吲哚菁綠熒光影像技術(shù)在肝膽胰外科疾病診治中的應(yīng)用進展

曹憲炳，連鎮(zhèn)炎，楊 靜，梁婉瑩，曾 寧，方馳華

1南方醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣東 廣州 510280；2廣東省數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州510282

肝癌是我國常見的一種惡性腫瘤，在臨床上如何早期發(fā)現(xiàn)診斷腫瘤、發(fā)現(xiàn)微小癌灶、精準(zhǔn)定位腫瘤及其邊界以及如何使肝切除術(shù)更為精準(zhǔn)、安全，減低手術(shù)風(fēng)險，是目前肝膽外科醫(yī)師普遍關(guān)注的問題。近年來，隨著吲哚菁綠分子熒光影像技術(shù)（ICG-FI）的快速發(fā)展，肝膽外科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，ICG-FI實現(xiàn)了術(shù)中微小癌灶偵測、腫瘤邊界界定、導(dǎo)航手術(shù)［1］，使其在肝癌診斷和治療中前景巨大。此外，ICG-FI在膽道外科中避免膽道損傷和胰腺腫瘤的診治均具有較好的應(yīng)用效果。本文主要介紹ICG-FI在肝膽胰外科疾病臨床診斷和治療中的應(yīng)用和研究進展。

1 ICG-FI

隨著光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，以光學(xué)成像技術(shù)為代表的分子影像學(xué)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于普通外科手術(shù)中。其中，吲哚菁綠（ICG）是通過美國FDA認(rèn)證的一種目前應(yīng)用最廣泛的近紅外熒光染料。自Ishizawa等［2］首次使用ICG-FI通過正染和負(fù)染的方法用以識別肝段平面指導(dǎo)肝切除術(shù)以來，該技術(shù)在肝臟腫瘤診斷、定位和手術(shù)導(dǎo)航中的應(yīng)用越來越廣泛［3-4］。Sakaguchi等［5］應(yīng)用ICG-FI進行肝切除后膽漏檢測，在27例患者中發(fā)現(xiàn)8例有膽漏并及時進行修補，術(shù)后無一例膽漏發(fā)生，從而應(yīng)用于膽漏的篩查；有學(xué)者發(fā)現(xiàn)將ICG-FI用于活體肝移植和巨大肝囊腫中膽管系統(tǒng)的成像，可避免膽管損傷的發(fā)生［6-7］。ICG-FI在肝臟腫瘤的定位和定性，膽漏篩查和避免膽道損傷方面具有獨特的優(yōu)勢，為肝臟腫瘤的術(shù)中診斷和手術(shù)導(dǎo)航提供了一種新的方法［8］。有學(xué)者提出分子影像學(xué)對于臨床上肝膽胰精準(zhǔn)外科手術(shù)有著尤為獨特的應(yīng)用價值［9］，而ICG-FI也為膽胰外科疾病的精確診療帶來了新的策略和手段。

2 ICG-FI在肝臟外科中的應(yīng)用

2.1 在肝切除術(shù)前評估肝臟功能

ICG靜脈注射入血后完全與血漿蛋白結(jié)合，通過肝臟代謝后全部通過膽汁排出，不經(jīng)過肝腸循環(huán)，無淋巴逆流。ICG分光脈動監(jiān)測儀出現(xiàn)后，ICG試驗借助于其可以監(jiān)測體內(nèi)ICG濃度而被廣泛應(yīng)用于肝臟儲備功能評估。ICG排泄的快慢取決于肝細(xì)胞受體的量和肝細(xì)胞的功能，術(shù)前對肝臟的儲備功能和剩余肝臟的體積進行精確的評估將直接關(guān)系到患者的預(yù)后。在現(xiàn)有臨床常用的肝功能評估方法中，ICG R15被認(rèn)為是與肝臟儲備功能相關(guān)性最好且最敏感的指標(biāo)，且能較好地預(yù)測術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生［10］。

