術(shù)中雙功超聲在7例腦少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的應(yīng)用

鐘曉緋，王 翔，聶 玲，鄧?yán)蚱?，張靜漪，盧 強(qiáng)

（1.四川大學(xué)華西醫(yī)院（超聲醫(yī)學(xué)科），四川 成都 610041；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院（神經(jīng)外科），四川 成都 610041；3.四川大學(xué)華西醫(yī)院（病理科），四川 成都，610041；4.四川大學(xué)華西醫(yī)院（放射科），四川 成都 610041）

0 引 言

常規(guī)超聲因其物理性質(zhì)受限于人體骨骼、氣體，對(duì)深面的組織結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行成像。在術(shù)中，通過切除、牽拉、銑開顱骨等可以避開氣體及骨骼，為術(shù)中超聲（Intraoperative Ultrasound,IOUS）創(chuàng)造聲窗，從而提升超聲在腦、脊髓的診斷效能。IOUS的使用可以貫穿于整個(gè)神經(jīng)外科手術(shù)過程，尤其適用于經(jīng)皮質(zhì)深窄隧道的腦腫瘤切除術(shù)，并且能通過多普勒成像技術(shù)顯影顱內(nèi)重要血管[1]。

神經(jīng)外科的手術(shù)原則是保證正常腦結(jié)構(gòu)受損最小而盡可能完整切除病變[2]。腦膠質(zhì)瘤的外科目標(biāo)是安全切除病變及減少腫瘤負(fù)荷，術(shù)中使用多模態(tài)技術(shù)定位病灶、定量切除是其有力保障。腦膠質(zhì)瘤的影像學(xué)切除有利于后續(xù)其他治療[3]。外科切除低級(jí)別膠質(zhì)瘤（Low Grade Glioma,LGG）可以改善患者的無進(jìn)展生存期（Progression-Free Survival,PFS）、總生存期（Overall Survival Time,OS），并對(duì)控制癲癇、提升病理準(zhǔn)確性有益。而術(shù)中影像技術(shù)的應(yīng)用有助于手術(shù)進(jìn)程的監(jiān)測(cè)[4]。本文旨在探討IOUS雙功超聲成像技術(shù)在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤術(shù)中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 IOUS設(shè)備、參數(shù)及材料

超聲儀器機(jī)型及探頭：（1）PHILIPS CX 50：C5-1探頭（曲率半徑 45 mm，頻率 1～5 MHz）和L12-3探頭（尺寸38 mm，頻率3～12 MHz）；（2）PHILIPS IU-22：C5-1探頭（曲率半徑45 mm，頻率1～5MHz）和 L12-5探頭（尺寸 50 mm，頻率 3～12MHz）；（3）Sonoscape S50Pro，12LT 探頭（尺寸37 mm，頻率 4～16 MHz）和 C613探頭（曲率半徑14 mm，頻率4～13 MHz）。

IOUS預(yù)設(shè)參數(shù)選擇低頻腹部條件和高頻淺表?xiàng)l件。成像深度 4～15cm，機(jī)械指數(shù)（Mechanical Index,MI）0.4～1.2。使用B型（Brightness mode）、D型（Doppler mode）兩種模式，即雙功超聲（Duplex ultrasound）。

材料包括：無菌超聲耦合劑，無菌探頭套，無菌橡皮筋，無菌生理鹽水。

1.2 IOUS流程及方法

在消毒鋪巾前熟悉患者體位（仰臥、斜臥、側(cè)臥、俯臥位等）、頭位（左偏、右偏、正中位）。檢查前明確探頭標(biāo)識(shí)，掌握探頭方位與腦的解剖橫斷面（軸位）、冠狀面、矢狀面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，了解外科醫(yī)師手術(shù)目的及策略。熟悉患者的病史及術(shù)前影像學(xué)資料。

IOUS掃查時(shí)機(jī)包括：（1）切除前：銑開顱骨骨瓣，暴露腦膜；（2）切除中：根據(jù)手術(shù)進(jìn)程的實(shí)際情況判斷；（3）病灶切除后。遵循醫(yī)學(xué)超聲ALARA（As Low As Reasonable Achievable）輻照原則，運(yùn)用最小壓力使探頭緊貼腦膜，避免銑開的顱骨劃破無菌套。

