17,18. Naast dat het goedkoop is, laten we in dit protocol ook zien dat het eenvoudig te gebruiken i…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

De auteurs hebben geen dankbetuigingen.

Materials

Aloka Prosound 5 mobile ultrasound machine Hitachi N/A any comparable devices on the market should suffice
UST-9120 transducer probe. Hitachi UST-9120 Has a 20mm diameter with 10 to 4.4 MHz frequency range (any comparable compatible transducer should suffice).

References

  1. Reid, M. H. Ultrasonic visualization of a cervical cord cystic astrocytoma. AJR. American Journal of Roentgenology. 131 (5), 907-908 (1978).
  2. Dohrmann, G. J., Rubin, J. M. Intraoperative ultrasound imaging of the spinal cord: syringomyelia, cysts, and tumors–a preliminary report. Surgical Neurology. 18 (6), 395-399 (1982).
  3. Rubin, J. M., Dohrmann, G. J. Use of ultrasonically guided probes and catheters in neurosurgery. Surgical Neurology. 18 (2), 143-148 (1982).
  4. Braun, I. F., Raghavendra, B. N., Kricheff, I. I. Spinal cord imaging using real-time high-resolution ultrasound. Radiology. 147 (2), 459-465 (1983).
  5. Hutchins, W. W., Vogelzang, R. L., Neiman, H. L., Fuld, I. L., Kowal, L. E. Differentiation of tumor from syringohydromyelia: intraoperative neurosonography of the spinal cord. Radiology. 151 (1), 171-174 (1984).
  6. Juthani, R. G., Bilsky, M. H., Vogelbaum, M. A. Current Management and Treatment Modalities for Intramedullary Spinal Cord Tumors. Current Treatment Options in Oncology. 16 (8), 39 (2015).
  7. Knake, J. E., Gabrielsen, T. O., Chandler, W. F., Latack, J. T., Gebarski, S. S., Yang, P. J. Real-time sonography during spinal surgery. Radiology. 151 (2), 461-465 (1984).
  8. Montalvo, B. M., Quencer, R. M., Green, B. A., Eismont, F. J., Brown, M. J., Brost, P. Intraoperative sonography in spinal trauma. Radiology. 153 (1), 125-134 (1984).
  9. Montalvo, B. M., Quencer, R. M. Intraoperative sonography in spinal surgery: current state of the art. Neuroradiology. 28 (5-6), 551-590 (1986).
  10. Pasto, M. E., Rifkin, M. D., Rubenstein, J. B., Northrup, B. E., Cotler, J. M., Goldberg, B. B. Real-time ultrasonography of the spinal cord: intraoperative and postoperative imaging. Neuroradiology. 26 (3), 183-187 (1984).
  11. Mari, A. R., Shah, I., Imran, M., Ashraf, J. Role of intraoperative ultrasound in achieving complete resection of intra-axial solid brain tumours. JPMA. The Journal of the Pakistan Medical Association. 64 (12), 1343-1347 (2014).
  12. Ivanov, M., Budu, A., Sims-Williams, H., Poeata, I. Using Intraoperative Ultrasonography for Spinal Cord Tumor Surgery. World Neurosurgery. 97, 104-111 (2017).
  13. Blumenkopf, B., Daniels, T. Intraoperative ultrasonography (IOUS) in thoracolumbar fractures. Journal of Spinal Disorders. 1 (1), 86-93 (1988).
  14. McGahan, J. P., Benson, D., Chehrazi, B., Walter, J. P., Wagner, F. C. Intraoperative sonographic monitoring of reduction of thoracolumbar burst fractures. AJR. American Journal of roentgenology. 145 (6), 1229-1232 (1985).
  15. Quencer, R. M., Montalvo, B. M., Eismont, F. J., Green, B. A. Intraoperative spinal sonography in thoracic and lumbar fractures: evaluation of Harrington rod instrumentation. AJR. American Journal of roentgenology. 145 (2), 343-349 (1985).
  16. Sosna, J., Barth, M. M., Kruskal, J. B., Kane, R. A. Intraoperative sonography for neurosurgery. Journal of Ultrasound in Medicine: Official Journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine. 24 (12), 1671-1682 (2005).
  17. Raymond, C. A. Brain, spine surgeons say yes to ultrasound. JAMA. 255 (17), 2258-2262 (1986).
  18. Toktas, Z. O., Sahin, S., Koban, O., Sorar, M., Konya, D. Is intraoperative ultrasound required in cervical spinal tumors? A prospective study. Turkish Neurosurgery. 23 (5), 600-606 (2013).
  19. . . Surgical Approaches to the Spine. , (2015).
  20. Friedman, J. A., Wetjen, N. M., Atkinson, J. L. D. Utility of intraoperative ultrasound for tumors of the cauda equina. Spine. 28 (3), 288-290 (2003).
