Intraoperativer Ultraschall in der Wirbelsäulenchirurgie

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll über den Einsatz von intraoperativem Ultraschall in der Wirbelsäulenchirurgie vor, insbesondere bei intraduralen Läsionen und Läsionen im ventralen Spinalkanal bei Verwendung eines posterioren Ansatzes.

Zusammenfassung

Seit den 1980er Jahren gab es mehrere Berichte über die Verwendung von intraoperativem Ultraschall als nützliches Hilfsmittel in der Wirbelsäulenchirurgie. Mit dem Aufkommen neuerer hochmoderner Bildgebungsmodalitäten ist der Einsatz von intraoperativem Ultraschall in der Wirbelsäulenchirurgie jedoch weitgehend in Ungnade gefallen. Trotzdem bietet intraoperativer Ultraschall weiterhin mehrere Vorteile gegenüber anderen intraoperativen Techniken wie Magnetresonanztomographie und Computertomographie, einschließlich einer kostengünstigeren, effizienteren und einfacher zu bedienenden und zu interpretierenden Behandlung. Darüber hinaus bleibt es die einzige Methode zur Echtzeit-Visualisierung von Weichteilen und Pathologien. Dieses Papier konzentriert sich auf die Vorteile der Verwendung von intraoperativem Ultraschall, insbesondere bei intraduralen Läsionen und Läsionen ventral zum Thekalsack, wenn sie sich posterior nähern.

Einleitung

Ultraschall ist eines der häufigsten diagnostischen Werkzeuge in der Medizin, insbesondere zur Visualisierung von Pathologien in Bauch, Gliedmaßen und Hals. Seine Verwendung zur Untersuchung von Schädel- und Wirbelsäulenläsionen ist jedoch derzeit nicht weit verbreitet. Im Jahr 1978 war Reid der erste, der über die Verwendung von Ultraschall zur Visualisierung des zystischen Astrozytoms¹ der Zervixschnur berichtete. Hier wurden Scans mit gebeugtem Hals des Patienten durchgeführt, um das Öffnen des intralaminaren Fensters zu ermöglichen. Vier Jahre später, 1982, berichteten Dohrmann und Rubin über die intraoperative Verwendung von Ultraschall zur Visualisierung des intraduralen Raums bei 10 Patienten². Zu den Pathologien, die bei den 10 Patienten mit intraoperativem Ultraschall identifiziert wurden, gehörten Syringomyelie, Rückenmarkszysten sowie intramedulläre und extramedulläre Tumoren. Sie demonstrierten ferner die Verwendung von intraoperativem Ultraschall zur Führung von Kathetern und Sonden für die Biopsie von Tumoren, die Drainage von Zysten und die Platzierung des ventrikulären Shunt-Katheters³. Dies ermöglichte die Echtzeitüberwachung und präzise Positionierung von Sonden/Kathetern, wodurch Ungenauigkeiten und Fehler bei der Platzierung reduziert wurden. Nach diesen ersten Berichten haben mehrere andere die Verwendung von intraoperativem Ultraschall zur Steuerung der Rückenmarkszystendrainage, der intramedullären und extramedullären Tumorresektion und der Syringo-Subarachnoidal-Shunt-Katheterplatzierung^{veröffentlicht} 4,5,6,7,8,9,10 . Darüber hinaus wurde gezeigt, dass es auch die Rate der vollständigen Resektion von intraaxialen soliden Hirntumoren und spinalen intraduralen Tumoren erhöht^11,12. Der intraoperative Ultraschall hat sich auch für die intraoperative chirurgische Planung vor der Manipulation des Gewebes und die anschließende Visualisierung einer adäquaten Dekompression neuronaler Elemente bei Patienten mit Wirbelsäulenfrakturen als nützlich erwiesen 7,9,13,14,15.

