數(shù)字化技術(shù)在穿支皮瓣中的臨床應(yīng)用

王永標(biāo)，梁國平，胡 穎，李宇鵬，李長虎，林進(jìn)標(biāo)，趙文雅，鄭進(jìn)發(fā)

穿支皮瓣是臨床修復(fù)各種創(chuàng)面的主要材料，目前廣泛應(yīng)用于顯微外科、創(chuàng)傷外科及燒傷整形美容外科等領(lǐng)域。但在實際手術(shù)中，存在血管穿支不恒定與變異問題，增加了皮瓣切取的困難程度，影響了皮瓣成活率[1]。傳統(tǒng)術(shù)前皮瓣設(shè)計主要根據(jù)超聲多普勒檢查定位穿支血管，但無法監(jiān)測穿支血管來源、走行、吻合口血管管徑、可切取最大血管蒂長度等重要解剖指標(biāo)，手術(shù)風(fēng)險較高[2]?；贑T血管造影（CT angiography，CTA）的數(shù)字化三維重建技術(shù)能夠清晰顯示各皮瓣的三維血管解剖，并可針對不同創(chuàng)面更為精準(zhǔn)地設(shè)計穿支皮瓣[3]。本研究對我科需行創(chuàng)面皮瓣修復(fù)的34例患者采用數(shù)字化技術(shù)，對穿支皮瓣進(jìn)行術(shù)前精確定位和個性化設(shè)計，現(xiàn)報道如下。

1　資料與方法

1.1　研究對象

選取2016年5月至2017年12月需行創(chuàng)面皮瓣修復(fù)的34例患者作為研究對象。其中男23例，女11例，年齡8～63歲，平均年齡28.2歲?；颊呔嬖诓煌潭鹊能浗M織缺損。缺損位置：膝前區(qū)2例、小腿上段前側(cè)2例、小腿中段脛前區(qū)15例、外踝5例、內(nèi)踝3例，足跟部7例。創(chuàng)面范圍：3 cm×4 cm～11 cm×8 cm。入選患者均簽署知情同意書。

1.2　術(shù)前數(shù)字化設(shè)計

采用64排螺旋CT機(jī)行CTA檢查，掃描參數(shù)：140 kV、525 mA、層厚0.625 mm。患者取平臥位，經(jīng)肘正中靜脈注射碘海醇注射液（100 mL：35 g），連續(xù)掃描平面上至腹主動脈下段，下至雙側(cè)脛前后動脈、腓動脈，重點觀察雙側(cè)髂前上棘至雙側(cè)髕骨平面。

提取CTA原始橫切面圖像進(jìn)行測量分析，尤其是動脈的起始位置及走行、穿支血管大小及穿出深筋膜的層面，重點觀察肌間隔穿支。將CTA數(shù)據(jù)以DICOM格式導(dǎo)入Mimics 17.0軟件工作站，利用軟件中的Thresholding、Region Growing、Edit mask in 3D等工具，對供區(qū)側(cè)主要穿支血管、骨骼、皮膚等進(jìn)行三維重建。逆向追蹤血管來源并標(biāo)記其穿支穿出深筋膜的體表位置，以便于切取皮瓣。對比雙側(cè)肢體，依據(jù)受區(qū)皮膚缺損形狀及大小選擇有合適穿支血管的肢體作為皮瓣供區(qū)，并在軟件中動態(tài)模擬皮瓣切取過程。

1.3　手術(shù)方法

患者均予常規(guī)清創(chuàng)、換藥等處理，待軟組織床培養(yǎng)完備后，根據(jù)肢體創(chuàng)面情況選擇合適皮瓣進(jìn)行修復(fù)，清創(chuàng)過程中需注意保護(hù)皮下淺靜脈并進(jìn)行標(biāo)記，以備皮瓣游離移植或帶蒂皮瓣靜脈回流吻合時應(yīng)用。

