一种用于微创脑外科手术的高分辨率超声内窥镜

微创高分辨超声内窥镜研发及术中导航应用研究，通过64阵元3.8×4mm微型超声探头实现38微米轴向分辨率，在胶质瘤切除和动脉瘤夹闭手术中可识别传统导航遗漏的肿瘤残留及关键解剖结构，与MRI导航系统在脑 phantom模型中定位误差小于2.9mm，为神经外科术中实时成像提供新方案。

　　

摘要 通俗语言摘要

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背景与目标：

我们开发了一种新型的术中成像辅助工具，以解决神经外科导航技术的局限性：一种微型、高分辨率的超声（US）成像内窥镜。本报告描述了该设备的制造和初步测试结果，其目的是通过提供狭窄手术路径内大脑的精确实时可视化来提高神经外科手术的效果。

方法：

这项工作包含两个部分：（1）超声内窥镜的开发和临床验证；（2）将其与手术导航系统（SNS）集成，并在脑模型中验证了其跟踪性能。我们开发了一种微型（横截面3.8 × 4毫米）的30 MHz相控阵探头，包含64个元件，并对其性能和安全性进行了测试。在3例成人神经外科手术中（2例胶质母细胞瘤切除术和1例动脉瘤夹闭术）对这种未配备跟踪功能的成像探头进行了试验性测试。收集了B模式和多普勒成像数据，以评估该探头在术中可视化解剖结构的能力。该探头与商用手术导航系统集成后，在含有模拟肿瘤和标志点的脑模型中进行了测试，并分析了基于B模式超声和导航三维T1加权MRI的标志点位置的一致性。

结果：

该探头的轴向分辨率为38微米，横向分辨率为113微米。在肿瘤切除过程中，它能够区分肿瘤组织和健康组织，并识别出传统手术导航方法遗漏的残留肿瘤。在动脉瘤手术中，也能清晰地观察到关键结构。超声探头成功与手术导航系统集成。当该组合系统在脑模型中测试时，导航MRI图像与超声图像中的肿瘤边界显示出良好的一致性，25次试验中标志点位置的平均误差在2.90毫米以内。

结论：

这种开创性的成像系统作为神经外科导航的新辅助工具具有潜力。需要进一步的临床测试来全面验证其有效性。

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