熒光染料ICG在整形外科的應(yīng)用現(xiàn)狀

皮瓣壞死是整形外科最常見(jiàn)的并發(fā)癥。皮膚的微循環(huán)是一個(gè)復(fù)雜的連鎖鏈，所以在臨床上判斷皮瓣血運(yùn)非常困難。目前監(jiān)測(cè)的方法可常規(guī)分為三種:①臨床實(shí)驗(yàn):如針刺反應(yīng)、毛細(xì)血管反應(yīng);②化學(xué)方法:如熒光染料注射;③儀器分析方法:如超聲多普勒血流儀。某些主觀方法因個(gè)體皮膚結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性和醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)有時(shí)很難判斷，而有些客觀的方法因臨床可信性和有效性而未能廣泛使用，因此開(kāi)發(fā)研究一種新的方法是勢(shì)在必行的。

1熒光技術(shù)現(xiàn)狀

熒光技術(shù)被認(rèn)為是目前皮瓣監(jiān)測(cè)最為準(zhǔn)確的方法。Lang和Boyd首次將熒光技術(shù)應(yīng)用到皮膚的微循環(huán)研究中，他們通過(guò)熒光素鈉在組織中的強(qiáng)度、比率和同種性來(lái)監(jiān)測(cè)末梢毛細(xì)血管疾病的微循環(huán)，發(fā)現(xiàn)熒光與組織的血流和成活有很好的相關(guān)性。但傳統(tǒng)的肉眼觀察熒光法也有很多缺點(diǎn)如主觀性較強(qiáng)、不能客觀定量及交界處判斷困難等[1]。1943年，Lange和Boyd研制出第一臺(tái)皮膚熒光儀，定量觀察組織微循環(huán)。1980年，Silverman[2]報(bào)道了改進(jìn)的皮膚熒光儀。但是直到今天，皮膚熒光儀仍未被普遍接受，主要原因是染料熒光素鈉。熒光素鈉是一種水溶性染料，分子量為376，在血漿和全血中約50%與白蛋白結(jié)合，最大吸收峰為495nm，最大散射峰為515nm，由于其藥代動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)，熒光素鈉的半衰期比較長(zhǎng)，所以兩次間隔時(shí)間比較長(zhǎng)(7～8h)，染料在組織中持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且易向組織間隙擴(kuò)散，易造成假相性，另外激發(fā)光的最大值在紫外線光譜范圍內(nèi)，只能穿透真皮淺層。故未能在臨床上廣泛使用。

2熒光染料ICG

第二代染料靛青綠(ICG)也可用來(lái)做皮膚血流的熒光示蹤劑，其工作原理與熒光素鈉相同。但與熒光素鈉相比，ICG的藥代動(dòng)力學(xué)、理化性質(zhì)、光譜特性優(yōu)點(diǎn)非常明顯，非常適合臨床應(yīng)用。1957年，F(xiàn)ox和Wood[3]首先將ICG引入臨床應(yīng)用，主要用于肝功、肝血流、心輸出量的檢測(cè)。1972年，Kougure等用ICG對(duì)猴子做脈絡(luò)膜血管造影，1973年，F(xiàn)lower 和Hochheimer將ICG引入熒光技術(shù)。隨著電子計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化ICG視頻血管造影在眼科學(xué)已經(jīng)作為常規(guī)的診斷工具[4]。

2.1 熒光染料ICG的體內(nèi)過(guò)程及藥物分析:ICG也是一種三碳菁水溶性染料，分子量為775，在血漿和全血中幾乎完全與血漿蛋白結(jié)合(主要是1-脂蛋白和白蛋白結(jié)合)，這種結(jié)合可以保證染料幾乎完全留在血管中，不易向外擴(kuò)散。一般正常人靜脈注射2～3min瞬即形成均一單元達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，20min后約有90%從血中排除，不參與體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，幾乎無(wú)毒副作用。ICG的吸收光在近紅外線范圍(800～840nm)，最大吸收峰值為805nm，最大散射峰值為835nm，可穿透皮膚深層，深達(dá)真皮深層和皮下脂肪層，約為3mm。這個(gè)范圍正處于皮膚的“光學(xué)窗口”，即相對(duì)于ICG的熒光波長(zhǎng)，人的皮膚是相對(duì)比較透明的，而內(nèi)在的發(fā)色集團(tuán)Hb和水的吸收率卻非常低。另外ICG的半衰期非常短，約為3～4min，ICG的清除分為二個(gè)階段，0.5mg/kg的ICG90%在第一階段排除，即成指數(shù)函數(shù)下降，其余10%在第二階段排除(時(shí)間約為66min)，所以兩次間隔的時(shí)間非常短。

