脑转移瘤是癌症患者常见的严重并发症。手术可缓解症状并提高生活质量，特别是当肿瘤被完全切除时。然而，标准手术工具有时难以在术中显示肿瘤的全部范围。本研究探讨了实时超声成像作为辅助工具在术中引导肿瘤切除的效果。我们将使用超声引导手术的患者与仅使用传统导航工具的患者进行了比较。结果表明，超声帮助外科医生切除更多的肿瘤，即使是在较大的病例中，也未增加并发症。这些发现表明，作为一种低成本、易获取的技术，超声可能改善脑转移瘤患者的手术效果，尤其是在资源有限的医院。本研究可能鼓励在脑肿瘤手术中更广泛地使用术中超声，并支持对其益处的进一步研究。
引言
脑转移瘤是成人最常见的颅内肿瘤，发生在多达30%的系统性癌症患者中，严重影响生活质量和生存率。手术切除仍是治疗的基石，特别是在孤立性或有症状的病灶情况下，目标是实现大体全切除 (GTR)，同时尽量减少神经功能损伤。尽管图像引导的神经导航已成为现代神经外科的标准辅助手段，但其准确性可能因硬脑膜打开、脑脊液引流或持续切除过程中的脑移位而受到影响。术中超声 (IOUS) 提供实时成像，是一种成本效益高、便携性强的方式，允许在手术中动态评估残留肿瘤。尽管具有潜力，但在许多中心仍未充分利用，其相对于标准神经导航的比较价值仍在争论中。
材料与方法
这项回顾性观察研究分析了在单一神经外科中心接受脑转移瘤切除手术的55名患者。纳入标准包括年龄≥18岁、经组织学确认的脑转移瘤患者，且以GTR为目的进行手术。要求提供适合体积评估的术前和术后早期影像，以及完整的术中和术后临床数据。所有患者都有孤立性或主要症状性病灶，术前Karnofsky表现状态评分 (KPS) 为60或更高。
排除标准包括弥漫性软脑膜播散、先前治疗过的病灶再手术、不完整影像数据妨碍准确的肿瘤体积分析、无肿瘤切除意图的急诊手术（如出血减压）、仅通过活检或部分切除而未尝试切除、存在严重影响术后评估的严重全身性疾病及术后立即随访丢失的情况。
收集的人口统计和临床变量包括性别、年龄、KPS、原发肿瘤类型、病灶位置和侧别、术前和术后肿瘤体积、住院时间。还记录了神经功能缺损的存在和症状发作时间。
根据术中是否使用超声，将患者分为两组：超声组 (n = 20) 和非超声组 (n = 35)。选择使用哪种方法由主治医生根据技术熟悉程度或后勤限制决定。
术后第1天，在患者从重症监护室转至神经外科病房时，使用增强颅脑CT评估切除范围 (EOR)。肿瘤体积评估使用免费开源软件3D-Slicer进行半自动体积分割。
统计分析使用IBM SPSS Statistics 27版和Microsoft Excel 2019进行。通过Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk检验评估分布正态性。根据变量类型和分布，使用Mann-Whitney U检验、Wilcoxon符号秩检验、卡方检验、Fisher精确检验和二元逻辑回归。ROC分析用于评估模型区分能力。统计显著性设为p < 0.05。
结果
人口统计和基线特征
大多数患者为男性 (60%)，平均年龄61.82岁。超声组和非超声组在年龄、性别分布或术前KPS方面无显著差异。最常见的症状包括头痛 (54.55%) 和运动障碍 (41.82%)。超声组的症状发作时间较短 (平均4.06周 vs. 7.29周)。
肿瘤特征
肺癌是最常见的原发肿瘤 (45.45%)，尤其是在超声组 (55%) 中，非小细胞肺癌 (NSCLC) 是最常见的亚型。术前肿瘤体积在超声组中较高 (平均17.6 cm³ vs. 11.7 cm³)，但差异无统计学意义 (p = 0.234)。病灶位置在各组间均匀分布，额叶和顶叶受影响最大。
切除范围和大体全切除 (GTR)
使用95%阈值，超声引导手术实现了85%的GTR，而未使用超声的手术仅为45.71%。卡方和Fisher检验证实使用超声与实现GTR > 95%之间存在统计学显著、直接且中等强度的关联 (χ² = 8.185, φ = 0.386, p = 0.004)。使用超声时实现完全切除的几率约为七倍 (OR = 6.73, p = 0.007)。