  21. Zhou, H., et al. Intraoperative ultrasound assistance in treatment of intradural spinal tumours. Clinical Neurology and Neurosurgery. 113 (7), 531-537 (2011).
  22. Harrop, J. S., Ganju, A., Groff, M., Bilsky, M. Primary intramedullary tumors of the spinal cord. Spine. 34, 69-77 (2009).
  23. Quencer, R. M., Montalvo, B. M. Normal intraoperative spinal sonography. AJR. American journal of roentgenology. 143 (6), 1301-1305 (1984).
  24. Aoyama, T., Hida, K., Akino, M., Yano, S., Iwasaki, Y. Detection of residual disc hernia material and confirmation of nerve root decompression at lumbar disc herniation surgery by intraoperative ultrasound. Ultrasound in Medicine & Biology. 35 (6), 920-927 (2009).
  25. Bose, B. Thoracic extruded disc mimicking spinal cord tumor. The Spine Journal: Official Journal of the North American Spine Society. 3 (1), 82-86 (2003).
  26. Harel, R., Knoller, N. Intraoperative spine ultrasound: application and benefits. European Spine Journal: Official Publication of the European Spine Society, the European Spinal Deformity Society, and the European Section of the Cervical Spine Research Society. 25 (3), 865-869 (2016).
  27. Lazennec, J. Y., Saillant, G., Hansen, S., Ramare, S. Intraoperative ultrasonography evaluation of posterior vertebral wall displacement in thoracolumbar fractures. Neurologia Medico-Chirurgica. 39 (1), 8-15 (1999).
  28. Matsuyama, Y., et al. Cervical myelopathy due to OPLL: clinical evaluation by MRI and intraoperative spinal sonography. Journal of Spinal Disorders & Techniques. 17 (5), 401-404 (2004).
  29. Mueller, L. A., et al. Ultrasound-guided spinal fracture repositioning, ligamentotaxis, and remodeling after thoracolumbar burst fractures. Spine. 31 (20), 739-747 (2006).
  30. Nishimura, Y., Thani, N. B., Tochigi, S., Ahn, H., Ginsberg, H. J. Thoracic discectomy by posterior pedicle-sparing, transfacet approach with real-time intraoperative ultrasonography: Clinical article. Journal of Neurosurgery. Spine. 21 (4), 568-576 (2014).
  31. Randel, S., Gooding, G. A., Dillon, W. P. Sonography of intraoperative spinal arteriovenous malformations. Journal of Ultrasound in Medicine: Official Journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine. 6 (9), 539-544 (1987).
  32. Seichi, A., et al. Intraoperative ultrasonographic evaluation of posterior decompression via. laminoplasty in patients with cervical ossification of the posterior longitudinal ligament: correlation with 2-year follow-up results. Journal of Neurosurgery. Spine. 13 (1), 47-51 (2010).
  33. Tian, W., et al. Intraoperative 3-dimensional navigation and ultrasonography during posterior decompression with instrumented fusion for ossification of the posterior longitudinal ligament in the thoracic spine. Journal of Spinal Disorders & Techniques. 26 (6), 227-234 (2013).
  34. Tokuhashi, Y., Matsuzaki, H., Oda, H., Uei, H. Effectiveness of posterior decompression for patients with ossification of the posterior longitudinal ligament in the thoracic spine: usefulness of the ossification-kyphosis angle on MRI. Spine. 31 (1), 26-30 (2006).
  35. Vasudeva, V. S., Abd-El-Barr, M., Pompeu, Y. A., Karhade, A., Groff, M. W., Lu, Y. Use of Intraoperative Ultrasound During Spinal Surgery. Global Spine Journal. 7 (7), 648-656 (2017).
  36. Alaqeel, A., Abou Al-Shaar, H., Alaqeel, A., Al-Habib, A. The utility of ultrasound for surgical spinal decompression. Medical Ultrasonography. 17 (2), 211-218 (2015).
  37. Della Pepa, G. M., et al. Real-time intraoperative contrast-enhanced ultrasound (CEUS) in vascularized spinal tumors: a technical note. Acta Neurochirurgica. 160 (6), 1259-1263 (2018).
  38. Della Pepa, G. M., et al. Integration of Real-Time Intraoperative Contrast-Enhanced Ultrasound and Color Doppler Ultrasound in the Surgical Treatment of Spinal Cord Dural Arteriovenous Fistulas. World Neurosurgery. 112, 138-142 (2018).
check_url/58080?article_type=t&slug=intraoperative-ultrasound-in-spinal-surgery

Play Video

Cite This Article
Chua, M. M., Vasudeva, V. S., Lu, Y. Intraoperative Ultrasound in Spinal Surgery. J. Vis. Exp. (186), e58080, doi:10.3791/58080 (2022).

View Video