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修复重建手术后皮瓣能否成活,其中最关键的决定因素之一是皮瓣的血液灌注[1]。除准确的术前设计及严密的术后监测外,术中对皮瓣血液灌注的实时评估、及时干预,可显著降低术后皮瓣发生缺血、坏死等并发症发生率。近年来,一个新型的ICG近红外荧光造影技术由于操作简单、评估准确等特点,得到了越来越多整形外科医师的重视及应用。在回顾中篇临床及基础的相关文献[1,3-6,20-36]报道,在修复重建手术中应用ICG近红外荧光造影技术可准确的评估皮瓣的血流灌注,有助于降低皮瓣缺血、坏死等术后并发症的发生率。本文就ICG近红外荧光造影技术在皮瓣外科学的应用及其效果、该技术目前尚存在的问题及其远期发展进行综述。
一、皮瓣血液灌注的術中评估技术
随着皮瓣外科学的日渐成熟和蓬勃发展,外科医生也在不断探索如何检测皮瓣血运,避免出现皮瓣坏死等术后严重并发症。因修复重建术后皮瓣局部缺血或坏死而导致的皮肤缺损,不仅会让整形外科医师承受巨大的心理压力,更会给患者带去痛苦及更大面积皮肤软组织缺损。因此在术中准确、及时的辨别出可能存在血液灌注问题的组织,可以指导整形外科医师进行有效的术中干预,如皮瓣局部修薄、延迟转移皮瓣等,从而降低术后并发症的发生率。目前临床中常采用的术中评估皮瓣血液灌注的方法主要有:激光多普勒成像技术,血管荧光素钠造影技术及整形外科医师的临床经验评估等。
激光多普勒成像技术在过去曾是评估皮瓣血液供应的金标准。这一成像技术有一个激光发射和扫描探头,激光探头发射的激光可被血液中流动的红细胞吸收,同时红细胞可反射回的可视红光,扫描探头可捕获这一可视红光而成像,从而评估该区域内组织的血液灌注[2]。激光多普勒成像技术可用于评估深Ⅱ°烧伤创面必要的清创切除范围。激光多普勒成像技术操作较耗时,且其对轻微的晃动都非常敏感,在成像过程中,要求患者绝对静止。另外激光多普勒所发射的激光仅能穿透至0.25mm深度的组织,远没有达到真皮下血管网的深度,也就无法评估组织真皮下血管网中的血液灌注情况[3],这些缺点限制了激光多普勒成像技术在临床中的应用。
荧光素钠血管造影技术曾用于术中评估组织血液灌注。荧光素钠血管造影技术是通过外周静脉注射荧光素钠后,在波长485~520nm激光的照射下,荧光素钠被激发并释放出波长在520~530 nm左右的荧光,从而示踪组织血液灌注情况。这一技术缺点较多,包括:半衰期较长,不与血浆蛋白结合,可从血管漏出至组织间隙,且组织清除率可长达12-18小时[4],因此无法在术中重复进行检测。而且荧光素钠在缺血组织中扩散较快,这可能导致高估组织血液供应的假阳性的结果出现[4,5]。另外荧光剂注射中毒反应也是一个需要担心的问题。
目前在临床中应用的最多最广泛的仍是整形外科医师的临床经验判断[6]。在术中,外科医师通过评估皮瓣的颜色、指压后毛细血管充盈所需时间、皮瓣的温度、及皮瓣远端末梢是否有新鲜出血,来主观的评估皮瓣的血液灌注情况。但即使是经验非常丰富的整形外科医师,仍无法准确且客观的评价出术中皮瓣的血液灌注及术后皮瓣的预后。
因此皮瓣外科迫切的需要更安全、操作更简单、评估更有效的术中实时监测皮瓣血液灌注的方法,ICG近红外荧光造影技术因具有上述优点,逐渐走进了整形外科医师的视野中。
二、ICG近红外荧光造影技术及SPY成像系统