使用96% EOR阈值，超声组80%的病例实现了GTR (n = 16, 4/5例)，而非超声组为42.86% (n = 15, 2/5例)。卡方和Fisher精确检验揭示使用超声与实现GTR > 96%之间存在统计学显著且中等强度的关联 (χ² = 7.139, φ = 0.360, p = 0.008)。使用超声时实现GTR > 96%的几率约为五倍 (OR = 5.33, p = 0.011)。
在97%阈值下，超声组60%的患者实现了GTR，而非超声组仅有20%达到此切除程度。卡方和Fisher精确检验揭示使用超声与实现GTR > 97%之间存在统计学显著且中等强度的关联 (χ² = 9.006, φ = 0.405, p = 0.003)。实现此切除阈值的几率在使用超声的手术中高出六倍 (OR = 6.00, p = 0.004)。
使用98% EOR阈值，超声组30%的病例实现了GTR，而非超声组仅为8.57%。卡方检验表明使用超声与实现GTR > 98%之间存在统计学显著但弱关联 (χ² = 4.270, φ = 0.279, p = 0.039)。然而，此阈值的比值比无统计学显著性 (p = 0.055)，表明在较高的EOR阈值下预测力有限。
进行二元逻辑回归分析以评估使用超声、术前肿瘤体积及其交互作用 (超声 × 术前肿瘤体积) 对实现广泛肿瘤切除 (GTR > 96%) 概率的影响。
逻辑回归模型具有统计学显著性 (χ² = 46.353, p < 0.001)，表现出强大的预测能力。该模型解释了实现GTR > 96%概率的54.5% (Cox & Snell) 至73.1% (Nagelkerke) 的方差。Hosmer & Lemeshow拟合优度检验表明模型对数据的良好拟合 (p = 0.506)。模型正确分类率为89.1%，表明非常良好到优秀的准确性。
术前肿瘤体积与实现GTR > 96%呈负相关，较大肿瘤体积降低完全切除的可能性 (OR = 0.469, p = 0.025)。
肿瘤体积与超声使用的交互项表明，超声减轻了较大肿瘤大小对实现GTR的负面影响，表明即使在较大转移瘤中，超声也能增加GTR的概率 (OR = 1.986, p = 0.044)。
功能结果
术前KPS在两组中相似，平均为76.36。术后两组KPS显著改善 (超声组: 82.00; 非超声组: 77.71)。两组术后KPS无显著差异 (p = 0.182)。术后出院时间在两组间相似 (p = 0.130)。
讨论
本研究强化了二维术中超声作为脑转移瘤手术管理中一种可访问且有效的工具的实用性。虽然在胶质瘤手术中得到了广泛验证，但在转移性病变中的作用仍较少定义。我们的研究结果表明，超声显著提高了GTR率，包括在肿瘤体积较大的患者中，突显了其实用临床影响。
我们队列的人口统计特征，包括平均年龄61.8岁和男性占多数 (60%)，与SEER和Nayak等人报道的流行病学趋势一致。同样，平均术前Karnofsky表现状态评分为76.4，符合常接受的手术纳入阈值。这些方面增强了我们研究结果的外部有效性和结论的普遍性。
在基线功能状态方面，整个队列的术前KPS平均为76.4，超声组和非超声组之间无显著差异 (p = 0.833)。这与通常报道的神经外科系列的纳入标准一致，通常要求最低KPS为60-70才能成为手术候选人。总体而言，我们的队列在人口统计上与先前发表的数据一致，增强了我们研究结果的外部有效性。关键人口统计变量在各组间的平衡分布也支持了超声和非超声干预之间比较分析的稳健性。
开发了多种术中工具以提高脑肿瘤切除的安全性和范围，包括术中MRI (iMRI)、术中CT (iCT)、荧光素钠 (FS)、5-氨基乙酰丙酸 (5-ALA) 和术中超声 (IOUS)。iMRI提供高分辨率成像和实时解剖更新，但伴随显著的后勤需求、延长的手术时间和高昂的基础设施成本。5-ALA使高级别胶质瘤在蓝光下选择性荧光，增强肿瘤边缘的可视化，但受监管准入和成本限制。FS是一种更实惠且广泛可用的替代方案，特别在血脑屏障受损的转移瘤和胶质瘤中提供有用的对比。多项研究表明，荧光素钠引导的肺癌脑转移瘤切除显著提高EOR (87.0% vs. 62.1%) 并减少局部复发 (8.7% vs. 34.5%)。同样，我们的研究支持使用超声作为一种有效的实时工具，增强肿瘤轮廓描绘并优化切除。两种技术共享最大化切除同时保留神经功能的目标，每种技术根据手术背景和资源可用性各有优势。