2.2 在肝切除術(shù)中用于偵測肝斷面邊緣殘余腫瘤及術(shù)中微小癌灶

術(shù)前應(yīng)用CT、MRI識別并結(jié)合術(shù)中超聲進行定位是目前臨床上進行微小癌灶的定位的主要方式，但這對于病灶直徑＜1 cm的微小肝癌，特別是伴有肝硬化的病人靈敏度較低，且術(shù)中操作較為復(fù)雜［11］。研究表明術(shù)中ICG-FI對直徑＜1 cm的肝臟淺表微小病灶或切緣殘留病灶的偵測有較高靈敏度可有效偵測術(shù)前CT、MRI未發(fā)現(xiàn)的微小癌灶［12］，從而彌補術(shù)中超聲對于位置較淺的病灶靈敏度較低的缺陷；而對于位置較深的病灶，在肝臟表面無法觀測到，應(yīng)聯(lián)合術(shù)中超聲劈開肝實質(zhì)后尋找顯影的腫瘤。所以術(shù)中超聲與ICG-FI互補，可有效提高術(shù)中肝腫瘤的發(fā)現(xiàn)率［13］。另一方面，在腹腔鏡肝轉(zhuǎn)移瘤切除術(shù)中ICG熒光顯像聯(lián)合術(shù)中超聲在檢測＜3 mm的病灶方面明顯優(yōu)于術(shù)前CT或術(shù)中超聲［14］，并且有數(shù)據(jù)顯示ICG熒光顯影可檢測發(fā)現(xiàn)小至2 mm的病灶，甚至部分1 mm病灶也可被發(fā)現(xiàn)［15］。此外，應(yīng)用ICG-FI可發(fā)現(xiàn)其他影像學(xué)技術(shù)或視觸診無法發(fā)現(xiàn)的病灶，從而有效減少術(shù)后復(fù)發(fā)［16］。雖然ICG-FI存在一定的假陽性率，但術(shù)中偵測微小癌灶并予以切除對患者減少短期內(nèi)腫瘤復(fù)發(fā)具有較大意義［17］。因此，利用ICG-FI聯(lián)合術(shù)中超聲可有效提高肝臟腫瘤的發(fā)現(xiàn)率，同時利用其對早期微小癌灶或肝內(nèi)轉(zhuǎn)移灶的高偵測率，可改善肝癌患者的預(yù)后，有效減少術(shù)后復(fù)發(fā)。

2.3 在肝腫瘤邊界中的應(yīng)用

精確、客觀地界定腫瘤邊界是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一個挑戰(zhàn)性問題，然而臨床上常通過術(shù)中肉眼觀察和觸診來判斷有無殘余腫瘤。自研究通過前期研究結(jié)果證明三維可視化聯(lián)合ICG-FI能夠準(zhǔn)確地實現(xiàn)腫瘤邊界界定和肝切除范圍確定以來［18］，ICG-FI在肝腫瘤邊界中的應(yīng)用受到廣大肝臟外科醫(yī)生的關(guān)注。此外，有研究開發(fā)出一種新型的醫(yī)學(xué)影像投影系統(tǒng)用于開腹肝切除術(shù)中識別肝臟解剖結(jié)構(gòu)和利用ICG分子熒光確定肝切線［19］，但由于設(shè)備體積過大及操作復(fù)雜，實驗組與對照組的療效并未表現(xiàn)出明顯差異。肝切除范圍對術(shù)后復(fù)發(fā)和肝功能有很大影響，如果切除范圍過小，將不能達(dá)到R0切除；如果切除范圍過大，將增加血管損傷及術(shù)后肝功能衰竭的風(fēng)險。對于可切除的肝癌患者，最理想的切除范圍是距離腫瘤1.5～2.0 cm。但對于巨塊型肝癌而言，由于腫瘤體積巨大，如果按標(biāo)準(zhǔn)切除距離，殘肝體積可能不夠，加之肝癌患者多數(shù)伴有肝炎后肝硬化，肝切除術(shù)后容易導(dǎo)致肝衰竭、甚至死亡［20］。ICG-FI通過實時顯示肝表面已知病灶的位置來協(xié)助判斷腫瘤與周圍肝組織的分界，在肝切除術(shù)中能夠有效降低腫瘤殘余，為徹底清除腫瘤提供了可能；同時結(jié)合三維可視化術(shù)中定位腫瘤與大血管關(guān)系，可有效避免損傷肝內(nèi)大血管，肝臟斷面再行ICG偵測，再結(jié)合術(shù)中快速病理確保切緣陰性。此外，ICG介導(dǎo)的近紅外光檢測技術(shù)的另外一個重要作用是手術(shù)導(dǎo)航，這種技術(shù)是在活體狀態(tài)下對生物體內(nèi)細(xì)胞分子水平的病變狀態(tài)進行定性和定量分析，因此實現(xiàn)了細(xì)胞功能層面的邊界界定，同時實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域肝實質(zhì)的3D染色及術(shù)中實時導(dǎo)航［18］。與其他成像技術(shù)相比，ICG-FI不僅可以在術(shù)中精確定位腫瘤組織來客觀顯示腫瘤邊界信息，而且可以在早期發(fā)現(xiàn)術(shù)中腫瘤病變［21］，從而實行功能性、根治性肝切除術(shù)。