ICG是一种水溶性荧光物质,在1957年由Fox 等人第一次应用于临床,用来检测肝脏功能和诊断心脏疾病[7]。至1973年Flower等人[8]通过静脉注射ICG,进行了视网膜微血管的荧光造影。外周静脉注射ICG后,它将立刻与血浆中的白蛋白、α1、球蛋白紧密结合,不会漏出至组织间隙,可以稳定的留存在血管内,同时它对血液成分、凝血系统及血管内膜没有损伤和影响[9],因此是一种较为理想且安全的造影剂。ICG由肝脏摄取,经胆道系统排泄,无肝肠循环[10],对肾功能没有影响和损伤,它在健康成人血浆中的半衰期只有150~180秒,组织清除率也较短,因此可以在同一台手术中,短时间内重复进行造影检测[9]。到目前为止,没有相关文献报道多次注射ICG后发生严重毒性反应,仅有极少的研究[11]报道了ICG注射后发生过敏,且其发生率仅为1/42000,有多篇报道[10,11]均提到对碘过敏的患者禁用ICG。因ICG具有的上述特性,它引起了越来越多的重视及应用,并逐渐发展出以ICG为造影剂的ICG近红外荧光造影这一项新型的技术。
ICG近红外荧光造影是指使用ICG作为造影剂,经外周静脉注射ICG后,在750~810 nm近红外激光的照射下,ICG被激发并释放出峰值在840 nm左右的荧光,从而示踪目标物的一项技术[12]。造影的结果由一个具有红外滤镜的数字视频相机装置捕捉,形成黑白的动态荧光图像,并由相关造影设备实时记录及分析。ICG荧光造影可显示出距离表皮2cm深度的血管[13,14],这个的距离基本达到了一些体型较瘦患者的筋膜层水平[13]。据报道[13],波长在800nm左右的光,体液、血浆的吸收率最低,也几乎没有组织散射。也有研究发现[15],在840nm波段的近红外荧光远低于皮肤的损伤阈值,因而对组织没有任何损伤。因为上述特性及优点,使得这一技术可以较准确地显示出真皮及皮下脂肪间分布的血管网。
目前在临床应用最广泛的ICG近红外荧光造影设备是SPY 成像系统 (Novadaq Technologies Inc., Mississauga, Ontario, Canada),该系统具有捕捉图像、强化显影、储存图像等多个相关配置及功能。SPY系统利用其自带的激光发射器最大可照亮约18.5×13.5 cm2的区域[1],并由其配备的数字相机实时捕捉,根据不同的记录时间,该相机的每秒帧数约在3.75~30之间,记录时间最短为30秒,最长可达4.5分钟。记录图像将实时显示在高清显示屏上,这样就允许外科医师在术中根据实时造影结果及时的做出判断。回顾中有多篇文献报道了SPY在临床中的相关应用,如:甲状腺全切术后评估保留甲状旁腺血运情况[16],下肢动脉搭桥术后血流的评估[17],结直肠术后对吻合肠管血运的评估[18],黑色素瘤术中淋巴结显影活检[19],评估保留乳头、乳晕的乳房切除术中评估乳头、乳晕的血运[20],也可用于乳腺癌切除术后即刻修复手术中,评估切除乳腺后形成的组织瓣血运情况[21],及显微外科手术时评估吻合血管的通畅情况[22]等等,而就修复重建手术应用来说,SPY系统可以用于评估包括带蒂皮瓣、游离皮瓣等多种类型的皮瓣血运[23,24],并将其进行量化分析。 三、ICG近红外荧光造影技术在皮瓣外科的应用