根據(jù)骨窗大小、病灶位置選擇不同尺寸、頻率、形態(tài)的超聲探頭。嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作原則，穿手術(shù)隔離衣、戴無菌手套。超聲探頭使用無菌套包裹，探頭端無菌套必須與探頭晶體面緊密貼合，確保晶體面和無菌套之間的耦合劑無氣泡存在后使用無菌橡皮筋固定探頭套。將探頭及部分電纜線置于手術(shù)臺(tái)上并用巾鉗固定，保證電纜線長(zhǎng)度可使探頭放入待探查區(qū)進(jìn)行自由掃查。無菌生理鹽水作為潤滑及填充手術(shù)殘腔/隧道的媒介。

B模式下輕柔、連續(xù)、重疊、緩慢地滑動(dòng)探頭，在聲窗允許的掃查范圍內(nèi)尋找病灶。在骨窗邊緣定點(diǎn)多角度掃查以增加成像范圍，確認(rèn)病灶后通過十字交叉法定位術(shù)中實(shí)際最大截面的位置。病灶放置于圖像中央，根據(jù)探頭與腦組織貼合狀態(tài)、聲能衰減等調(diào)節(jié)增益；成像術(shù)中、術(shù)后的隧道或殘腔區(qū)域時(shí)，在確認(rèn)止血狀態(tài)后移除腦棉片，使用無菌生理鹽水灌注剜除空腔并在連續(xù)滴注狀態(tài)下進(jìn)行 IOUS成像，根據(jù)情況調(diào)節(jié)時(shí)間增益補(bǔ)償（Time Gain Compensation,TGC）。定位病灶最大截面后使用D模式，探頭相對(duì)靜止時(shí)存儲(chǔ)圖像，在病灶區(qū)及周圍動(dòng)態(tài)尋找作為正常解剖標(biāo)志的腦血管。適當(dāng)降低B型增益，降低血流速度量程（＜10 cm·s-1），以無彩色斑點(diǎn)偽像出現(xiàn)為前提增加 D型增益。根據(jù)術(shù)中情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)深度、焦點(diǎn)、視野，實(shí)時(shí)優(yōu)化圖像增益、脈沖重復(fù)頻率（Pulse Repetition Frequency,PRF）、彩色取樣框大小等，觀察圖像細(xì)節(jié)使用局部放大功能。

定位病灶并優(yōu)化IOUS圖像后，存儲(chǔ)圖像或者動(dòng)態(tài)視頻，包括：（1）病灶最大截面的B型圖像，低限為2張相交斷面圖像；（2）病灶最大截面的D型圖像，低限為1張血流信號(hào)最優(yōu)圖像；（3）病灶與周圍毗鄰的空間關(guān)系，低限為1張寬視野圖像；（4）根據(jù)手術(shù)進(jìn)程，例如切除中、切除后的圖像。

1.3 IOUS圖像記錄、分析

調(diào)取存儲(chǔ)的IOUS圖像，觀察病灶與腦中線、腦室、小腦幕、大腦鐮、腦部大血管、丘腦等結(jié)構(gòu)的關(guān)系。記錄、分析包括：（1）測(cè)量病灶最大截面的兩個(gè)徑線；（2）病灶回聲：稍強(qiáng)回聲，混合回聲；（3）邊界：清楚，不清楚；（4）形態(tài)：規(guī)則，不規(guī)則；（5）彩色血流Adler分級(jí)（0-3級(jí)）[5]：① 0級(jí)，無血流信號(hào)顯示；② 1級(jí)，1～2處血流信號(hào)；③ 2級(jí)，3～4處血流信號(hào)或者成像1條管壁清晰的血管；④ 多處血流信號(hào)或者血流信號(hào)呈網(wǎng)狀；（6）病灶內(nèi)部、邊緣有無高回聲結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，并記錄數(shù)量、形態(tài)：無，有；（7）團(tuán)塊淺面及深面距離腦膜的距離。

2 結(jié) 果

2.1 臨床資料

2012年8月—2019年12月共7例患者的7個(gè)病變，經(jīng)術(shù)后病理診斷為少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤。IOUS由同一檢查者按照統(tǒng)一圖像標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)、存儲(chǔ)、分析記錄圖像。

7例患者中，男性5例，女性2例，平均年齡45.7歲，術(shù)前MRI病灶最大徑線平均值為5.5 cm。5例臨床癥狀為頭暈、頭痛、肢體感覺運(yùn)動(dòng)異常（5/7，71.4%），1例因外傷后檢查發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)占位（1/7，14.3%），1例有LGG切除史及伽馬刀治療史（1/7，14.3%）。71.4%（5/7）的病灶位置以額葉為主，28.6%（2/7）以頂葉為主。57.1%（4/7）位于左側(cè)大腦，42.9%（3/7）位于右側(cè)大腦。