2.4 ICG-FI在左右半肝界定中的應(yīng)用

2.4.1 機制 ICG的攝取主要是通過肝細(xì)胞中的有機陰離子轉(zhuǎn)運體1B3和鈉離子-牛磺膽酸共轉(zhuǎn)運蛋白完成，其排泄主要通過毛細(xì)膽管上表達(dá)的多耐藥相關(guān)蛋白2載體系統(tǒng)進行［22］，因此在正常肝組織中，ICG可被肝細(xì)胞攝取，并顯示出熒光，隨后ICG經(jīng)膽管系統(tǒng)排泄，熒光強度逐漸減弱，而在非正常組織如肝腫瘤或肝硬化中，膽道排泄功能障礙，使得ICG在病變組織中停留，熒光強度減弱速度較慢。故正常組織與病變組織形成一個交界。

2.4.2 應(yīng)用 目前臨床上標(biāo)記左右半肝的方法有阻斷半肝血流，觀察肝臟表面缺血線、超聲引導(dǎo)下門靜脈注射美藍(lán)標(biāo)記等，這些方法存在缺血線顯示不清、染色劑易被快速洗脫等問題。既往Cantlie線能夠從肝臟表面大致分出左右半肝；但當(dāng)肝臟內(nèi)部腫瘤體積較大時，腫瘤的擠壓所導(dǎo)致的肝內(nèi)脈管走形扭曲、肝臟形態(tài)變形會造成正常解剖學(xué)定義的Cantlie線無法很好的作為左右半肝的分界線應(yīng)用在肝切除術(shù)中。后來，有研究報道了通過門靜脈注入亞甲藍(lán)后節(jié)扎肝蒂的方法進行染色導(dǎo)航肝切除術(shù)［23］。ICG能對肝臟持久染色，且染色不局限于表面，達(dá)到立體染色效果，能在術(shù)中較好地顯示左右半肝界限，輔助導(dǎo)航手術(shù)。臨床上行解剖性右半肝切除術(shù)時［24］，鞘內(nèi)解剖第一肝門，游離結(jié)扎門靜脈右支后，根據(jù)患者體質(zhì)量外周靜脈注射ICG 2.5 mg。通過反染技術(shù)確定左右半肝切除線，行精準(zhǔn)的解剖性半肝切除術(shù)，減少復(fù)發(fā)，正染色法：經(jīng)目標(biāo)門靜脈注射ICG 0.25 mg；負(fù)染色法：解剖出目標(biāo)肝段門靜脈后予以阻斷結(jié)扎，經(jīng)外周靜脈注射ICG 2.5mg［25］。

3 ICG-FI在膽道外科中的應(yīng)用

3.1 在腹腔鏡膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用

腹腔鏡膽囊切除術(shù)（LC）在國內(nèi)多個中心報道的LC術(shù)中膽管損傷的發(fā)生率在0.1%～0.3%［26-27］。LC膽管損傷會造成膽漏、膽管狹窄及感染等不良后果，嚴(yán)重影響術(shù)后恢復(fù)，造成再次手術(shù)甚至反復(fù)手術(shù)的嚴(yán)重后果，嚴(yán)重者還可引起死亡。國內(nèi)有學(xué)者利用術(shù)中ICG熒光顯像引導(dǎo)腹腔鏡膽囊切除術(shù)，發(fā)現(xiàn)利用ICG經(jīng)膽道排泄及在近紅外光下顯影特點，可用特定的熒光顯影系統(tǒng)在LC術(shù)中顯影肝外膽道來避免術(shù)中膽道誤損傷，從而達(dá)到安全切除膽囊的效果并從中積累了初步的經(jīng)驗，其具體報告如下：30例腹腔鏡手術(shù)中的27例（90%）術(shù)中膽囊管及膽總管均顯影成功，術(shù)后患者恢復(fù)順利，1例臍部傷口紅腫，余病人術(shù)后隨訪1～5月無并發(fā)癥發(fā)生［28］。因此腹腔鏡膽囊切除術(shù)患者，能在術(shù)前根據(jù)公斤體質(zhì)量注射ICG，術(shù)中通過ICG分子熒光偵測儀器能清楚辨析膽囊三角的解剖關(guān)系，能有效避免醫(yī)源性膽管損傷。