Mit dem Aufkommen neuerer intraoperativer Technologien, die eine klarere Visualisierung von Weichteilen ermöglichen, wie Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT), ist intraoperativer Ultraschall weniger verbreitet und eine weniger bevorzugte intraoperative Bildgebungsmodalität unter Neurochirurgen^{heute 16}. Der intraoperative Ultraschall kann jedoch in bestimmten operativen Fällen Vorteile gegenüber diesen neueren Technologien haben (Tabelle 1). Es hat sich gezeigt, dass intraoperativer Ultraschall eine bessere Weichteilvisualisierung intraduraler Strukturen im Vergleich zu intraoperativer CT (iCT) oder Kegelstrahl-CT (cbCT^{) zeigt9,17}. Während die intraoperative MRT (iMRT) aufgrund der höheren Weichteilauflösung, die sie bietet, nützlich ist, ist sie teuer, zeitaufwendig und liefert keine Echtzeitbilder⁶, ^16,18. Ein Beispiel ist der Umstand einer intraduralen Masse ventral zum Thecalsack, die der Chirurg nicht direkt visualisieren kann. Darüber hinaus ist intraoperativer Ultraschall, obwohl er vom Bediener abhängig ist, aus unserer Erfahrung ziemlich einfach zu bedienen und kann ohne Radiologen leicht abgelesen werden.

Protokoll

Das hier abgebildete Protokoll folgt den Richtlinien der Ethikkommission für Humanforschung am Brigham and Women's Hospital.

1. Präoperatives Protokoll

1. Beurteilen Sie Patienten mit Wirbelsäulenpathologie in der Klinik und bestimmen Sie die Eignung für eine Wirbelsäulenoperation. Führen Sie eine neurologische Beurteilung durch und erhalten Sie einen CT- oder MRT-Scan, um Wirbelsäulenläsionen zu identifizieren.
2. Schließen Sie Patienten ein, die eine intradurale Pathologie wie Schwannom, Ependymom, Meningeom, Astrozytom usw. haben; oder Patienten mit einer ventralen kompressiven extraduralen Pathologie, wie z. B. einem ventralen Thoraxbandscheibenvorfall, ventralen Frakturfragmenten oder einem spinalen Knochentumor mit ventraler Kompression.
   HINWEIS: Die Pathologie wird durch Wirbelsäulenbildgebung mit CT oder MRT bestimmt. Ausschlusskriterien sind Patienten, die eine Operation nicht vertragen, oder Patienten mit einer extrem schlechten Prognose.

2. Vorbereitung auf die Operation

1. Erlauben Sie dem Patienten nicht, nach der Mitternacht vor der Operation etwas durch den Mund zu konsumieren.
   HINWEIS: Der Patient wird unter Vollnarkose gestellt und vom Anästhesisten intubiert.
2. Positionieren Sie den Patienten mit exponiertem Rücken entsprechend der Präferenz des Chirurgen für die Wirbelsäulenoperation.
3. Sterilisieren Sie den Operationsbereich mit Povidon-Jod, indem Sie den Bereich schrubben.

3. Chirurgie

Hinweis: Dieser Abschnitt des Protokolls folgt allgemeinen Techniken der Wirbelsäulenchirurgie, auf die aus jedem seriösen Lehrbuch für Wirbelsäulenchirurgietechniken¹⁹ verwiesen werden kann.

1. Machen Sie einen Schnitt mit einem Skalpell entlang der Länge der Wirbelsäule über die entsprechenden Wirbelebenen und machen Sie einen geraden Schnitt nach unten, bis der Knochen erreicht ist.
   HINWEIS: Die Größe des Einschnitts hängt von der Größe der Pathologie ab. Zum Beispiel, wenn der Tumor zwei Wirbelebenen umfasst, dann müssen mindestens zwei Wirbelebenen exponiert werden. Wenn der Knochen freigelegt wird, kann eine Röntgenaufnahme mit einem tragbaren Röntgengerät durchgeführt werden, um die korrekten Wirbel zu überprüfen.
2. Führen Sie eine subperiostale Dissektion durch elektrochirurgische Kauterisation durch und legen Sie den dornigen Prozess frei, der als bauchiger knöcherner Prozess visualisiert wird. Drehen Sie die Schneide ventral und streichen Sie über das Laminar.
3. Verwenden Sie eine Kombination aus einer Leksell-Knochenzange und einem Hochgeschwindigkeitsbohrer, um die knöcherne Lamina und den dornigen Prozess zu entfernen, um das darunter liegende Ligamentum flavum freizulegen.
4. Verwenden Sie eine abgewinkelte Kürette und einen Kerrison-Knochenstempel, um das Ligamentum flavum zu entfernen, um die darunter liegende Dura mater freizulegen.
5. Verwenden Sie bipolare und hämostatische Matrix, um Hämostase zu erreichen.
   HINWEIS: Der Erfolg eines guten Ultraschallbildes hängt von einem sauberen Operationsfeld ab.

