综述：术中弹性成像与脊柱手术：临床与临床前模型当前和未来应用的系统评价

《The Ultrasound Journal》：Intraoperative elastography and spinal surgery: a systematic review of current and future applications in clinical and preclinical models

本综述系统评价了超声弹性成像（USE）在脊柱病理中的应用，指出其作为一种新兴的实时定量评估组织硬度的成像方式，能有效弥补传统影像（如MRI、CT）在功能评估上的不足。重点阐述了剪切波弹性成像（SWE）在脊髓栓系综合征（量化张力缓解）、脊柱肿瘤（区分良恶性）及急慢性脊髓损伤（评估生物力学严重程度）中的诊断、预后及术中指导价值，并讨论了其技术挑战（如深度穿透）与未来标准化方向。

　　

引言

影响脊柱和脊髓的病变在全球范围内具有高患病率，是导致发病和残疾的重要原因。诸如创伤性脊髓损伤、退行性颈胸段脊髓病、脊髓肿瘤和脊髓栓系综合征等疾病可导致严重的神经功能缺损，影响运动、感觉和自主神经功能。传统的成像技术如磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）能提供卓越的结构细节，但无法实时评估脊髓组织的机械性能。超声弹性成像（USE）作为一种新兴的成像方式，可提供实时的、定量的组织硬度评估，最初为肝脏学开发，现正扩展到神经外科领域。

方法

本研究根据PRISMA指南对PubMed、Cochrane和Web of Science数据库进行了系统评价，最终纳入了2015年至2024年间发表的7项主要研究（3项临床研究，4项临床前研究）。这些研究证明了USE提供实时定量反馈的能力。使用非随机研究偏倚风险（ROBINS-I）工具评估偏倚风险，结果显示总体风险为低至中度。由于研究间存在显著的异质性，未进行统计荟萃分析，而是进行了叙述性综合。

临床应用中弹性成像的类型

USE主要包含两种临床模式：应变弹性成像（SE）和剪切波弹性成像（SWE）。SE依赖于手动或生理压迫下的组织形变，生成定性硬度图，但其准确性高度依赖操作者，且对深层结构可靠性较低。相比之下，SWE利用声辐射力脉冲产生剪切波，并根据其传播速度量化硬度（单位：kPa），能提供可重复的、近乎操作者无关的测量值，因此成为神经外科应用的首选方法。

临床应用

脊髓栓系综合征

临床研究表明，SWE能在术中有效量化张力缓解程度。例如，Kerensky等人的研究在椎体短缩术（VCS）前后使用SWE评估脊髓硬度，发现术后硬度显著降低，并且脊髓张力与剪切波速度的平方呈线性关系。这支持了USE作为脊髓张力和手术成功的临床相关标志物。另一病例报告也证实了SWE量化手术效果的能力。

脊柱肿瘤学

USE在区分恶性与良性肿瘤方面显示出潜力。Al-Habib等人的研究对25例压迫性病变患者（其中6例为脊柱肿瘤）进行了术中SWE评估，发现肿瘤（硬度范围30-128 kPa）的硬度显著高于已减压的脊髓（约6.5-9.35 kPa）。这种显著的硬度差异为定义肿瘤边界提供了定量基础。有研究甚至报告SWE在检测残留肿瘤组织方面优于外科医生。

急慢性脊髓损伤

在临床前模型中，USE被用于评估急性脊髓损伤（SCI）的严重程度。Al-Habib等在犬模型中发现，施加机械压迫后脊髓硬度显著增加。Tang等在兔模型中应用应变弹性成像（SE），发现应变比与 locomotor 功能评分（BBB评分）及组织学损伤证据相关，表明弹性成像可作为损伤严重程度的早期生物标志物。对于慢性压迫，Al-Habib等人的临床研究显示，受压脊髓的SWE值显著升高，且减压后SWE值的降低与神经功能改善相关，提示SWE具有预后判断潜力。

与其他成像方式的比较

USE提供了传统MRI和CT所缺乏的生物力学评估，尤其适用于术中实时监测。磁共振弹性成像（MRE）也能量化组织硬度，但其采集时间较长、成本较高且易受运动伪影影响，限制了其术中应用。对比增强超声（CEUS）等可提供灌注信息，但不提供组织硬度数据。因此，USE是现有成像方式的有力补充。

技术考量与未来展望

USE的广泛应用仍面临技术挑战。主要的限制是声学访问，椎体造成的声影目前将USE限制在已行椎板切除术、获得直接声窗的术中场景。此外，虽然SWE比SE更少依赖操作者，但探头压力、角度和脑脊液等因素仍会影响测量的可靠性。未来需要开发专用探头、标准化采集协议以及可能结合机器学习质量反馈系统来解决这些问题。随着技术的不断创新，USE有望改善脊柱疾病的诊断精度和手术结果。

结论

超声弹性成像通过提供实时的组织硬度定量测量，增强了对脊柱脊髓病理的评估能力，弥补了传统结构成像的不足。证据表明，USE在脊髓栓系综合征、脊柱肿瘤和脊髓损伤等多种疾病中具有显著的诊断和预后价值。作为一种经济有效的辅助手段，USE为外科医生提供了独特的生物力学视角，有助于术中决策和术后监测。未来的研究应侧重于协议标准化和建立特定病理的硬度阈值，以充分发挥其潜力。