尽管ICG近红外血管荧光造影技术在临床各个领域都已应用了几十年,但相比起来,这一技术应用于各种组织瓣的血液灌注监测的历史却较短。在我们回顾的多篇关于ICG近红外荧光造影技术在修复重建相关领域不同的应用的文献[1,3-6,20-36]中,均得出的结论,证明近红外血管造影技术可以明显提高皮瓣血流灌注评估的准确性和即时性。这一技术可以有效且更加准确的帮助整形外科医生在术前、术中判断组织瓣的血液灌注情况,从而有助于降低术后皮瓣坏死、淤血等并发症的发生率。
3.1 带蒂皮瓣
对于带蒂皮瓣来说,不论是随意型皮瓣,还是轴型皮瓣,或是穿支螺旋桨皮瓣,充足的组织灌注是决定皮瓣能否成活的最关键因素[25]。一旦皮瓣出现局部或大面积血流灌注不足,这个皮瓣将面临着多种术后常见的风险及并发症,如伤口裂开,表皮糜烂,皮肤坏死,感染,甚至导致更大面积的皮肤及软组织缺损,造成手术失败[26]。ICG近红外血管荧光造影技术在带蒂皮瓣转移术中的应用十分重要。在解剖切取皮瓣前,可用该技术确认所选取血管的血液灌注范围,再次调整优化皮瓣设计;在解剖切取皮瓣后、转移皮瓣前,可运用该技术评估皮瓣动、静脉血液灌注情况;在转移皮瓣后,可以再次使用ICG近红外血管荧光造影,确认是否有动脉血液流入及静脉血液留出[27]。通过术中实时动态的监测皮瓣的血流灌注情况,可以及时的发现是否存在血管蒂压迫、扭曲和打折情况,以便于外科医生及时采取干预措施,如:及时解除血管压迫,调整血管蒂转移角度及血管蒂长度,切除部分缺血皮瓣,延迟二期转移皮瓣,或进行皮瓣局部组织修薄等等[28],从而大大降低术后皮肤及软组织坏死的发生率。回顾中,有多篇相关应用的案例文献[27-29]报道。Ayato等人[29]报道了,在切除拇指鳞状细胞癌及修复重建的手术中,运用ICG近红外血管荧光造影评估远端桡动脉穿支皮瓣血液灌注范围,并根据造影显示的结果,设计大小为10×6cm的皮瓣,成功修复拇指肿瘤切除后的软组织缺损创面,术后皮瓣成功存活,在5年的随访中,拇指没有肿瘤的远期复发,功能也未受到明显影响。该案例再一次证实了ICG近红外血管荧光造影技术可运用在术中解剖切取皮瓣前,评估术前设计时拟选取的血管血液灌注范围,从而帮助外科医师进行最优化的皮瓣设计方案。
3.2 游离皮瓣
随着显微外科手术器械、缝合材料、显微放大镜、及手术技巧的提高,吻合血管的皮瓣游离移植成为一种常用的缺损修复和器官再造方法。但据统计,即使是由最有经验的外科医生进行手术,游离皮瓣仍存在1%-5%的手术失败率[24]。游离皮瓣早期血供完全依赖于皮瓣血管蒂,因此如果游离皮瓣移植手术失败,将会导致更复杂更大面积的缺损,即使只是部分皮瓣坏死,这些创面的再次修复也是一个难题。近红外血管荧光造影可以在游离皮瓣转移手术各步操作中提供重要的与皮瓣血液灌注有关的信息。因为穿支皮瓣主要依赖于1个或2个穿支血管,且在切取穿支皮瓣时对供区组织皮下组织及肌肉的损伤较小,术后患者恢复较快,目前应用穿支血管进行显微皮瓣移植已逐渐成为主流,但穿支血管的解剖和穿支血管灌注范围变异较大[30]。ICG近红外血管荧光造影还可以监测血管吻合口的通畅情况。临床工作中,外科医生多根据自己的临床经验,判断吻合口是否通畅,据报道[30],约有22%临床判断吻合血管通畅的患者,通过血管造影检查时却发现吻合血管血流异常。近红外血管荧光造影可以在仍来得及进行手术干预时间窗内,早期发现吻合血管血流异常,提醒外科医生及时采取必要干预措施。在吻合血管后,还可以使用ICG近红外荧光造影技术进行检查,以明确游离皮瓣全部区域是否都有充足的血液供应,这对于预防术后皮瓣部分坏死非常关键。