吲哚菁綠熒光造影在肝膽外科手術(shù)中的應用進展

陳爐良　陸才德

20世紀70年代，人們首次發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)合吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）可以發(fā)射熒光，在近紅外光（750～810nm）的照射下可在840nm處達到峰值[1]；在840nm處只有很少的光被Hb或水吸收，蛋白質(zhì)結(jié)合ICG發(fā)射的熒光信號可以通過5～10mm厚的結(jié)締組織成像。在臨床上，ICG在20世紀90年代早期首先應用于眼底血管造影術(shù)[2]。進入21世紀后，應用ICG的熒光成像技術(shù)作為外科手術(shù)中導航工具被廣泛的應用于檢測肢體中的淋巴、乳腺癌患者前哨淋巴結(jié)、胃癌淋巴結(jié)、肺結(jié)節(jié)和大腦動脈瘤等領(lǐng)域[3-7]。在肝膽外科手術(shù)領(lǐng)域，日本外科醫(yī)師最早開始應用ICG熒光成像及其只經(jīng)膽汁排泄的特性來顯現(xiàn)肝膽結(jié)構(gòu)[8-9]。2009年，Ishizawa等[10]第1次報道了在腹腔鏡膽囊切除術(shù)中，通過術(shù)前靜脈注射ICG作為熒光來源，利用ICG排泄到膽汁的原理完成熒光膽管造影。在肝腫瘤熒光膽管造影的發(fā)展階段，發(fā)現(xiàn)ICG可在肝細胞癌的癌組織以及腺癌灶周圍的非癌性肝實質(zhì)中積累[11-12]。由于成像技術(shù)的改進，ICG熒光成像可應用于肝段的可視化，能夠更準確地解剖肝臟[13-14]?，F(xiàn)今，ICG熒光造影技術(shù)已經(jīng)應用于腹腔鏡肝切除術(shù)[15]和開放肝切除術(shù)中，用于識別肝臟腫瘤。本文就ICG熒光造影在肝膽外科手術(shù)中的研究進展綜述如下。

1　膽道的ICG熒光造影

人的膽汁中含可與ICG結(jié)合的白蛋白和脂蛋白，可將ICG經(jīng)膽道內(nèi)注射進行熒光造影。與蛋白結(jié)合的ICG熒光濃度約為0.25mg/ml，因ICG在較高的濃度下對近紅外光的吸收能力降低，所以為了獲得在膽管內(nèi)注射ICG后膽管的清晰熒光圖像，可以將ICG溶液稀釋到0.025mg/ml用于造影[16]。為促進ICG與蛋白質(zhì)更好的結(jié)合，可在注射ICG前將少量膽汁吸入注射器。在識別肝內(nèi)膽管解剖和肝外膽道系統(tǒng)的過程中，ICG可應用放射造影劑稀釋，這樣可以在熒光膽道造影后立即進行放射膽道造影。

靜脈注射ICG后也可以進行熒光膽管造影術(shù)，因為排泄到膽汁中的ICG可以充當熒光的來源；這種技術(shù)通過靜脈注射少量的ICG，通常是將2.5mg的ICG稀釋到1ml溶液中[17]；雖然靜脈注射后幾分鐘內(nèi)就會有含ICG的膽汁開始排泄[18]，但為了獲得更好的信號背景對比度，ICG應至少在成像15min前注射。實際上，ICG在肝外膽道中的熒光顯像會持續(xù)到注射后6h[8]。靜脈注射ICG與常規(guī)放射膽道造影相比，可以節(jié)省時間，并避免因注射對比劑需插入導管導致的膽道損傷。盡管熒光膽道造影術(shù)在檢測膽總管中的小結(jié)石時具有局限性，近期其作為提供肝外膽道走行的一種新穎且易于使用的導航工具獲得了關(guān)注，在腹腔鏡[19-21]和機器人[22-23]膽囊切除術(shù)中可以增加其安全性，減少術(shù)中放射膽道造影。