患者取仰臥位，麻醉成功后，視術(shù)中情況上氣壓止血帶，找到術(shù)前數(shù)字化皮瓣設(shè)計時標(biāo)定的穿支體表穿出點，距其1～2 cm向下作縱行切口，可適當(dāng)向外側(cè)偏斜。于切口中下段顯露術(shù)前標(biāo)定的各淺動脈穿支體表穿出點，沿標(biāo)定點向近端分離至穿支血管起始部，鈍性分離淺動靜脈及神經(jīng)，注意保護(hù)神經(jīng)。采用游標(biāo)卡尺再次測量術(shù)前相關(guān)指標(biāo)，根據(jù)肢體創(chuàng)面情況切取皮瓣，切取范圍為5 cm×4 cm～12 cm×9 cm。將穿支皮瓣轉(zhuǎn)移或游離移植至受區(qū)，縫合部分創(chuàng)緣固定后，對供區(qū)血管與受區(qū)動脈分支及伴行靜脈進(jìn)行吻合。缺損寬度＜9.5 cm者可直接拉攏縫合；缺損達(dá)10 cm或以上、難以直接縫合者，可采用游離皮片植皮進(jìn)行修復(fù)。

放置皮片引流，根據(jù)患者創(chuàng)面污染情況酌情使用抗生素防治感染。絕對臥床1周，患肢予石膏制動并抬高；24～48 h拆除引流皮片，觀察并記錄皮瓣顏色、溫度、血運及毛細(xì)血管反應(yīng)；每日換藥，保持創(chuàng)面干燥。記錄患者術(shù)后恢復(fù)情況及住院時間。

2　結(jié)果

2.1　術(shù)前及術(shù)后穿支皮瓣情況

所有患者均順利完成手術(shù)，手術(shù)時間平均為（40.5±13.5）min。采用三維重建數(shù)字化技術(shù)觀測得到的穿支皮瓣動脈及其降支的血管管徑及起始位置、血管蒂最大可切取長度、穿支血管來源及走行等，均與術(shù)中實際觀測結(jié)果一致。皮瓣供區(qū)肌間隔穿支及肌皮穿支淺動脈體表穿出點處管徑為0.5～1.2 mm；穿支血管管徑＞0.8 mm的有32支，其中＞1.0 mm有10支；穿支血管管徑0.5～0.8 mm的有30支。術(shù)中實際測量三者分別為35、10、34支，準(zhǔn)確率為91%、100%、88%。

2.2　術(shù)后患者恢復(fù)情況

利用數(shù)字化輔助技術(shù)，患者均成功完成個性化皮瓣切取。1例患者術(shù)后出現(xiàn)血管危象，經(jīng)手術(shù)探查及抗凝、按摩等相應(yīng)處理后病情穩(wěn)定，皮瓣存活；其余皮瓣移植創(chuàng)面均Ⅰ期愈合，成活順利?；颊吖﹨^(qū)切口Ⅰ期愈合，植皮均成活。所有患者順利恢復(fù)后出院，入院至出院時間5～13 d（平均8.2 d）。典型病例見圖1，2。

3　討論

作為軟組織缺損的修復(fù)材料，穿支皮瓣近年來在四肢皮膚缺損、深部組織（肌腱、骨質(zhì)）外露創(chuàng)面的治療中應(yīng)用廣泛[4]。其主要特點是在不犧牲供區(qū)主干血管神經(jīng)的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)缺損部位及大小選取相應(yīng)皮瓣并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，實現(xiàn)了既改善受區(qū)外形功能，又不致對皮瓣供區(qū)造成嚴(yán)重?fù)p害的目標(biāo)[5]，是真正意義上的組織修復(fù)。

然而，穿支皮瓣的定位與切取仍是目前移植的主要難點。原因在于，穿支皮瓣存在較多的血管穿支，而這些穿支的起始位置與路徑往往存在較大變異，如旋股外側(cè)動脈，其各分支血管在降支來源、走行、長度及管徑等方面，均存在不同程度的變異[6-7]，給皮瓣后期的吻合造成一定困難。可見，術(shù)前明確穿支及穿支來源動脈的解剖情況是穿支皮瓣移植修復(fù)的關(guān)鍵。

