神经外科术中超声是什么意思?您是否曾好奇,神经外科医生在精密复杂的大脑手术中,如何实时“看清”手下的操作区域?神经外科术中超声(intra-operative ultrasound,简称iUS)正是答案。它是一种在脑外科手术过程中,将超声探头直接置于脑组织表面或硬脑膜上进行实时扫描成像的技术。
与传统术前影像不同,术中超声凭借其实时性、无辐射、高灵活性的特点,在精准定位病灶、规划手术入路以及评估切除范围方面发挥着不可替代的作用。简单来说,它就像是主刀医生在手术中配备的一双“透视眼”,能够动态追踪手术进程,助力在最大限度切除病变的同时,竭力保护健康的脑组织。
术中超声如何工作?
神经外科术中超声的基本原理是B型超声成像。它通过探头向脑组织发射超声波脉冲,并接收从不同组织界面反射回来的回波信号。这些回波信号的强度被转换为亮度不一的像素点,最终在屏幕上构成一幅切面图像。
超声波在组织中传播时,遇到声阻抗不同的组织界面会发生反射。这种声阻抗与组织本身的弹性密切相关。回波信号的强度与界面声学梯度成正比——梯度越大,回声越强,图像上就显得越亮。例如,颅骨、大脑镰、脉络丛等结构呈现为高回声(明亮区域),而脑室、肿瘤的囊性部分则表现为低回声或无回声(暗区)。
为了保证成像质量,术中使用有一系列规范流程。这包括探头的严格清洁消毒、根据手术部位和深度选择合适的探头类型(如线阵、凸阵或专门用于神经外科的颅孔探头),并调整增益、频率等参数。扫描时,医生会遵循标准化方向,以获得与MRI相对应的冠状位、矢状位或横断面图像,便于对比。

为什么神经外科手术需要术中超声?
在精密的大脑手术中,神经外科医生面临着巨大挑战:如何在切除病变(如肿瘤)的同时,最大限度地保护正常脑功能?术中超声的出现,为解决几个核心难题提供了关键支持。
应对脑组织“漂移”。这是开颅手术后一个常见现象。由于脑脊液流失、使用脱水药物或肿瘤切除本身,脑组织的位置和形态会发生改变。这意味着,依赖术前影像数据(如MRI)的神经导航系统会产生误差,最高可达数毫米。对于脑深部的小病灶,这个误差足以导致定位失败。术中超声的实时成像特性完美弥补了这一缺陷,它能动态显示当前最真实的解剖结构。
评估肿瘤切除程度。特别是对于边界不清的胶质瘤,医生肉眼很难判断是否已完全切除。术中超声可以实时扫描术腔,评估有无肿瘤残留,并引导进一步切除。研究显示,术中超声能显著提高高级别胶质瘤的全切除率,并延长患者的总生存期。
检测血管与血流。当手术涉及富血供肿瘤或脑血管畸形时,彩色多普勒超声模式能清晰显示病灶周围的血管结构、血流速度和方向。这能帮助医生识别并保护重要血管,避免误伤引发的大出血,显著提高手术安全性。
与术中磁共振(iMRI)这类“金标准”相比,术中超声具有便携、成本较低、检查快捷的显著优势,不会显著延长手术时间,更易于在临床推广。
术中超声在手术中的具体应用流程是怎样的?
一台神经外科手术中,超声的应用贯穿始末,其流程可概括为以下关键步骤。
1.术前准备与扫描
手术开颅后,医生会将已消毒的超声探头置于硬脑膜或脑组织表面,以无菌生理盐水作为耦合剂进行扫描。首先,通过多方向滑动扫描,实时定位病灶,了解其精确位置、大小、边界以及与周围重要结构(如血管、脑室)的关系。这一步尤其对皮质下或脑深部的微小病变至关重要。
2.规划手术入路
在切除开始前,超声能帮助医生规划最优的手术路径。通过模拟不同的切入角度,医生可以选择一条能精准抵达病灶、同时对正常脑组织损伤最小的通道。这对于处理脑深部病变、脑功能区附近病变或需要穿刺的手术(如脑室穿刺、血肿清除)特别有价值。
3.术中实时切除与评估
这是术中超声核心价值的体现。在肿瘤切除过程中,医生可随时将探头放入术腔进行扫描。对于胶质瘤等轴内肿瘤,超声能帮助分辨肿瘤与正常脑组织的边界。切除一部分后,再次扫描可以判断残留肿瘤的范围和位置,引导下一步切除。为了量化评估,医生可采用椭球体积公式,通过两次正交图像测量肿瘤径线,近似计算切除程度,实现术中实时评估。
4.术后即刻检查
病灶切除完毕并止血后,会进行最后一次超声扫描。目的是最终确认切除范围,检查有无活动性出血,并评估硬脑膜缝合的严密程度。至此,术中超声的使命才告一段落。
它能识别哪些脑部病变?
