Summary

Intraoperativ ultraljud vid ryggradskirurgi

Published: August 17, 2022
doi:

Summary

Här presenterar vi ett protokoll om användningen av intraoperativ ultraljud vid ryggradskirurgi, särskilt i fall av intradurala lesioner och lesioner i den ventrala ryggradskanalen vid användning av ett bakre tillvägagångssätt.

Abstract

Sedan 1980-talet har det funnits flera rapporter för användning av intraoperativ ultraljud som ett användbart tillägg vid ryggradskirurgi. Men med tillkomsten av nyare banbrytande bildmetoder har användningen av intraoperativ ultraljud vid ryggradskirurgi till stor del fallit i favör. Trots detta fortsätter intraoperativ ultraljud att ge flera fördelar jämfört med andra intraoperativa tekniker som magnetisk resonansavbildning och datortomografi, inklusive att vara mer kostnadseffektiv, effektiv och enkel att använda och tolka. Dessutom är det fortfarande den enda metoden för visualisering i realtid av mjukvävnad och patologier. Detta papper fokuserar på fördelarna med att använda intraoperativ ultraljud, särskilt i fall av intradurala lesioner och lesioner ventrala till thecal sac när de närmar sig bakre.

Introduction

Ultraljud är ett av de vanligaste diagnostiska verktygen inom medicin, särskilt för att visualisera patologi i buken, lemmarna och nacken. Men dess användning för att undersöka kranial- och ryggradsskador används för närvarande inte i stor utsträckning. 1978 var Reid den första som rapporterade användningen av ultraljud för att visualisera cervikalt cord cystiskt astrocytom1. Här utfördes skanningar med patientens nacke böjd för att möjliggöra öppning av det intralaminära fönstret. Fyra år senare, 1982, rapporterade Dohrmann och Rubin användningen av ultraljud intraoperativt för att visualisera det intradurala utrymmet hos 10 patienter2. Patologier identifierade med intraoperativ ultraljud bland de 10 patienterna inkluderade syringomyelia, ryggmärgscyster och intramedullära och extramedullära tumörer. De demonstrerade vidare användningen av intraoperativ ultraljud för att styra katetrar och sonder för biopsi av tumörer, dränering av cystor och ventrikulär shuntkateterplacering3. Detta möjliggjorde realtidsövervakning och exakt positionering av sonder / katetrar, vilket minskade felaktigheter och fel i placeringen. Efter dessa första rapporter har flera andra publicerat användningen av intraoperativ ultraljud för att styra ryggmärgscystdränering, intramedullär och extramedullär tumörresektion och syringo-subaraknoid shuntkateterplacering 4,5,6,7,8,9,10 . Dessutom har det visat sig också öka graden av fullständig resektion av intraaxiella solida hjärntumörer och spinal intradurala tumörer11,12. Intraoperativ ultraljud har också visat sig vara användbart för intraoperativ kirurgisk planering före manipulation av vävnaden och efterföljande visualisering av adekvat dekompression av neurala element hos patienter med ryggradsfrakturer 7,9,13,14,15.

Med tillkomsten av nyare intraoperativ teknik som möjliggör tydligare visualisering av mjuka vävnader, såsom magnetisk resonanstomografi (MRI) och datortomografi (CT), har intraoperativ ultraljud blivit mindre vanligt och en mindre gynnad intraoperativ avbildningsmodalitet bland neurokirurger idag16. Intraoperativ ultraljud kan dock ha fördelar jämfört med dessa nyare tekniker i vissa operativa fall (tabell 1). Intraoperativt ultraljud har visat sig visa bättre mjukvävnadsvisualisering av intradurala strukturer jämfört med intraoperativ CT (iCT) eller konstråle-CT (cbCT)9,17. Även om intraoperativ MR (iMRI) är användbar där det är tillgängligt på grund av den högre mjukvävnadsupplösningen det ger, är det dyrt, tidskrävande och ger inte realtidsbilder6, 16,18. Ett exempel är under förutsättningen av en intradural massa ventral till thecal sac som kirurgen inte kan visualisera direkt. Dessutom, trots att vi är operatörsberoende, från vår erfarenhet, är intraoperativ ultraljud ganska enkel att använda och kan lätt läsas utan radiolog.

Protocol

Protokollet som illustreras här följer riktlinjerna från den mänskliga forskningsetiska kommittén vid Brigham and Women’s Hospital. 1. Preoperativt protokoll Bedöm patienter med ryggradspatologi i kliniken och bestäm behörighet för ryggradskirurgi. Utför neurologisk bedömning och få CT- eller MR-skanning för att identifiera ryggradsskada. Inkludera patienter som har en intradural patologi såsom schwannom, ependymom, meningiom, astrocytom, etc.; eller …

Representative Results

Vid normal ultraljudsavbildning av ryggraden är dura ett ekogent skikt som omger den anekoiska ryggmärgsvätskan. Ryggmärgen kännetecknas av sitt homogena utseende och låga ekogenitet som är omgiven av en ekogen kant. Denna ekogena kant beror på densitetsförskjutningen från ryggmärgsvätskan till ryggmärgen. Den centrala kanalen framträder som ett ljust centralt eko, medan spännande nervrötter verkar mycket ekogena, särskilt vid cauda equina16. Intra…

Discussion

Intraoperativ ultraljud i ryggradskirurgin har till stor del fallit i favör med tillkomsten av nyare teknik, men det fortsätter att ge flera fördelar jämfört med andra tillgängliga bildmetoder som MR och CT 6,9,16,17,18. Förutom att det är billigt visar vi i detta protokoll också att det är enkelt att använda och kan ge visualisering av strukturer m…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Författarna har inga erkännanden.

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