游离皮瓣术后吻合血管会因血管内微血栓形成、血清肿、局部组织压迫、吻合血管痉挛等多种原因而导致皮瓣血运障碍,而明确导致血运障碍的原因才能从根本上解决皮瓣血运问题。经研究[24,31]发现在大量游离皮瓣再探查术中,约50%是因为吻合血管微血栓形成,但吻合血管微血栓在生成早期很难通过临床经验发现,因此如果只依靠临床经验来判断术后游离皮瓣是否存在血管危象,往往不能及时发现问题。在游离皮瓣在探查术中,应用ICG近红外血管荧光造影技术可准确的评估吻合血管是否存在血流异常,可帮助外科医师及时的进行相应处理,如:重新进行血管吻合等。Holm等人[32]评估了近红外血管荧光造影技术在游离皮瓣再探查术中的敏感性和特异性,研究发现在选取的20例患者中,近红外血管荧光造影技术准确地显示了所有发生血管微血栓事件的病例,有1例血管痉挛显示为假阳性,在这个小样本试验中,其敏感性为100%,特异性为86%。说明ICG近红外血管荧光造影可以有效地帮助外科医师评估吻合血管情况,并可预测游离皮瓣的转归。
四、ICG近红外荧光造影的不足
目前尚没有明确的对ICG注射计量的相关规定及研究,有文献[1]提到,由LifeCell 公司生产的SPY系统相关说明书中,推荐最大静脉注射剂量为2mg/kg,在既往的研究中中[26-28],各研究应用的静脉注射ICG剂量各不相同,最高达12.5mg/kg,最小为0.5mg/kg,因此仍需进一步研究明确ICG注射有效剂量及安全剂量。
另外,目前ICG近红外荧光造影技术尚缺乏一个标准化、可靠的血运临界值判断体系[33]。在回顾的相关文献中,Moyer等人[34]通过样本量为118患者的试验中发现,可通过ICG荧光造影量化的血流灌注情况,从而计算出皮瓣相对灌流指数,即皮瓣实际灌注量与最大灌注量比值,来进行皮瓣预后的判断,当移植皮瓣比值小于25%时,有90%的可能移植皮瓣术后会发生坏死;当比值大于等于45%时,皮瓣则有98%的可能性会存活;当比值位于25%-45%之间时,皮瓣向两个方向预后则均有可能,这一区段被称为“灰色地带”。在这个不能较准确判断皮瓣预后转归的比值范围内,有研究[35]发现,可以将33%作为是否切除某部分皮瓣的界值,而此时正确切除无法成活皮瓣的概率为88%,错误切除可成活皮瓣的概率为16%。相关動物实验[36]报道,在278例随意型转移皮瓣大鼠中,当相对比值小于26.8%,皮瓣将发生坏死;当比值大于59.1%,皮瓣可存活,也验证了ICG近红外荧光造影技术对皮瓣预后判断存在“灰色地带”。因此尚需进一步实验来明确此“灰色地带”的皮瓣转归,并建立一个运用于临床的标准化且可靠的临界值判断体系。 ICG熒光造影评估转移皮瓣的血液灌注为一实时数据,会受到患者全身血流灌注情况、心输出量、体温、麻醉用药等多方面影响,因此其判断皮瓣是否发生缺血并不是100%准确,有一定假阳性率,仍需结合临床经验来进行综合判断及评估。
五、展望
ICG荧光造影技术可在术前作为CTA或目前临床常用的血管定位方法的辅助,可以更准确的定位目标血管,并显示目标血管的灌注区域,有利于外科医师在术前进行准确的评估及最优化的皮瓣设计。在术中它可以帮助外科医师实时评估皮瓣血运情况,以及时作出调整,减少术后皮瓣的并发症发生率。ICG荧光造影技术为整形外科医师提供了一个客观且可量化评估皮瓣血运的方法,且操作简单。对患者来说,这一技术较安全,没有辐射,因此随着进一步深入研究的开展,未来可建立可靠且可重复的临界值系统,相信ICG荧光造影技术在整形外科领域乃至整个临床运用会越来越广泛。