2　肝臟腫瘤的ICG熒光造影

2.1ICG熒光造影給藥時機的選擇Ishizawa等[11]報道ICG在術(shù)前2～14d通過外周靜脈給藥，手術(shù)時正常肝組織已將ICG代謝，不再顯示熒光；而腫瘤組織代謝能力差，組織內(nèi)仍有ICG殘留，應用熒光顯像儀進行觀察發(fā)現(xiàn)肝臟腫瘤可呈現(xiàn)清晰的、邊界清楚的熒光影像，并可對腫瘤性質(zhì)進行初步鑒定。張雅敏等[24]認為我國肝腫瘤患者多合并肝硬化，采用術(shù)中給藥的方式，正常肝組織可以迅速攝取ICG，并呈現(xiàn)出均勻的熒光。而腫瘤組織無論是性質(zhì)、大小、血供情況，均無法像正常肝組織一樣在短時間內(nèi)攝取ICG呈現(xiàn)熒光表現(xiàn)，故在腫瘤與正常肝組織之間可呈現(xiàn)清晰、準確的界線，且此界限在手術(shù)完成的數(shù)小時內(nèi)無明顯變化。

2.2ICG熒光類型與腫瘤的分化程度Ishizawa等[11]研究37例肝細胞癌和12例結(jié)腸直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者，術(shù)前靜脈注射0.5mg/kg的ICG，利用近紅外光攝像頭在屏幕上的實時顯示來觀察肝細胞癌和結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者肝臟表面的熒光圖像。這些腫瘤的熒光模式可以分為3種類型：全部熒光型，即所有腫瘤組織顯示均勻的熒光；部分熒光型，即部分腫瘤組織顯示熒光；環(huán)狀熒光型，即腫瘤組織不顯示熒光，周圍肝實質(zhì)顯示熒光。這些熒光模式與肝腫瘤的特征密切相關(guān)。

肝細胞癌ICG熒光成像的機制可通過免疫組織化學染色和基因表達分析[12]闡明。在高分化的肝細胞癌組織中，ICG門靜脈攝取轉(zhuǎn)運蛋白（有機陰離子轉(zhuǎn)運多肽8和Na+/牛磺膽酸鹽共轉(zhuǎn)運多肽）的表達水平完好，但存在功能或形態(tài)學膽汁排泄障礙，導致在術(shù)前靜脈注射的ICG在癌組織中滯留[25]，可較長時間顯示熒光，多為全部熒光型。中分化肝癌組織中部分細胞喪失攝取功能，因而多表現(xiàn)為部分熒光型[26]。低分化肝細胞癌和結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移組織的門靜脈攝取轉(zhuǎn)運蛋白減少，幾乎完全喪失肝細胞的正常功能或本身不具備肝細胞功能，因而不顯示熒光，腫瘤周圍正常肝臟組織因受壓迫常導致結(jié)合膽汁的ICG排泄能力降低[27]，出現(xiàn)環(huán)狀熒光顯像。Shibasaki等[28]發(fā)現(xiàn)肝細胞癌組織不同類型的ICG熒光顯像與肝切除術(shù)后的復發(fā)風險相關(guān)。

