臂丛超声影像学解剖与可视化研究及其临床意义

【摘要】：研究背景与目的 既往对上肢不适疾患进行诊治时,主要以X线、CT、MRI等作为主要检测手段以及诊治依据,影响及限制因素较多。近年来随着超声显像技术的更新以及高频探头工艺的发展,超声对周围神经的显示得到长足的发展。1978年LaGrange等首先报道对61例患者应用多普勒超声辨别锁骨下动静脉间接定位行锁骨上臂丛阻滞；1988年Fomage对尸体标本的肌肉及周围神经进行超声检查并与解剖学对照,观察正常神经的声像图。超声技术具有无创伤、定位准确、动态观察、操作方便的特点,应用超声观察臂丛解剖特征、对损伤做出诊断以及为臂丛阻滞麻醉进行引导正逐渐得到发展。 利用现代影像手段、计算机图像处理技术与图像融合技术,将超声的实时性与CT、MRI对某些病灶显像的特异性结合起来,可兼具组织分辨与实时显示的目的。同时结合了不同模态显像优点,已有研究表明,对于常规超声显示困难的肝脏肿瘤(如受肺气与肋骨影响无法显示或肿瘤与肝实质回声无差异者),可利用虚拟导航将CT和／或MRI图像与超声图像实时融合,在MRI图像和实时超声共同引导下,对肝脏肿瘤实施精确穿刺消融,以及对前列腺肿瘤进行虚拟导航引导穿刺活检或核素置入治疗,以及对颅内肿瘤进行术中定位。但尚未见将其应用于外周神经诊治中。 本研究利用高频超声显像技术以及不同模态图像融合虚拟导航技术,目的在于对以下4方面进行探讨：①臂丛的超声影像学解剖特征及其临床应用的价值；②对肌间沟臂丛阻滞超声引导定位法、神经刺激仪定位法和传统解剖定位法进行比较,评价超声引导定位肌间沟臂丛阻滞的临床效果及安全性；③分析28例手术证实的臂丛损伤MRI与超声资料,探讨超声技术对臂丛损伤形态特征、病变范围及定位诊断中的应用潜力；④探讨融合磁共振图像的虚拟超声导航技术在臂丛定位中的的价值。 [方法] 1.臂丛的超声影像学检查：使用高分辨力彩超对110例志愿者行臂丛检查,主要在椎间孔、肌间沟、锁骨上、锁骨下及腋下5个部位进行扫查,记录臂丛声像图特征、解剖的变化,确认其走行分布特征及其与周围组织解剖定位关系。选取20例行颈椎CT扫查,对比分析20例行CT扫查及超声检查的受检者椎间孔处骨性结构形态与超声显像,并对比观察此处臂丛根影像。 2.3种不同定位法进行肌间沟臂丛阻滞：选择150例拟行上肢手术并根据美国麻醉医师协会(ASA)术前评价分级Ⅰ-Ⅱ级的患者。随机分为超声定位A组、神经刺激仪定位B组和传统解剖定位C组,分别以三种定位方法进行臂丛阻滞。记录麻醉操作时间、上肢各神经的起效时间、痛觉阻滞时间、镇痛持续时间以及并发症等,评价麻醉效果。 3.臂丛损伤MRI与超声检查：28例经手术证实臂丛损伤且MRI资料完整的患者,术前均行臂丛双侧对比超声检查,检查部位由神经根出椎间孔处直至腋窝；记录臂丛声像图表现,走行分布特征及其与周围组织关系；并与MRI表现及手术结果进行比较。 4.图像融合虚拟导航技术定位臂丛：选取预行臂丛操作患者18例,10例预行臂丛阻滞,8例因上干型胸廓出口综合症拟接受局部封闭治疗。18例术前均接受MRI臂丛扫描,利用超声检查仪内置图像融合技术将获取的MRI图像导入并与超声图像对位融合,行超声检查,观察图像融合的成功率和所需时间,分别进行虚拟导航技术引导下臂丛阻滞剂患处药物注射封闭治疗,观察记录麻醉效果及封闭治疗效果。 [结果] 1.