2.2相關(guān)儀器的基本結(jié)構(gòu)及應(yīng)用:相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的儀器為德國(guó)慕尼黑生產(chǎn)的動(dòng)力性激光熒光素視頻血管造影。主要組成見(jiàn)圖1[5]。

相對(duì)于皮膚表面，激光和攝像機(jī)在同一個(gè)軸上，激發(fā)光為脈沖紅外線二極管束，目前主要用二極管激光激發(fā)ICG，二極管比濾光片過(guò)濾的光更加緊密有效，且光分布范圍也很大，即使小劑量ICG，低能量激光也能獲得高質(zhì)量的圖象，波長(zhǎng)800nm，脈沖持續(xù)時(shí)間為0.5～16兆秒，脈沖能量可高達(dá)1J，輸出的二極管束映射到皮膚，可均勻一致地照明約500平方厘米的區(qū)域，穿透力3mm，這種水平的照明低于皮膚的損傷域，但同時(shí)能提供很好的信號(hào)—雜音熒光圖像，注射劑量為0.1～0.5mg/kg，用非強(qiáng)化CCD(nonintensified charge couple device)攝像機(jī)拍攝ICG熒光圖像，攝像機(jī)前加有紅外線濾光片，可阻擋周?chē)夂图す?，僅收集熒光信號(hào)，在計(jì)算機(jī)中對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，計(jì)算機(jī)不但可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可定量分析數(shù)據(jù)(染料吸收時(shí)間、染料持續(xù)時(shí)間、燃料衰減時(shí)間等)和長(zhǎng)期存儲(chǔ)。激發(fā)光可誘導(dǎo)真皮深層和皮下脂肪層血管中的熒光，激發(fā)的熒光在皮膚內(nèi)不滯留，用數(shù)碼攝影機(jī)收集熒光的分布過(guò)程，可全面說(shuō)明真皮的血循環(huán)情況，并能區(qū)分出大深血管和小淺血管。注射后開(kāi)始階段圖像顯示無(wú)ICG熒光(即使正常組織)，這主要是因?yàn)槿玖闲枰?0s的循環(huán)，典型的峰值在1min，隨著肝臟的代謝，開(kāi)始下降，3min后開(kāi)始衰減。原則上講，當(dāng)染料衰減到最高濃度的10%時(shí)，即可再次注射(注射后9min無(wú)ICG染色，或是在高劑量ICG注射后出現(xiàn)初始圖像后立即重復(fù)注射)。術(shù)中、術(shù)后邊注射邊觀察可預(yù)測(cè)皮瓣未來(lái)的發(fā)展方向。

2.3 熒光染料ICG的不良反應(yīng):ICG有很多優(yōu)點(diǎn)，但I(xiàn)CG中含有5%～9.5%的碘化鈉，某些對(duì)碘化鈉過(guò)敏或患有甲狀腺疾病的患者應(yīng)慎用，有文獻(xiàn)報(bào)道，ICG的并發(fā)癥為1/240000，主要為惡心、嘔吐、頭痛、蕁麻疹等，重度為過(guò)敏性休克，故在應(yīng)用之前應(yīng)做碘過(guò)敏試驗(yàn)或術(shù)前口服抗組胺藥或者考的松，以防發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)。