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作者簡介:孙蕊(1988.12—),女,籍贯:山东省烟台市,学历:硕士研究生,就读于北京协和医学院,单位:中国医学科学院整形外科医院,研究方向:修复重建。
通讯作者:金骥,单位:中国医学科学院整形外科医院。
一、皮瓣血液灌注的術中评估技术
随着皮瓣外科学的日渐成熟和蓬勃发展,外科医生也在不断探索如何检测皮瓣血运,避免出现皮瓣坏死等术后严重并发症。因修复重建术后皮瓣局部缺血或坏死而导致的皮肤缺损,不仅会让整形外科医师承受巨大的心理压力,更会给患者带去痛苦及更大面积皮肤软组织缺损。因此在术中准确、及时的辨别出可能存在血液灌注问题的组织,可以指导整形外科医师进行有效的术中干预,如皮瓣局部修薄、延迟转移皮瓣等,从而降低术后并发症的发生率。目前临床中常采用的术中评估皮瓣血液灌注的方法主要有:激光多普勒成像技术,血管荧光素钠造影技术及整形外科医师的临床经验评估等。
激光多普勒成像技术在过去曾是评估皮瓣血液供应的金标准。这一成像技术有一个激光发射和扫描探头,激光探头发射的激光可被血液中流动的红细胞吸收,同时红细胞可反射回的可视红光,扫描探头可捕获这一可视红光而成像,从而评估该区域内组织的血液灌注[2]。激光多普勒成像技术可用于评估深Ⅱ°烧伤创面必要的清创切除范围。激光多普勒成像技术操作较耗时,且其对轻微的晃动都非常敏感,在成像过程中,要求患者绝对静止。另外激光多普勒所发射的激光仅能穿透至0.25mm深度的组织,远没有达到真皮下血管网的深度,也就无法评估组织真皮下血管网中的血液灌注情况[3],这些缺点限制了激光多普勒成像技术在临床中的应用。
荧光素钠血管造影技术曾用于术中评估组织血液灌注。荧光素钠血管造影技术是通过外周静脉注射荧光素钠后,在波长485~520nm激光的照射下,荧光素钠被激发并释放出波长在520~530 nm左右的荧光,从而示踪组织血液灌注情况。这一技术缺点较多,包括:半衰期较长,不与血浆蛋白结合,可从血管漏出至组织间隙,且组织清除率可长达12-18小时[4],因此无法在术中重复进行检测。而且荧光素钠在缺血组织中扩散较快,这可能导致高估组织血液供应的假阳性的结果出现[4,5]。另外荧光剂注射中毒反应也是一个需要担心的问题。
目前在临床中应用的最多最广泛的仍是整形外科医师的临床经验判断[6]。在术中,外科医师通过评估皮瓣的颜色、指压后毛细血管充盈所需时间、皮瓣的温度、及皮瓣远端末梢是否有新鲜出血,来主观的评估皮瓣的血液灌注情况。但即使是经验非常丰富的整形外科医师,仍无法准确且客观的评价出术中皮瓣的血液灌注及术后皮瓣的预后。
因此皮瓣外科迫切的需要更安全、操作更简单、评估更有效的术中实时监测皮瓣血液灌注的方法,ICG近红外荧光造影技术因具有上述优点,逐渐走进了整形外科医师的视野中。
二、ICG近红外荧光造影技术及SPY成像系统