FS和超声虽然依赖操作者，但仍是一些最具成本效益和灵活性的方式，允许实时评估肿瘤范围和残留组织，无需大型设备。此外，它们的联合使用和互补性也有报道。Di Cristofori等人的一项系统综述分析了超声和荧光引导手术在脑转移瘤中的联合使用。作者强调了缺乏关于超声作为独立模式在转移瘤切除中的大型、专注研究，强调需要更清晰报告特定于肿瘤组织学的EOR和GTR结果。我们的队列包括55名患者 (其中20名为超声引导手术)，通过提供脑转移瘤病例的集中、体积和比较数据，有助于填补这一空白。
在此背景下，我们的研究——包括55名患者，其中20名在超声组——代表了专注于脑转移瘤的最大单中心队列之一，比较了超声引导手术与标准神经导航。与其他混合研究不同，我们的方法允许直接比较EOR、GTR、KPS和术后恢复，特别是在转移性脑病的情况下。相对较大的样本量、稳健的统计设计和使用多个GTR阈值增强了我们结果的普遍性，并解决了当前文献中的未满足需求。
此外，脑转移瘤中超声研究的稀少可能是多因素的，归因于传统上强调姑息而非根治性切除的转移性疾病，以及原发肿瘤的异质性。然而，近期神经肿瘤学理念的变化强调即使在转移瘤中也要进行最大安全切除，特别是对于系统性疾病控制良好且功能状态有利 (KPS ≥ 70) 的患者，进一步突显了如超声等成像辅助的重要性。
在我们的研究中，超声以最易访问的形式使用：常规二维B模式成像，无对比增强、三维体积重建或与导航系统的集成。尽管存在这些限制，我们的结果表明，与对照组相比，超声组在EOR和GTR率上有显著改善。
超声技术的最新进展提供了超越二维成像的几种增强功能。导航超声 (nIOUS) 将实时超声数据集成到神经导航平台中，有效补偿脑移位并提高解剖准确性。若干研究表明，nIOUS可以细化肿瘤边缘描绘，并在胶质瘤手术中与术中MRI良好相关。然而，此类系统需要先进硬件、校准程序和大量机构投资。
三维超声 (3D IOUS) 允许体积肿瘤评估和多平面切除控制。尽管前景广阔，其在转移瘤手术中的应用仍报道不足。一些作者描述了三维超声在引导胶质瘤和转移瘤切除中的好处，但图像采集和重建时间可能限制其术中灵活性。
对比增强超声 (CEUS) 引入超声造影剂 (微泡) 以更好地可视化肿瘤血管和残留增强组织。初步报告显示，CEUS可能改善肿瘤边缘定义，特别是在高度血管化的转移瘤如黑色素瘤或肾细胞癌中。然而，在许多国家，CEUS在脑部应用仍属于标签外使用，缺乏标准化协议。
正如我们的研究所示，单独使用二维B模式超声提供了一种低成本、便携且实时的解决方案，特别适合资源有限的环境。我们的研究结果强化了即使没有先进技术，超声仍是一种提高切除质量的宝贵工具。尽管如此，仍需进一步前瞻性研究来阐明导航、三维和对比增强超声在脑转移瘤手术中的附加价值。
局限性
本研究有几个局限性。其回顾性、非随机化设计限制了因果推断，尽管确保了组间的基线可比性。样本量，特别是超声组 (n = 20)，可能显得有限，但与仅关注脑转移瘤和超声引导的其他已发表系列相当。由于伦理和后勤限制，尤其是鉴于系统性肿瘤治疗的异质性和可变手术指征，该领域的前瞻性设计仍然罕见。
我们研究的一个局限性是使用术后增强CT而非MRI；然而，在资源有限的环境中，这种方法——结合超声的使用——代表了一种务实且具有成本效益的策略，以评估和优化现有基础设施内的EOR。
此外，体积评估使用3D Slicer软件进行，尽管在神经外科研究中经过验证并广泛使用，但仍受操作者依赖的可变性影响，特别是在术后影像上描绘肿瘤边缘时。这引入了一定程度的主观性，可能影响计算的EOR，特别是在残留增强最小或术后变化的情况下。
我们还承认，仅使用了二维B模式超声，没有导航集成、对比增强或三维重建。虽然这反映了在许多神经外科环境中现实情况，但它可能低估了更先进超声技术的全部潜力。最后，缺乏长期随访数据限制了对复发或生存影响的评估，这仍是脑转移瘤更广泛管理中的重要终点。
结论
我们的研究结果支持二维术中超声在脑转移瘤切除中作为有效且可访问的辅助工具的作用。其使用与显著更高的大体全切除率相关，特别是在较大肿瘤中，且未对功能结果产生负面影响。即使在没有导航、对比增强或三维重建等先进技术的情况下，常规二维超声提供了有意义的术中指导，可以提高手术精度。鉴于其低成本、实时反馈和便携性，超声在资源有限的中心可能特别有价值。
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