3熒光染料ICG臨床應(yīng)用

Green等[6-8]首先報(bào)道了用ICG進(jìn)行燒傷深度的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)ICG熒光可以探測(cè)到成活組織中真皮和皮下組織的血液灌注程度，因此可以區(qū)分Ⅱ度燒傷的面積，但創(chuàng)面的結(jié)痂可以吸收激光，易產(chǎn)生假陽(yáng)性，臨床應(yīng)用的可靠性仍需進(jìn)一步的研究。隨后Still等[5，9]將ICG用于臨床帶蒂皮瓣血運(yùn)判斷和燒傷深度的評(píng)估，他們發(fā)現(xiàn)相對(duì)于傳統(tǒng)的臨床評(píng)估方法，ICG圖象分析可提供更多的信息，如皮瓣攝入染料的時(shí)間、持續(xù)的時(shí)間、清除的時(shí)間，這樣可以直接觀察到皮瓣的血運(yùn)情況以及監(jiān)測(cè)皮瓣的成活情況。在18個(gè)患者21個(gè)皮瓣中，ICG圖象顯示16個(gè)皮瓣術(shù)中、術(shù)后1周ICG充盈飽和術(shù)后3周全部成活，而另外5個(gè)皮瓣術(shù)中發(fā)現(xiàn)ICG充盈不足或充盈時(shí)間較慢，顏色與周?chē)黄ヅ?，后發(fā)生皮瓣壞死，表皮壞死，行補(bǔ)充植皮后全部愈合。Holm等[10-13]應(yīng)用此法進(jìn)行了一系列的研究，他用此法對(duì)13例患者15個(gè)皮瓣的血運(yùn)進(jìn)行了觀察，在15個(gè)皮瓣中，2個(gè)為腹股溝皮瓣、3個(gè)腓腸肌皮瓣、3個(gè)為腹直肌皮瓣、1個(gè)為前臂逆行皮瓣、2個(gè)前臂皮瓣、4個(gè)任意皮瓣。在術(shù)中皮瓣掀起后行ICG注射，發(fā)現(xiàn)有4個(gè)皮瓣的血運(yùn)ICG熒光充盈不足，最終這4個(gè)皮瓣均發(fā)生感染、壞死、二期愈合，并發(fā)癥區(qū)域與ICG熒光顯像區(qū)域相一致，而另外的11個(gè)皮瓣熒光灌注充盈，全部成活，他認(rèn)為術(shù)中ICG熒光充盈缺損預(yù)示著傷口將延遲愈合，所有患者無(wú)過(guò)敏反應(yīng)發(fā)生。2002年，他又報(bào)道了用ICG監(jiān)測(cè)游離移植組織血運(yùn)的情況，共20例患者(其中2個(gè)前臂皮瓣、7個(gè)背闊肌皮瓣、1個(gè)顳筋膜皮瓣、2個(gè)脛前肌皮瓣、3個(gè)肩胛旁皮瓣、1個(gè)脛前筋膜瓣)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于任何組織的游離移植，ICG熒光可顯示動(dòng)脈痙攣、靜脈瘀滯、局部血管的灌注情況，術(shù)中鑒別診斷和術(shù)后臨床觀察結(jié)果有很好的相關(guān)性。Eren和Rubben等[14-15]用此方法來(lái)評(píng)估大鼠左腹股溝軸形皮瓣和隨意皮瓣的微循環(huán)情況，發(fā)現(xiàn)此方法可以很好地監(jiān)測(cè)皮瓣的血液動(dòng)力學(xué)過(guò)程，ICG的充盈程度與皮瓣的成活有很好的相關(guān)性，并可對(duì)其進(jìn)行定量分析。由此可見(jiàn)，ICG圖象分析在整形燒傷外科有很好的應(yīng)用前景。

4展望

研制開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)皮瓣和其他轉(zhuǎn)移組織血液灌注的方法是整形再造外科最急需的任務(wù)之一。在目前所有的熒光染料中，ICG是最好的，ICG血管造影術(shù)是評(píng)估皮膚血流最敏感的方法之一。ICG血管造影術(shù)已廣泛地應(yīng)用到眼科、心臟外科、末梢血管疾病及截肢患者等。在整形外科的應(yīng)用也有十多年的歷史?？v觀文獻(xiàn)，我們認(rèn)為ICG熒光染料可用于皮膚血運(yùn)的監(jiān)測(cè)， ICG充盈程度是一個(gè)精確度很高的預(yù)警系統(tǒng)，術(shù)中ICG充盈不足說(shuō)明局部血液灌注不足，即可行皮瓣延遲或張力松解，減少皮瓣壞死并發(fā)癥發(fā)生，預(yù)防二期愈合，術(shù)后可以監(jiān)測(cè)皮瓣的愈合過(guò)程，防止意外事情發(fā)生，并可對(duì)某些擴(kuò)血管藥物的藥效進(jìn)行評(píng)估。另外，此方法簡(jiǎn)單、方便、易于操作、判斷準(zhǔn)確，與其他方法相比是一種客觀的方法。國(guó)外此設(shè)備非常昂貴，因此開(kāi)發(fā)研制國(guó)產(chǎn)ICG血流儀有很大的應(yīng)用前景。

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[收稿日期]2010-02-24 [修回日期]2010-04-01

編輯/李陽(yáng)利