臂丛超声解剖特征：20例行CT者声像图与CT图像对比,高频超声可清晰显示椎体横突轮廓,藉此观察臂丛根,正常臂丛根出椎间孔处显示为均匀的低回声结构,C5-C7神经根显示率为100%,C8和T1显示率分别为83%和68%,C7椎体是识别神经根的定位的标记。正常臂丛在横断面上表现为圆形或椭圆形的低回声结构,长轴显示为多条线性平行低-中等回声,内有点状弱回声,C7椎体横突、斜角肌间隙、锁骨下动脉和颈深动脉是检查中的重要标志。肌间沟、锁骨上及腋下臂丛显示率均为100%,锁骨下臂丛显示率为97%。 2.3种不同定位法臂丛阻滞效果：臂丛在肌间沟出横断面上清晰表现为三个椭圆形的低回声结构,超声可清晰显示穿刺针进针及注射后局麻药分布扩散情况。注射局麻药后,神经被无回声区包绕浸润。B组的操作时间较A、C组长(P0.05)；B、C组的桡神经、尺神经和腋神经痛觉消失时间较A组长(P0.05),B、C组之间除尺神经外,其余神经痛觉消失时间差异无统计学意义(P＞0.05)。A、B组的肌皮神经、尺神经、正中神经的阻滞完全率较C组高(P0.05),而腋神经和桡神经阻滞完全率差异无统计学意义(P0.05)。A、B组镇痛持续时间较C组长(P0.05)。C组刺破血管4例,轻度局麻药中毒2例；B组刺破血管2例,轻度局麻药中毒1例；A组未发生并发症及不良反应。 3.臂丛损伤超声与MRI显像特征：28例患者超声提示臂丛损伤者24例,诊断符合率85.7%(24/28)。5例神经干、束连续性中断,结构消失,其中3例为神经根撕脱,1例伴椎旁囊肿；2例不全断裂,远端神经呈纺锤样肿胀；17例臂丛局部神经肿胀增粗,周围软组织回声模糊,紊乱,粘连,瘢痕样结构形成。MRI诊断臂丛损伤分为节前及节后损伤两个类型。28例患者MRI诊断臂丛节前损伤2例,节后损伤26例,诊断符合率100%(28/28)。椎管内节前损伤的表现：硬膜囊内和椎间孔处神经根消失2例,脊髓水肿和出血1例,脊髓移位1例,创伤性脊膜囊肿2例。椎管外节后损伤的MRI征象：神经干连续性中断,结构消失2例；神经干径线变细,结构失常,远端局部神经肿胀增粗2例；神经干连续性存在,径线不同程度增粗,T2WI信号增高,T1wI信号减低18例；神经干连续性尚好,显示欠佳,走行僵硬,结构紊乱4例。手术结果：神经干、束完全断裂4例,2例为根性撕脱,不全断裂2例,1例伴有椎旁假性囊肿,1例无法找到神经的断端；神经水肿、增粗和纤维化12例；神经干僵硬、瘢痕化,与周围组织粘连8例；假性神经纤维瘤形成2例。 4.图像融合虚拟导航：所有病例虚拟导航均能对位成功,图像融合成功后,超声与对应的MRI图像可清晰显示靶标结构,部分结构超声无法显示,可通过对应的MRI提示并清晰指导定位。应用图像融合虚拟导航技术成功完成10例臂丛阻滞与8例封闭治疗。 [结论] 1.高频超声可为臂丛的形态学提供新的观察方法,超声显像能清晰显示臂丛的形态及周围组织关系,此外,高频超声可显示籍颈椎横突识别臂丛根,C7椎体是识别神经根的定位标记。 2.超声实时引导可视化臂丛阻滞能清晰引导穿刺针进针并观察局麻药注射后的扩散规律,为臂丛阻滞提供了影像学支持,提高了神经定位的准确性,并降低并发症。 3.高频超声可对臂丛病变的具体部位、性质及损伤程度提供有价值信息,可为臂丛损伤影像诊断的重要补充。 4.虚拟导航超声引导对于常规超声无法显示而MRI可清晰显示的臂丛病变具有较高的定位检出率,是一种具有临床应用前景的新技术。