ICG是一种水溶性荧光物质,在1957年由Fox 等人第一次应用于临床,用来检测肝脏功能和诊断心脏疾病[7]。至1973年Flower等人[8]通过静脉注射ICG,进行了视网膜微血管的荧光造影。外周静脉注射ICG后,它将立刻与血浆中的白蛋白、α1、球蛋白紧密结合,不会漏出至组织间隙,可以稳定的留存在血管内,同时它对血液成分、凝血系统及血管内膜没有损伤和影响[9],因此是一种较为理想且安全的造影剂。ICG由肝脏摄取,经胆道系统排泄,无肝肠循环[10],对肾功能没有影响和损伤,它在健康成人血浆中的半衰期只有150~180秒,组织清除率也较短,因此可以在同一台手术中,短时间内重复进行造影检测[9]。到目前为止,没有相关文献报道多次注射ICG后发生严重毒性反应,仅有极少的研究[11]报道了ICG注射后发生过敏,且其发生率仅为1/42000,有多篇报道[10,11]均提到对碘过敏的患者禁用ICG。因ICG具有的上述特性,它引起了越来越多的重视及应用,并逐渐发展出以ICG为造影剂的ICG近红外荧光造影这一项新型的技术。
ICG近红外荧光造影是指使用ICG作为造影剂,经外周静脉注射ICG后,在750~810 nm近红外激光的照射下,ICG被激发并释放出峰值在840 nm左右的荧光,从而示踪目标物的一项技术[12]。造影的结果由一个具有红外滤镜的数字视频相机装置捕捉,形成黑白的动态荧光图像,并由相关造影设备实时记录及分析。ICG荧光造影可显示出距离表皮2cm深度的血管[13,14],这个的距离基本达到了一些体型较瘦患者的筋膜层水平[13]。据报道[13],波长在800nm左右的光,体液、血浆的吸收率最低,也几乎没有组织散射。也有研究发现[15],在840nm波段的近红外荧光远低于皮肤的损伤阈值,因而对组织没有任何损伤。因为上述特性及优点,使得这一技术可以较准确地显示出真皮及皮下脂肪间分布的血管网。
目前在临床应用最广泛的ICG近红外荧光造影设备是SPY 成像系统 (Novadaq Technologies Inc., Mississauga, Ontario, Canada),该系统具有捕捉图像、强化显影、储存图像等多个相关配置及功能。SPY系统利用其自带的激光发射器最大可照亮约18.5×13.5 cm2的区域[1],并由其配备的数字相机实时捕捉,根据不同的记录时间,该相机的每秒帧数约在3.75~30之间,记录时间最短为30秒,最长可达4.5分钟。记录图像将实时显示在高清显示屏上,这样就允许外科医师在术中根据实时造影结果及时的做出判断。回顾中有多篇文献报道了SPY在临床中的相关应用,如:甲状腺全切术后评估保留甲状旁腺血运情况[16],下肢动脉搭桥术后血流的评估[17],结直肠术后对吻合肠管血运的评估[18],黑色素瘤术中淋巴结显影活检[19],评估保留乳头、乳晕的乳房切除术中评估乳头、乳晕的血运[20],也可用于乳腺癌切除术后即刻修复手术中,评估切除乳腺后形成的组织瓣血运情况[21],及显微外科手术时评估吻合血管的通畅情况[22]等等,而就修复重建手术应用来说,SPY系统可以用于评估包括带蒂皮瓣、游离皮瓣等多种类型的皮瓣血运[23,24],并将其进行量化分析。 三、ICG近红外荧光造影技术在皮瓣外科的应用
尽管ICG近红外血管荧光造影技术在临床各个领域都已应用了几十年,但相比起来,这一技术应用于各种组织瓣的血液灌注监测的历史却较短。在我们回顾的多篇关于ICG近红外荧光造影技术在修复重建相关领域不同的应用的文献[1,3-6,20-36]中,均得出的结论,证明近红外血管造影技术可以明显提高皮瓣血流灌注评估的准确性和即时性。这一技术可以有效且更加准确的帮助整形外科医生在术前、术中判断组织瓣的血液灌注情况,从而有助于降低术后皮瓣坏死、淤血等并发症的发生率。
3.1 带蒂皮瓣
