从20世纪70年代开始，实时B型超声波技术使术中超声得到迅速发展。至90年代，彩色多普超声进一步扩大了术中超声在神经外科的应用范围。在术中，可以根据超声的实时影像特点明确肿瘤的切除程度、了解血管的位置及血流状态等。与神经导航相比，超声的实时性可避免因脑脊液释放、肿瘤组织分块切除所带来的脑移位误差。术中超声检查操作简便、设备简单，可短时间内重复进行，相较于术中MR、CT等具有一定的优势。复旦大学附属肿瘤医院神经外科高阳
颅腔内容物根据超声信号的强弱分为高回声（即超声信号表现为雪亮的白色，正常结构有大脑镰、天幕、脉络丛等；异常结构有新鲜出血、转移癌、海绵状血管瘤、脑膜瘤、血管网状细胞瘤的实质性结节、钙化灶等）、标准回声（是正常脑组织）、无回声或低回声（超声信号是黑色的，正常结构有含脑脊液的脑室和基底池等；异常结构有陈旧性出血肿瘤囊性或坏死部分）。
常见脑部病变声像特点如下：
1．胶质瘤高级别的胶质瘤多伴有囊性变和坏死，超声影像通常表现为回声不均、信号强弱不等，若病灶周围水肿明显，则表现为较强回声；低级别胶质瘤通常表现为较周边脑组织结构回声略高，肿瘤边界显示较为明显；囊实性病灶的囊性部分表现为无回声，实性部分呈均质的结节状或带状稍强回声，信号接近或低于大脑镰和脉络丛的高信号，瘤周多无水肿。 Solheim等报道156例高级别胶质瘤中，超声图像显示良好和中等占83％，良好指肿瘤四周分界清楚，中等包括深部信号不易和周围正常脑组织区别者；而图像显示不好的占17％，指肿瘤信号和周边脑组织界限几乎不能明显区别。
2．脑膜瘤超声显示高回声信号且边界清楚。巨大脑膜瘤内部囊性变或坏死可呈现分隔的低回声信号。
3．海绵状血管瘤海绵状血管瘤可有高回声边缘，内部因为陈旧性出血表现为低回声，而彩超可看见周边小的血管环绕。
4．转移瘤转移瘤在MR上多数强化明显，超声通常显示为高信号，含有囊性或坏死部分为低信号。
5．动静脉畸形术中彩色多普勒超声可显示动静脉畸形血流信号和清楚的边界。
磁共振影像导航术中脑漂移常在0.1-8.7mm，对于脑深部小病灶，上述脑漂移程度足以导致术中病灶不能精确定位。锁孔手术时，为良好地显露病灶，术中可能采取释放脑脊液、使用甘露醇等使脑组织压力下降、塌陷的措施，因此脑移位是普遍存在的现象，仅仅依赖术前神经导航，并不能完全满足精确定位病灶、掌握病灶切除程度的要求。术中超声可以在很大程度上纠正脑移位造成的误差，并具有实时、迅捷、无创、廉价、可重复进行等优点。
术中超声在明确肿瘤边界和切除程度方面具有独特的优势，这一优势主要体现在低级别胶质瘤的手术切除中。低级别胶质瘤在磁共振上通常表现为T1像等低信号，T2像高信号。单纯依据术前的磁共振影像，很难完全界定肿瘤的边界以及术中需要切除的范围，依据超声声像特点可以提示肿瘤实质与周边脑水肿，进而提供给术者需要切除的范围。
彩色多普勒超声对血管和血流的显示，使其在富血供的肿瘤以及脑血管畸形的切除术中可发挥重要作用。对病灶周围及内部血管的实时显示可以避免手术对大血管的损伤，提高手术的安全性。对于脑动静脉畸形，彩色多普勒超声对供血动脉及引流静脉的显示，对术者有较好的指导作用。超声虽能为术者提供磁共振、CT等检査手段以外更多的影像资料，但并不能完全取代上述检查，尤其在术前进行手术计划制定时，声波无法穿透骨质导致超声完全无用武之地。即使术中超声能发挥较大的作用，也是建立在术前CT、MR等检查手段已经对病灶的具体位置、大小及可能的病理类型有所了解基础之上。
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