Summary

Intraoperativ ultralyd i rygkirurgi

Published: August 17, 2022
doi:

Summary

Her præsenterer vi en protokol om brugen af intraoperativ ultralyd i rygmarvskirurgi, især i tilfælde af intradurale læsioner og læsioner i den ventrale rygmarvskanal, når der anvendes en bageste tilgang.

Abstract

Siden 1980’erne har der været flere rapporter om brugen af intraoperativ ultralyd som et nyttigt supplement til rygmarvskirurgi. Men med fremkomsten af nyere banebrydende billeddannelsesmetoder er brugen af intraoperativ ultralyd i rygsøjlekirurgi stort set faldet i ugunst. På trods af dette fortsætter intraoperativ ultralyd med at give flere fordele i forhold til andre intraoperative teknikker såsom magnetisk resonansbilleddannelse og computertomografi, herunder at være mere omkostningseffektiv, effektiv og nem at betjene og fortolke. Derudover er det fortsat den eneste metode til realtidsvisualisering af blødt væv og patologier. Dette papir fokuserer på fordelene ved at anvende intraoperativ ultralyd, især i tilfælde af intradurale læsioner og læsioner ventral til den tekale sæk, når de nærmer sig bagud.

Introduction

Ultralyd er et af de mest almindelige diagnostiske værktøjer inden for medicin, især til visualisering af patologi i maven, lemmerne og nakken. Imidlertid er dets anvendelse til at undersøge kraniale og spinale læsioner i øjeblikket ikke meget udbredt. I 1978 var Reid den første til at rapportere brugen af ultralyd til at visualisere cervikal ledning cystisk astrocytom1. Her blev scanninger udført med patientens hals bøjet for at muliggøre åbning af det intralaminærvindue. Fire år senere, i 1982, rapporterede Dohrmann og Rubin brugen af ultralyd intraoperativt til at visualisere det intradurale rum hos 10 patienter2. Patologier identificeret med intraoperativ ultralyd blandt de 10 patienter omfattede syringomyelia, rygmarvscyster og intramedullære og ekstramedullære tumorer. De demonstrerede yderligere brugen af intraoperativ ultralyd til at guide katetre og sonder til biopsi af tumorer, dræning af cyster og ventrikulær shuntkateterplacering3. Dette muliggjorde overvågning i realtid og præcis positionering af sonder / katetre, hvilket reducerede unøjagtighed og fejl i placeringen. Efter disse indledende rapporter har flere andre offentliggjort brugen af intraoperativ ultralyd til styring af rygmarvscystedræning, intramedullær og ekstramedullær tumorresektion og syringo-subarachnoid shuntkateterplacering 4,5,6,7,8,9,10 . Derudover har det vist sig også at øge hastigheden af fuldstændig resektion af intraaksiale solide hjernetumorer og spinal intradurale tumorer11,12. Intraoperativ ultralyd har også vist sig at være nyttig til intraoperativ kirurgisk planlægning før manipulation af vævet og efterfølgende visualisering af tilstrækkelig neurale elementdekompression hos patienter med rygsøjlefrakturer 7,9,13,14,15.

Med fremkomsten af nyere intraoperativ teknologi, der muliggør klarere visualisering af blødt væv, såsom magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og computertomografi (CT), er intraoperativ ultralyd blevet mindre almindelig og en mindre begunstiget intraoperativ billeddannelsesmodalitet blandt neurokirurger i dag16. Imidlertid kan intraoperativ ultralyd have fordele i forhold til disse nyere teknologier i visse operative tilfælde (tabel 1). Intraoperativ ultralyd har vist sig at demonstrere bedre blødt vævsvisualisering af intradurale strukturer sammenlignet med intraoperativ CT (iKT) eller keglestråle CT (cbCT) 9,17. Mens intraoperativ MR (iMRI) er nyttig, hvor den er tilgængelig på grund af den højere bløddelsopløsning, den giver, er den dyr, tidskrævende og giver ikke realtidsbilleder6, 16,18. Et eksempel er i tilfælde af en intradural masse ventral til den tekale sæk, som kirurgen ikke er i stand til direkte at visualisere. Derudover, på trods af at det er operatørafhængigt, er intraoperativ ultralyd fra vores erfaring ret simpelt at bruge og kan let læses uden en radiolog.

Protocol

Protokollen illustreret her følger retningslinjerne fra den humane forskningsetiske komité på Brigham and Women’s Hospital. 1. Præoperativ protokol Vurder patienter med spinal patologi i klinikken og bestem berettigelse til rygkirurgi. Udfør neurologisk vurdering og få CT- eller MR-scanning for at identificere spinallæsion. Inkluder patienter, der har en intradural patologi, såsom schwannoma, ependymom, meningiom, astrocytom osv.; eller patienter, der har e…

Representative Results

På normal rygsøjle ultralydsbilleddannelse er dura et ekkogent lag, der omgiver den anechoiske spinalvæske. Rygmarven er kendetegnet ved sit homogene udseende og lave ekkogenicitet, som er omgivet af en ekkogen rand. Denne ekkogene rand skyldes densitetsskiftet fra rygmarvsvæsken til rygmarven. Den centrale kanal fremstår som et klart centralt ekko, mens spændende nerverødder forekommer meget ekkogene, især ved cauda equina16. Intraoperativ ultralyd kan spi…

Discussion

Intraoperativ ultralyd i rygmarvskirurgien er stort set faldet i ugunst med fremkomsten af nyere teknologi, men det fortsætter med at give flere fordele i forhold til de andre tilgængelige billeddannelsesmetoder såsom MR og CT 6,9,16,17,18. Ud over at være billig viser vi i denne protokol også, at den er enkel at bruge og kan give visualisering af struktu…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne har ingen anerkendelser.

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

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