2.2 術(shù)中雙功超聲

少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的IOUS聲像圖特征如表1所示。7例少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的最大徑線平均值為5.2 cm，病灶邊緣距腦膜＜1 cm 者占 71.4%（5/7，71.4%）。7例中，85.7%（6/7）的病灶為稍強(qiáng)回聲團(tuán)塊，14.3%（1/7）為混合回聲團(tuán)塊；85.7%（6/7）邊界清晰，14.3%（1/7）邊界不清；57.1%（4/7）形態(tài)不規(guī)則，42.9%（3/7）形態(tài)規(guī)則；71.4%（5/7）的病灶內(nèi)部、邊緣伴有不同形狀的高回聲，后方不伴聲影（見圖 1），28.6%（2/7）不伴高回聲；71.4%（5/7）Adler血流分級(jí)為3級(jí)，28.6%（2/7）為2級(jí)（見圖2）。

圖1 少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤IOUS B模式聲像圖Fig.1 IOUS B mode image of oligodendroglioma

圖2 兩例少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤IOUS D模式的Adler血流分級(jí)Fig.2 Adler blood flow classification of oligodendroglioma in IOUS D mode

表1 少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的IOUS聲像圖特征Table 1 Sonographic features of Oligodendroglioma

其中 2例在手術(shù)進(jìn)程中進(jìn)行了≥3次的IOUS成像（見圖3）。最后一次IOUS成像，殘腔周圍未見厚度＞5 mm的稍強(qiáng)回聲存在。

圖3 兩例少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤IOUS術(shù)中監(jiān)測(cè)Fig.3 Intraoperative monitoring of oligodendroglioma in two cases

圖1中，A～D內(nèi)藍(lán)色箭頭所指高回聲的形態(tài)分別為弧形、片狀或結(jié)節(jié)狀、線狀、點(diǎn)狀。A～C圖像淺面存在混響偽像、聲能衰減偽像，寬視野和增加成像深度的代價(jià)是大尺寸低頻探頭與骨窗不匹配，超聲波聲窗受限。

圖2中圖像右上方的速度量程，均＜10 cm·s-1。

2.3 病理及放射學(xué)影像

標(biāo)本經(jīng)4%甲醛固定、石蠟包埋后切片（5 um），HE（蘇木素-伊紅）染色，不同倍數(shù)光鏡下（40、100、200、400倍）觀察病變組織學(xué)形態(tài)，圖 4中是 200倍和400倍時(shí)的光鏡圖像。腫瘤采取免疫組化特殊染色、FISH檢查、IDH1/2突變檢測(cè)等?；颊咴趪中g(shù)期內(nèi)行放射影像學(xué)檢查。圖4、圖5為同一例患者的病理圖像及放射學(xué)影像。

圖4 一例少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的HE染色光鏡圖像Fig.4 The 200 times（a）and 400 times（b）photoscope images of HE staining in the same oligodendroglioma

圖4（a）的藍(lán)色箭頭所示沙礫體，即鈣化灶；圖4（b）內(nèi)可見圓形、橢圓形的腫瘤細(xì)胞核，核染色質(zhì)均勻深染，沒有核仁。該例與圖1（a）為同一患者。

圖5（a）顯示胼胝體偏右側(cè)的高信號(hào)病灶，大小約5.8 cm×3.4 cm；圖5（b）顯示術(shù)后胼胝體偏右側(cè)少許積液，原腫塊區(qū)域未見腫瘤樣病灶。

圖5 與圖4為同一患者Fig.5 This is the same patient as Fig 4.