术中超声对不同脑部病变的识别能力基于其独特的声像学特征。以下是几种常见病变的典型表现:
•高级别胶质瘤:超声图像通常表现为回声不均匀,信号强弱不等,常伴有因囊性变或坏死导致的低回声区。若周围水肿明显,则表现为较强回声。
•低级别胶质瘤:通常表现为较周边脑组织回声略高,边界显示相对明显。囊实性病灶的囊性部分为无回声,实性部分呈均质稍强回声。
•脑膜瘤:多为边界清晰的高回声肿块。巨大脑膜瘤内部若有囊性变或坏死,可呈现分隔的低回声信号。
•脑转移瘤:通常显示为高信号。若含有囊性或坏死成分,则相应区域为低信号。
•海绵状血管瘤:可有高回声边缘,内部因陈旧性出血表现为低回声。彩色多普勒超声常可显示周边有小的血管环绕。
•动静脉畸形(AVM):彩色多普勒超声可清晰显示其异常的血流信号和大致边界。
值得注意的是,不同病变的“超声可见度”存在差异。研究者甚至建立了分级系统。总体而言,脑膜瘤、脑转移瘤、高级别胶质瘤等病变通常更易被超声识别,而低级别胶质瘤的显示则更具挑战性。
术中超声存在哪些局限性?
尽管优势突出,但清醒地认识术中超声的局限性,对于安全、有效地使用它同样重要。
图像质量与伪影干扰。术中超声图像可能因各种伪影而质量下降,给解读带来困难。一个典型的例子是“声真空”现象:当术腔有空气滞留或放置了某些止血材料(如明胶海绵)时,声波无法穿透,会在后方形成一片阴影,经验不足的医生可能误判为切除残腔,导致手术提前结束。
操作者依赖性。超声图像的获取和解读在一定程度上依赖于外科医生的经验和技巧。大多数神经外科医生并未接受过超声科的专门培训,加之缺乏统一的规范化操作指南,这给标准化实践带来了挑战。
对某些病变的辨别力有限。虽然术中超声能有效评估胶质瘤等浸润性肿瘤的切除范围,但对于幕上中线部位的深部肿瘤,术中MRI在残留肿瘤可视化方面可能更具优势。
幸运的是,技术仍在不断进步。多模态超声成像技术,如弹性超声成像(评估组织硬度)、增强超声成像(使用造影剂)等,正在提供更多信息,以辅助鉴别肿瘤类型和评估边界。同时,导航超声技术可将超声图像与术前MRI融合,实时校正脑漂移,实现更精准的三维导航。人工智能(AI)技术的引入,也有望在未来提升图像自动分析和解读的智能化水平。
常见疑问解答(FAQ)
1.术中超声和术前磁共振(MRI)哪个更准?
两者并非替代关系,而是互补。术前MRI是制定手术计划的基石,但无法反映开颅后的脑组织变化。术中超声的优势在于实时性,能动态更新图像,校正因脑脊液流失或组织切除造成的“脑漂移”,为医生提供当下最真实的解剖场景。
2.使用术中超声会延长手术时间吗?
通常不会显著延长。相反,由于其操作便捷、可重复扫描,能高效地引导手术进程,避免医生在不确定时反复停顿观察,反而可能提高手术效率。这与需要长时间扫描、流程复杂的术中MRI形成鲜明对比。
3.术中超声安全吗?对脑组织有损伤吗?
术中超声是一项安全、无创、无辐射的影像技术。探头是直接置于硬脑膜或脑组织表面进行扫描,操作轻柔,并用无菌生理盐水耦合,对脑组织本身没有已知的损伤风险。
4.所有脑瘤手术都需要术中超声吗?
并非绝对。它对位置深在、边界不清的肿瘤(如胶质瘤)价值最大。对于边界清晰、可在直视下完全切除的轴外肿瘤(如一些脑膜瘤),或颅底等骨性结构妨碍探头放置的手术,其必要性相对降低。主刀医生会根据病情复杂程度和医院条件综合决策。
总而言之,神经外科术中超声是一种将超声成像技术直接应用于手术过程中的重要工具,它通过提供实时、动态的影像,极大地提升了脑部手术的精准度和安全性。