对于带蒂皮瓣来说,不论是随意型皮瓣,还是轴型皮瓣,或是穿支螺旋桨皮瓣,充足的组织灌注是决定皮瓣能否成活的最关键因素[25]。一旦皮瓣出现局部或大面积血流灌注不足,这个皮瓣将面临着多种术后常见的风险及并发症,如伤口裂开,表皮糜烂,皮肤坏死,感染,甚至导致更大面积的皮肤及软组织缺损,造成手术失败[26]。ICG近红外血管荧光造影技术在带蒂皮瓣转移术中的应用十分重要。在解剖切取皮瓣前,可用该技术确认所选取血管的血液灌注范围,再次调整优化皮瓣设计;在解剖切取皮瓣后、转移皮瓣前,可运用该技术评估皮瓣动、静脉血液灌注情况;在转移皮瓣后,可以再次使用ICG近红外血管荧光造影,确认是否有动脉血液流入及静脉血液留出[27]。通过术中实时动态的监测皮瓣的血流灌注情况,可以及时的发现是否存在血管蒂压迫、扭曲和打折情况,以便于外科医生及时采取干预措施,如:及时解除血管压迫,调整血管蒂转移角度及血管蒂长度,切除部分缺血皮瓣,延迟二期转移皮瓣,或进行皮瓣局部组织修薄等等[28],从而大大降低术后皮肤及软组织坏死的发生率。回顾中,有多篇相关应用的案例文献[27-29]报道。Ayato等人[29]报道了,在切除拇指鳞状细胞癌及修复重建的手术中,运用ICG近红外血管荧光造影评估远端桡动脉穿支皮瓣血液灌注范围,并根据造影显示的结果,设计大小为10×6cm的皮瓣,成功修复拇指肿瘤切除后的软组织缺损创面,术后皮瓣成功存活,在5年的随访中,拇指没有肿瘤的远期复发,功能也未受到明显影响。该案例再一次证实了ICG近红外血管荧光造影技术可运用在术中解剖切取皮瓣前,评估术前设计时拟选取的血管血液灌注范围,从而帮助外科医师进行最优化的皮瓣设计方案。
3.2 游离皮瓣
随着显微外科手术器械、缝合材料、显微放大镜、及手术技巧的提高,吻合血管的皮瓣游离移植成为一种常用的缺损修复和器官再造方法。但据统计,即使是由最有经验的外科医生进行手术,游离皮瓣仍存在1%-5%的手术失败率[24]。游离皮瓣早期血供完全依赖于皮瓣血管蒂,因此如果游离皮瓣移植手术失败,将会导致更复杂更大面积的缺损,即使只是部分皮瓣坏死,这些创面的再次修复也是一个难题。近红外血管荧光造影可以在游离皮瓣转移手术各步操作中提供重要的与皮瓣血液灌注有关的信息。因为穿支皮瓣主要依赖于1个或2个穿支血管,且在切取穿支皮瓣时对供区组织皮下组织及肌肉的损伤较小,术后患者恢复较快,目前应用穿支血管进行显微皮瓣移植已逐渐成为主流,但穿支血管的解剖和穿支血管灌注范围变异较大[30]。ICG近红外血管荧光造影还可以监测血管吻合口的通畅情况。临床工作中,外科医生多根据自己的临床经验,判断吻合口是否通畅,据报道[30],约有22%临床判断吻合血管通畅的患者,通过血管造影检查时却发现吻合血管血流异常。近红外血管荧光造影可以在仍来得及进行手术干预时间窗内,早期发现吻合血管血流异常,提醒外科医生及时采取必要干预措施。在吻合血管后,还可以使用ICG近红外荧光造影技术进行检查,以明确游离皮瓣全部区域是否都有充足的血液供应,这对于预防术后皮瓣部分坏死非常关键。游离皮瓣术后吻合血管会因血管内微血栓形成、血清肿、局部组织压迫、吻合血管痉挛等多种原因而导致皮瓣血运障碍,而明确导致血运障碍的原因才能从根本上解决皮瓣血运问题。经研究[24,31]发现在大量游离皮瓣再探查术中,约50%是因为吻合血管微血栓形成,但吻合血管微血栓在生成早期很难通过临床经验发现,因此如果只依靠临床经验来判断术后游离皮瓣是否存在血管危象,往往不能及时发现问题。