3 討 論

超聲波診斷應(yīng)用于臨床是由奧地利的精神病學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家Karl Theodore Dussik于1942年開啟[6]。近年，以改善腦腫瘤切除的多種術(shù)中成像技術(shù)得以推廣應(yīng)用，神經(jīng)外科醫(yī)師可根據(jù)個(gè)體化原則和資源評(píng)估其可能選擇的術(shù)中成像技術(shù)[7]。IOUS能實(shí)時(shí)定位、分析顱內(nèi)病灶，確保最大程度且安全的切除腫瘤（Gross Total Resection,GTR）。一項(xiàng)2017年對(duì) 310名歐洲神經(jīng)外科醫(yī)師協(xié)會(huì)（EANS）成員進(jìn)行的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和 LGG切除術(shù)中使用的5種成像技術(shù)即術(shù)中MRI、5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）、IOUS、鈉熒光素和術(shù)中 CT進(jìn)行Likert量表評(píng)分，5-ALA、IOUS分值排名第二[8]。IOUS通常用于顱內(nèi)及脊髓病變的定位及分析，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的穿刺引導(dǎo)、腫瘤定位、殘瘤探測(cè)、膿腫引流等均為IOUS的適應(yīng)癥。IOUS的實(shí)時(shí)醫(yī)學(xué)影像信息利于術(shù)中決策優(yōu)化調(diào)整,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)手術(shù)進(jìn)程，彌補(bǔ)由于開顱、藥物使用、術(shù)中牽拉、重力因素等引起的解剖偏移[9]。IOUS的優(yōu)點(diǎn)包括便捷、無電離輻射、易重復(fù)性，同時(shí)可與其他術(shù)中成像技術(shù)相結(jié)合[10]。IOUS圖像視野小，且通常是傾斜斷面而非解剖學(xué)和放射影像的軸向、冠狀、矢狀圖像。由于在小范圍內(nèi)成像，視野內(nèi)缺乏易于識(shí)別的解剖定位標(biāo)志，使得顱腦IOUS在圖像釋意、方位辨識(shí)方面存在困難，對(duì)操作人員的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)有一定依賴性[11]。

腦主要由各類神經(jīng)上皮細(xì)胞構(gòu)成，包括神經(jīng)元和各類膠質(zhì)細(xì)胞。由少突膠質(zhì)細(xì)胞來源的腫瘤稱為少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤[12]。少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤約占原發(fā)性腦腫瘤的4%，占成人膠質(zhì)瘤的9.5%，每年發(fā)病率約0.27～0.37/1萬人，高峰年齡35～40歲[13]。2016年世界衛(wèi)生組織（WHO）分類更新了少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的定義，其屬于彌漫性浸潤性 LGG中的一類，通常是基于皮質(zhì)的腫瘤[14]。

膠質(zhì)瘤的手術(shù)切除程度是影響患者的預(yù)后因素，運(yùn)用術(shù)中影像技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。就腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)的整體有效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性而言，需要權(quán)衡更廣泛的腫瘤切除帶來的潛在益處與術(shù)后引起新的神經(jīng)功能缺損和生活質(zhì)量降低間的風(fēng)險(xiǎn)[10]。一項(xiàng)關(guān)于409例彌漫性膠質(zhì)瘤外科切除術(shù)的系統(tǒng)回顧和Meta分析研究發(fā)現(xiàn)，IOUS的敏感性為72.2%，特異性為93.5%[15]。一項(xiàng)33例LGG的術(shù)前CT、術(shù)前MRI和IOUS影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，病灶的CT表現(xiàn)以低密度為主，MRI以T1低信號(hào)、T2高信號(hào)為主，IOUS均表現(xiàn)為稍強(qiáng)回聲[16]。本研究中，85.7%的少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤為稍強(qiáng)回聲團(tuán)塊，14.3%為混合回聲團(tuán)塊。該例混合回聲病灶的患者有一次 LGG手術(shù)史及放療史，稍強(qiáng)回聲腫瘤周邊出現(xiàn)的散在無回聲區(qū)域可能與既往治療史有關(guān)。