以往定位穿支皮瓣多采用超聲檢查，如手持式彩色多普勒及高頻彩色多普勒檢查，其主要原理是利用血流信號來確定血管位置[8]。受操作者的經(jīng)驗及主觀因素影響，血管定位存在不同程度的假陽性率[9-10]，對皮瓣血管分布、供血范圍也無法進(jìn)行血流動力學(xué)研究。

CTA是近年來出現(xiàn)的新型檢查手段，通過其自帶的三維重建軟件，能明確穿支血管的分布區(qū)域和具體走行[11]。但即使是基于CTA獲得的三維重建模型，仍很難清晰展示細(xì)小分支血管及毗鄰結(jié)構(gòu)[12]。利用Mimics軟件進(jìn)行三維可視化重建則具有更多優(yōu)勢[13-15]：①對血管與皮瓣、毗鄰結(jié)構(gòu)的三維解剖關(guān)系進(jìn)行立體、多角度的可視化顯示，同時能夠形象直觀地觀察切取皮瓣的形態(tài)和特點，為實際手術(shù)操作提供較為精確的切口位置。②清晰顯示皮瓣穿支血管的走行及變異情況，避免因血管變異導(dǎo)致皮瓣切取失敗。③可實現(xiàn)術(shù)前皮瓣精確設(shè)計，并能模擬手術(shù)操作，減少了手術(shù)時間（比傳統(tǒng)手術(shù)減少30～60 min），為精確手術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

圖1　數(shù)字化技術(shù)輔助穿支皮瓣移植術(shù)圖片（男，33歲，重物砸傷左前足保肢成功后皮膚軟組織缺損，創(chuàng)面骨質(zhì)及肌腱外露）1A，1B術(shù)前創(chuàng)面情況 1C，1D基于肢體CTA數(shù)據(jù)，結(jié)合Mimics 17.0軟件設(shè)計皮瓣 1E術(shù)中皮瓣切取 1F術(shù)后3 d皮瓣恢復(fù)情況

本研究中所有患者均成功完成個性化皮瓣切取，術(shù)前經(jīng)CTA原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimic 17.0軟件重建后，皮瓣動脈及其降支的血管管徑及起始位置、血管蒂最大可切取長度、穿支血管來源及走行均與術(shù)中實際觀測值一致；術(shù)前對穿支血管管徑檢測的準(zhǔn)確率也較高，皮瓣成活順利，供區(qū)切口均I期愈合。這些結(jié)果從不同角度體現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)在皮瓣移植手術(shù)中的應(yīng)用價值。

基于CTA數(shù)據(jù)的數(shù)字化三維重建技術(shù)也有一定的缺陷。一方面，CTA檢查存在輻射暴露、造影劑毒性等問題；另一方面，該可視化技術(shù)對CTA成像的精確性要求也較高。目前CTA掃描對小血管顯影差，其第3級以上供應(yīng)動脈確診率明顯低于數(shù)字減影血管造影。如能通過調(diào)整CT掃描和三維重建參數(shù)，以及使用不同的放射劑量，進(jìn)一步顯示更細(xì)微的血管影像，同時制定標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)規(guī)范操作，將更有利于分析穿支皮瓣局部血液灌注狀態(tài)和血流動力學(xué)變化，并有望取代那些創(chuàng)傷性大、并發(fā)癥多、操作復(fù)雜的檢查技術(shù)。

圖2　數(shù)字化技術(shù)輔助穿支皮瓣移植術(shù)圖片（男，50歲，車輪絞傷左足跟后皮膚壞死伴骨質(zhì)、跟腱外露）2A，2B術(shù)前創(chuàng)面情況 2C，2D將肢體CTA數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 17.0軟件進(jìn)行皮瓣設(shè)計 2E術(shù)中皮瓣情況 2F術(shù)后1個月皮瓣恢復(fù)情況