在游离皮瓣在探查术中,应用ICG近红外血管荧光造影技术可准确的评估吻合血管是否存在血流异常,可帮助外科医师及时的进行相应处理,如:重新进行血管吻合等。Holm等人[32]评估了近红外血管荧光造影技术在游离皮瓣再探查术中的敏感性和特异性,研究发现在选取的20例患者中,近红外血管荧光造影技术准确地显示了所有发生血管微血栓事件的病例,有1例血管痉挛显示为假阳性,在这个小样本试验中,其敏感性为100%,特异性为86%。说明ICG近红外血管荧光造影可以有效地帮助外科医师评估吻合血管情况,并可预测游离皮瓣的转归。
四、ICG近红外荧光造影的不足
目前尚没有明确的对ICG注射计量的相关规定及研究,有文献[1]提到,由LifeCell 公司生产的SPY系统相关说明书中,推荐最大静脉注射剂量为2mg/kg,在既往的研究中中[26-28],各研究应用的静脉注射ICG剂量各不相同,最高达12.5mg/kg,最小为0.5mg/kg,因此仍需进一步研究明确ICG注射有效剂量及安全剂量。
另外,目前ICG近红外荧光造影技术尚缺乏一个标准化、可靠的血运临界值判断体系[33]。在回顾的相关文献中,Moyer等人[34]通过样本量为118患者的试验中发现,可通过ICG荧光造影量化的血流灌注情况,从而计算出皮瓣相对灌流指数,即皮瓣实际灌注量与最大灌注量比值,来进行皮瓣预后的判断,当移植皮瓣比值小于25%时,有90%的可能移植皮瓣术后会发生坏死;当比值大于等于45%时,皮瓣则有98%的可能性会存活;当比值位于25%-45%之间时,皮瓣向两个方向预后则均有可能,这一区段被称为“灰色地带”。在这个不能较准确判断皮瓣预后转归的比值范围内,有研究[35]发现,可以将33%作为是否切除某部分皮瓣的界值,而此时正确切除无法成活皮瓣的概率为88%,错误切除可成活皮瓣的概率为16%。相关動物实验[36]报道,在278例随意型转移皮瓣大鼠中,当相对比值小于26.8%,皮瓣将发生坏死;当比值大于59.1%,皮瓣可存活,也验证了ICG近红外荧光造影技术对皮瓣预后判断存在“灰色地带”。因此尚需进一步实验来明确此“灰色地带”的皮瓣转归,并建立一个运用于临床的标准化且可靠的临界值判断体系。 ICG熒光造影评估转移皮瓣的血液灌注为一实时数据,会受到患者全身血流灌注情况、心输出量、体温、麻醉用药等多方面影响,因此其判断皮瓣是否发生缺血并不是100%准确,有一定假阳性率,仍需结合临床经验来进行综合判断及评估。
五、展望
ICG荧光造影技术可在术前作为CTA或目前临床常用的血管定位方法的辅助,可以更准确的定位目标血管,并显示目标血管的灌注区域,有利于外科医师在术前进行准确的评估及最优化的皮瓣设计。在术中它可以帮助外科医师实时评估皮瓣血运情况,以及时作出调整,减少术后皮瓣的并发症发生率。ICG荧光造影技术为整形外科医师提供了一个客观且可量化评估皮瓣血运的方法,且操作简单。对患者来说,这一技术较安全,没有辐射,因此随着进一步深入研究的开展,未来可建立可靠且可重复的临界值系统,相信ICG荧光造影技术在整形外科领域乃至整个临床运用会越来越广泛。
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作者簡介:孙蕊(1988.12—),女,籍贯:山东省烟台市,学历:硕士研究生,就读于北京协和医学院,单位:中国医学科学院整形外科医院,研究方向:修复重建。
通讯作者:金骥,单位:中国医学科学院整形外科医院。