一項(xiàng)154例彌漫性幕上神經(jīng)膠質(zhì)瘤使用IOUS探測(cè)殘瘤的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，IOUS探測(cè)殘瘤的特異性為85%，敏感性為46%，IOUS在LGG的特異性可達(dá) 94%[17]。但隨著手術(shù)進(jìn)程的發(fā)展，IOUS的圖像質(zhì)量、診斷靈敏性和特異性等指標(biāo)會(huì)下降，從而高估手術(shù)切除的程度[11]。本研究中有2例對(duì)術(shù)后殘腔區(qū)域進(jìn)行了殘瘤探測(cè)，圖3（a）因腦棉片的混響偽像影響殘腔深面結(jié)構(gòu)顯示，干擾辨識(shí)呈稍強(qiáng)回聲的殘瘤；圖3（b）在確認(rèn)止血后移除腦棉片，并使用生理鹽水連續(xù)灌注殘腔，無回聲的液體與術(shù)后保留的腦部正常血管、周圍腦組織對(duì)比清晰，IOUS未發(fā)現(xiàn)殘腔周邊存在厚度＞5 mm的稍強(qiáng)回聲區(qū)域。在手術(shù)進(jìn)程后期切緣可能出現(xiàn)回聲增強(qiáng)，同時(shí)殘腔或隧道內(nèi)注入的生理鹽水會(huì)加重超聲波后方回聲增強(qiáng)偽像，導(dǎo)致IOUS圖像質(zhì)量下降。已有研究嘗試通過使用與正常腦組織相似阻尼效應(yīng)的特殊無菌超聲耦合劑，以減輕超聲偽像，從而提升圖像質(zhì)量[1]。值得注意的一點(diǎn)，本研究發(fā)現(xiàn) 71.4%的瘤內(nèi)及周邊出現(xiàn)孤立的或多發(fā)的弧形、片狀或結(jié)節(jié)狀、線狀、點(diǎn)狀的高回聲，后方不伴回聲衰減。顱內(nèi)病灶I(lǐng)OUS聲像圖出現(xiàn)這種征象提示鈣化可能性大，對(duì) LGG的影像學(xué)分級(jí)有一定幫助。需要與正常成人顱腦生理性鈣化相鑒別，而后者的發(fā)生幾率可達(dá)74.6%，例如常見于側(cè)腦室三角區(qū)的脈絡(luò)叢鈣化[18]。

近年來，多模態(tài)IOUS成像技術(shù)的引入為臨床帶來了更多影像監(jiān)測(cè)、評(píng)估手段，例如IOUS融合MRI術(shù)中導(dǎo)航、超聲增強(qiáng)（Contrast-enhanced Ultrasonography,CEUS）、超聲彈性（Ultrasound elastography,UE）技術(shù)等。CEUS可以提供除雙功超聲以外的微循環(huán)灌注信息，在成像無血流灌注的壞死區(qū)及D型無法顯示的微循環(huán)區(qū)域有優(yōu)勢(shì)，有助引導(dǎo)術(shù)中活檢取材、顯示殘瘤等。一項(xiàng) 49例腦膠質(zhì)瘤術(shù)中CEUS的研究中，不同等級(jí)的腦膠質(zhì)瘤具有不同的超聲增強(qiáng)特征，峰值時(shí)間（Tmax）、峰值強(qiáng)度（Peak Intensity,PI）等參數(shù)可定量分析腫瘤微循環(huán)灌注[19]。隨著分子影像學(xué)的發(fā)展,未來的超聲造影劑將不再局限于提供組織血流灌注信息，納米級(jí)的超聲微泡可能在腫瘤的早期診斷、基因治療等方面發(fā)揮作用。生物組織間存在彈性模量的差異，UE技術(shù)通過測(cè)量不同組織的彈性應(yīng)變參數(shù)從而定性、定量判斷組織硬度。一項(xiàng)術(shù)中UE的研究發(fā)現(xiàn)，UE成像在顯示腦腫瘤邊緣方面較B型超聲更清晰[20]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)特殊的生理構(gòu)造及病理改變不同于目前常規(guī)開展UE技術(shù)的其他器官，例如肝臟、乳腺、甲狀腺、肌腱，UE在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的診斷效能、安全性等方面仍有待更多研究。

4 結(jié) 論

IOUS憑借其高效、便捷、經(jīng)濟(jì)、實(shí)時(shí)、手術(shù)室配置要求低等特點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的術(shù)中成像。雙功超聲的B模式是D模式的基礎(chǔ)，可用于尋找定位病灶、分析病灶、判斷殘瘤。D模式能夠成像正常血管（如 Willis環(huán)），利于超聲顱腦解剖定位，定量分析病灶多普勒血流信號(hào)有助于影像分級(jí)。對(duì)于某些位于大腦側(cè)裂附近的病灶，D模式可以在手術(shù)進(jìn)程中探測(cè)病灶與大腦中動(dòng)脈的距離，實(shí)時(shí)預(yù)警，有助手術(shù)策略及時(shí)調(diào)整。近年隨著超聲圖像質(zhì)量控制的提倡，自動(dòng)圖像匹配、去噪等醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的進(jìn)步[21]，以及CEUS、UE等技術(shù)在腦膠質(zhì)瘤術(shù)中的嘗試，IOUS在神經(jīng)外科的運(yùn)用將得到進(jìn)一步拓展。