食管切除术中评估血流灌注量 吲哚菁绿荧光成像可定量

2015-12-28 17:35 来源:丁香园 作者:熊涵楚
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在食管切除术中,术者通常会选择采用吲哚菁绿(ICG)荧光成像的方法来观察患者胃管内的血供情况。吲哚菁绿是运用于医学诊断的一种花青素染料,目前常用作明确肝脏的功能。ICG 荧光成像技术的基本原理是近红外光照射的时候蛋白结合性 ICG 能发出峰值波长为 830 nm 以下的光。术中 ICG 荧光成像灌注的实时评估与吻合口瘘的可能性高度相关,因此良好的灌注与吻合口的愈合密切相关。

然而,缺乏血流灌注的定量评估是 ICG 荧光成像技术中一个最主要的限制。为解决这一问题,来自九州大学外科学系和科学部门的 Takafumi 等人创新成功地根据亮度变化原理使用分析软件 LumiView 反映血流灌注在时间上的变化,从而实现了 ICG 荧光成像对血流灌注量的定量评估。文献最近发表在 the American College of Surgeon 杂志上。

手术过程

食管切除术后,术者将一条带有自动缝合装置的 3.5 cm 宽胃管插入患者体内。对于所有患者的切割面,术者都采用浆肌层缝合法。之后术者将右侧的胃血管和胃网膜血管保护起来,结扎并在根部切断左侧的胃血管和胃网膜血管。而胃管被直接放置指向胸壁上的颈部结构。

术者目测评估左侧与右侧胃网膜的动脉(GEAs)的连接关系,并记录了关于胃管的所有参数, 例如幽门与胃管尖端之间的长度,幽门与右侧胃网膜动脉的终支之间的长度,胃网膜的动脉的目测连接关系,左右两侧胃网膜动脉终支之间的长度,实行吲哚菁绿荧光血管造影术时患者的收缩压等。 

实施吲哚菁绿荧光血管造影术后,术者将胃管通过纵膈的后部或前部带进患者体内,而后再利用自动缝合装置对切口进行三角吻合,或者圆形订书机进行端侧吻合(缝合部位太高时用此法)。

吲哚菁绿荧光血管造影术

胃管的血流量是通过与超眼医疗系统(HEMS,Mizuho Corporation)连接的吲哚菁绿荧光成像进行评估的,该数据被记录成一个电影文件。当用 760-780nm 的近红外光照射,ICG 能发出峰值波长为 800-850nm 的光。这个系统的相机单位能通过显示器使得无形的近红外射线变得可视化。

把胃管的顶端朝颈部上提之前,术者将 0.1 mg/kg 的 ICG 染料 (Diagnogreen;Dai-Ichi Pharm) 以药丸的形式注入到周围静脉中,同一时间胃管被 ICG 所增强。 之后术者便可不间断地记录 ICG 注射后 5 分钟的数据。

血流灌注的定量评估

从记录的视频图像来看,术者在胃管的两个部位,即图 1 中 A 点(圆形),右侧胃网膜动脉的终支;B 点(方形),距 A 点近端 3 cm,使用分析软件工具 LumiView 软件(Mizuho Corporation)进行血流灌注的定量评估。该软件是利用彩虹的颜色显示视频图像的亮度。视频图像是在 RGB(红、绿、蓝)的颜色空间里进行处理的,意思是该空间含有红色、绿色和蓝色的组件。

在 YUV 颜色空间中我们还可以找到亮度,其中黄色和紫外线分别表示亮度和色度。Y 值可以从 R、G 和 B 值转换得到,具体如下:Y = fR×R+fG×G+fB×B(其中 fR = 0.2126,fG = 0.7152, fB = 0.0722)。我们记录 Y 值变化,并将它们用图的形式展现出来。

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图 1. 吲哚菁绿血管造影评估胃管定点部位的模式图。前图是两个胃管的评估点:A 点(圆形), 右侧胃网膜动脉的终支;B 点(方形), 距 A 点 3 cm 的近点;后图是 LumiView 的展示:显示在右上角的是每个点的平均亮度,显示在下方的是亮度的变化

具体结果如下所述

27 名患者的平均年龄约为 67 岁,有 26 男 1 女。胃管的平均长度为 32.4±0.7 cm,幽门与 A 点之间的距离为 21.1±0.7 cm。11 名患者存在胃网膜动脉的可视性连接。平均收缩压为 97.3±2.1 mmHg。11 名患者存在术后并发症:9 名有吻合口瘘,1 名有纵隔脓肿,1 名有心脏填塞,没有人员死亡。

笔者在每个点描绘出亮度的变化, 并测量「T-b, 基线时间」、「T-in,流入时间」以及「T-out,流出时间」(图 2),定义如下:T-b 指的是从 ICG 注射到第一次亮度增加的时间;T-in 指的是从第一次亮度增加到亮度最大的时间;T-out 指的是从亮度最大到亮度衰减至最大值的 20% 的时间。


图 2. 亮度随时间的变化的历程:Lmax 指的是最大亮度和基线之间的差异;T-b,即基线时间,指的是从吲哚菁绿的注入到亮度增加的时间;T-in,即流入时间,指的是从亮度增加到亮度最大的时间;T-out,即流出时间,指的是从亮度最大到亮度衰减至其最大值的 20% 所需的时间

为了比较每名患者 A 点和 B 点(A 点的 3 cm 近点)的 T-in 和 T-out,作者将他们的血流灌注模式分为 3 种类型:正常流动型、流入延迟型、流出延迟型。本例 13 名患者(48%)为正常流动型,9 名患者(33%)为流入延迟型,5 名患者(19%)为流出延迟型。

作者还分析了 ICG 荧光血管造影时灌注类型与胃管及收缩压相关参数之间的关系,流入延迟型患者中有 8 名(89%)不存在左右侧胃网膜动脉的可视性连接,只有 1 名(11%)存在可视性连接。正常流动型患者中有 3 名,流出延迟型患者中有 2 名, 流入延迟型患者中有 4 名都存在吻合口瘘,而这三种类型之间无显著性差异。除胃网膜动脉的可视性连接外,其他因素都不具有显著性差异。

讨论分析

吲哚菁绿荧光血管造影已经被用于评估心脏手术和神经外科手术中的血流灌注,同时在食管切除术和直肠切除术中也展现其有效性。 吲哚菁绿荧光血管造影具有一些优点:血流可以实时、迅速、直观地看到,如有必要该方法可以反复评估血液流动,因为 ICG 的半衰期很短 (150 到 180 秒),ICG 荧光血管造影既可以显示大脉管分布又可以显示微脉管分布。

但是,一般情况下外科医生是根据荧光图像目测判断血液流动量的,而仅凭目测是很难判断血流是否充足的。然而通过「记录固定点长达 5 分钟的亮度,使用分析软件 LumiView 定量评估血流灌注」的方法,作者创新成功地使用 ICG 荧光血管造影对血流灌注量进行了客观的评估,如通过定义血液灌注的正常流动型为右侧胃网膜动脉吻合口点(B 点)的 T-in 和 T-out 与终支点(A 点)相似等一系列概念,这些证据都支持了利用 ICG 荧光血管造影进行血流评估的可靠性。

因而,作者指出 ICG 荧光血管造影是第一个能定量评估重建胃管的动静脉血液流量的方法。

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编辑: 程培训

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