2.3ICG熒光造影在發(fā)現(xiàn)微小病灶及切緣界定中的優(yōu)勢ICG熒光造影對于肝細胞癌微小病灶的識別有較高的靈敏度，可以發(fā)現(xiàn)其他常規(guī)檢測手段不能發(fā)現(xiàn)的肝臟表面微小病灶，如常用的術(shù)中超聲檢查，主要是一種結(jié)構(gòu)成像方式，對于肝臟表面小病灶或切緣殘留病灶的檢測仍然是一個盲點[29]。目前腫瘤切除術(shù)中更多的是依靠術(shù)者的觀察和觸診，主觀因素太多且缺乏客觀證據(jù)，尤其是腹腔鏡肝切除術(shù)在視覺和觸覺的限制，ICG熒光成像起著更為重要的作用[13]。ICG熒光成像技術(shù)可以在術(shù)中精確定位淺表腫瘤組織，尤其是采用術(shù)中給予ICG的方式。因肝腫瘤組織不具備正常的肝臟功能，攝取ICG速度慢，故不論腫瘤病理分型如何，均表現(xiàn)為邊界清晰的暗結(jié)節(jié)影[28，30]，可以客觀顯示腫瘤的邊緣信息，對于直徑＜1cm的肝臟淺表微小病灶或切緣殘留病灶的檢查有著特有的優(yōu)勢[24，31]，同時為精準肝切除也提供了進一步的依據(jù)。ICG熒光造影還可用于檢測由腫瘤侵襲引起的膽管堵塞[32]，來自胰腺癌的微轉(zhuǎn)移[34]和HCC的肝外擴散[26]。

3　肝段的ICG熒光造影

在解剖性肝切除之前，肝段的邊界可以通過染色技術(shù)來鑒定，方法是在超聲引導下將靛藍胭脂紅溶液注射到相應的門靜脈分支中，陽性定義為肝表面出現(xiàn)藍色染色。2008年，門靜脈注射ICG后的熒光成像首先用于術(shù)中鑒別肝段[8]。該技術(shù)隨后通過使用更稀釋的ICG溶液[14]作為熒光源，使熒光圖像在成像系統(tǒng)上呈現(xiàn)彩色圖像。與少量ICG一起注射的靛藍胭脂紅溶液可以提高肝段識別的成功率，尤其是在肝硬化患者和那些由于以前手術(shù)而肝臟表面覆蓋厚結(jié)締組織的患者[15]。

除了利用門靜脈注射ICG溶液來識別肝段外，還可以在阻斷該肝段門靜脈蒂后通過靜脈注射ICG來鑒定為缺血區(qū)域[14，34]，這種技術(shù)在腹腔鏡肝段切除術(shù)中特別有用，因為腔鏡下將ICG溶液注射到門靜脈中在技術(shù)上是困難的[34]。術(shù)中熒光成像技術(shù)也可以通過測量注射ICG后肝表面的熒光強度，在肝切除術(shù)或活體供體肝移植術(shù)中肝臟的靜脈閉塞區(qū)域用于估計門靜脈吸收功能。

4　ICG熒光造影在肝膽外科手術(shù)中應用的局限性和展望

由于ICG熒光造影技術(shù)在肝膽外科領(lǐng)域尚處于起步階段，很多機制尚不明確，實施原則也未統(tǒng)一。ICG熒光造影需要的近紅外光透過人體組織的能力有限，＞10mm的肝內(nèi)組織結(jié)構(gòu)無法清楚地識別，如術(shù)前CT提示腫瘤位于肝實質(zhì)內(nèi)，應避免應用術(shù)中行ICG熒光造影來確定腫瘤切緣，未來可以通過改進探查設(shè)備和增加目標病灶與肝實質(zhì)的對比度來更清楚地顯示病灶。除高分化的肝細胞癌組織外，肝硬化結(jié)節(jié)、肝臟增生不良性結(jié)節(jié)等也可顯示較強的熒光，導致其有40%～50%的假陽性率[11-12]。有肝硬化或術(shù)前化療導致肝功能下降的患者，在手術(shù)前1d禁止注射ICG可以降低假陽性的發(fā)生率[11]。ICG熒光造影聯(lián)合術(shù)中超聲檢查可以在腫瘤的范圍確定、病灶發(fā)現(xiàn)以及腫瘤惡性程度初步鑒定方面起重要作用。

隨著腹腔鏡及達芬奇機器人手術(shù)設(shè)備在臨床中的應用，ICG熒光造影技術(shù)也可應用于這些領(lǐng)域中。這需要進一步的技術(shù)創(chuàng)新，以提高開放手術(shù)中熒光成像的可行性為前提，使外科醫(yī)師能夠快速適應在顯示器下操作手術(shù)。

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