4. Intraoperativer Ultraschall

1. Verwenden Sie ein mobiles Ultraschallgerät und eine Wandlersonde mit einem Durchmesser von 20 mm.
   HINWEIS: Die Sonde sollte einen Frequenzbereich von 10 bis 4,4 MHz haben. Jedes vergleichbare Gerät mit ähnlichem Sondendurchmesser und Frequenzbereich sollte ausreichen.
2. Füllen Sie nach der knöchernen Entfernung und Dura-Exposition das Operationsfeld mit ausreichender Kochsalzlösung, so dass die Ultraschallwandlersonde eingetaucht werden kann.
   HINWEIS: Im Allgemeinen wird ein Bereich von 100-500 ml Kochsalzlösung benötigt. Die Kochsalzlösung ermöglicht eine akustische Kopplung.
3. Schalten Sie das Ultraschallgerät ein und platzieren Sie die Ultraschallsonde im Salzbad auf der Ebene des Interesses, um mit der Aufnahme von Bildern zu beginnen.
   HINWEIS: Es ist nicht notwendig, die Sonde direkt mit der Dura oder dem Rückenmark zu berühren. Die Bilder werden in Echtzeit auf dem Ultraschallbildschirm aufgenommen und können sofort vom Chirurgen interpretiert werden. Bilder auf dem Bildschirm können jederzeit durch Drücken der Freeze-Taste aufgenommen und durch Drücken der Speichern-Taste gespeichert werden.
4. Erfassen Sie Echtzeitbilder in der Längsebene, indem Sie die Ultraschallsonde in Einklang mit der Richtung des Spinalkanals platzieren, um das Rückenmark und die Läsion ähnlich den Sagittalbildern aus dem MRT zu visualisieren.
5. Erfassen Sie Echtzeitbilder in der Querebene, indem Sie die Ultraschallsonde senkrecht zum Spinalkanal platzieren, um das Rückenmark und die Läsion wie die axialen Bilder aus dem MRT zu visualisieren.
6. Erfassen Sie Echtzeitbilder, um den Ort von Läsionen zu überprüfen, die nicht direkt visualisiert werden können, um mit den präoperativen CT- oder MRT-Bildern zu korrelieren, um die Platzierung des chirurgischen Werkzeugs zu leiten und / oder um die Auflösung der Pathologie zu bestätigen.
   HINWEIS: Bei Bedarf kann ein kleines Stück steriler komprimierter Schwamm von etwa 0,5 cm x 0,5 cm als hyperechofähiger chirurgischer Marker verwendet werden, der im Operationsfeld platziert wird und hilft, den Operationsort mit dem Bildort zu korrelieren. Dies hilft, die Läsion während der Operation zu lokalisieren und hilft auch, den Rand des Tumors zu identifizieren.

5. Postoperative Nachbereitung

1. Lassen Sie den Patienten nach der Entlassung innerhalb eines Monats zur Nachsorge in die Klinik zurückkehren.
2. Führen Sie eine neurologische Beurteilung und CT- oder MRT-Scans durch, um die Auflösung der Symptome und der Pathologie zu bestätigen.

Ergebnisse

Bei der normalen Ultraschallbildgebung der Wirbelsäule ist die Dura eine echogene Schicht, die die reflexionsarme Rückenmarksflüssigkeit umgibt. Das Rückenmark zeichnet sich durch sein homogenes Erscheinungsbild und seine geringe Echogenität aus, die von einem echogenen Rand umgeben ist. Dieser echogene Rand ist auf die Dichteverschiebung von der Rückenmarksflüssigkeit zum Rückenmark zurückzuführen. Der zentrale Kanal erscheint als helles zentrales Echo, während austretende Ner...

Diskussion

Der intraoperative Ultraschall in der Wirbelsäulenchirurgie ist mit dem Aufkommen neuerer Technologien weitgehend in Ungnade gefallen, bietet jedoch weiterhin mehrere Vorteile gegenüber den anderen verfügbaren Bildgebungsmodalitäten wie MRT und CT 6,9,16,17,18. Dieses Protokoll ist nicht nur kostengünstig, sondern zeigt in diesem Protokoll auch, dass es e...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
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).