3.2 在肝內(nèi)膽管癌中的應(yīng)用

肝內(nèi)膽管癌(ICC)發(fā)病率占肝臟惡性腫瘤的第2位，僅次于肝細(xì)胞癌，肝切除術(shù)是首選治療方式［29］。ICC具有浸潤性生長、易發(fā)生衛(wèi)星灶和肝內(nèi)轉(zhuǎn)移的特性［30］。術(shù)前和術(shù)中檢出肝臟全部病灶并準(zhǔn)確判斷腫瘤邊界，充分了解腫瘤和肝臟血管的空間解剖關(guān)系，達(dá)到R0切除，能提高ICC患者的遠(yuǎn)期生存率［31］。ICG-FI和增強現(xiàn)實導(dǎo)航技術(shù)在ICC術(shù)中的應(yīng)用價值主要包括4個方面：術(shù)前對微小病灶的識別與定位；術(shù)中精確判定ICC腫瘤邊界及肝切除范圍；術(shù)中通過正染法和負(fù)染法引導(dǎo)解剖性肝切除；術(shù)中經(jīng)膽囊管注射ICG并臨時阻斷膽總管進行術(shù)后膽汁漏的檢查［32］。

3.3 在胰腺外科中的應(yīng)用

ICG-FI亦可用于胰腺疾病的診斷。當(dāng)ICG灌注時，胰腺腫瘤供血多的組織顯示出較強的熒光，腫瘤供血少的熒光信號較弱。從而根據(jù)血管分布的多寡（分別為少、多、幾乎無血管），對臨床上常見的胰腺導(dǎo)管腺癌、胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、胰腺囊性腫瘤進行診斷。因此在熒光成像中，胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤顯示出較強的熒光，而胰腺囊性腫瘤則出現(xiàn)熒光缺陷的現(xiàn)象［33］，而胰腺導(dǎo)管腺癌和胰腺正常組織的熒光強度差別不大，陽性率較低，故該技術(shù)多用于胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤與胰腺囊性腫瘤的檢測與辨別，補充了以往對胰腺病變的檢查技術(shù)，并幫助外科醫(yī)生實時辨別胰腺病變情況。相對于傳統(tǒng)ICG灌注技術(shù)（在手術(shù)中通過靜脈注射給予少量ICG劑量），“第二窗ICG”技術(shù)（在手術(shù)前1 d通過靜脈注射給予高ICG劑量）可有效地提供有用的腫瘤識別與腫瘤邊界評估［34］。胰腺惡性腫瘤的腫瘤血管生成過程中會產(chǎn)生有缺陷的毛細(xì)血管，大分子物質(zhì)可從這種有缺陷的脈管系統(tǒng)滲出，由于大小、形狀、電荷和極性等特性保留在腫瘤中，因此可在近紅外成像中識別出胰腺惡性腫瘤，同時在行胰腺切除術(shù)時幫助外科醫(yī)生實時評估腫瘤的邊界，從而更為準(zhǔn)確地行腫瘤切除并提高根治率，更好地治療患者［35］。

4 展望

目前，ICG在肝臟外科中的應(yīng)用可以通過其微小癌灶偵測、腫瘤邊界界定、左右半肝的界定使肝切除手術(shù)更為精準(zhǔn)、安全，尤其是在腫瘤切除術(shù)中可以有效減低手術(shù)風(fēng)險并提高R0切除率；而且在膽道外科中的避免膽道的損傷和胰腺腫瘤的診治均具有很好的應(yīng)用前景。隨著肝膽胰外科發(fā)展的日趨精細(xì)化、規(guī)范化、同質(zhì)化，ICG-FI在肝膽胰外科的應(yīng)用將會扮演越來越重要的角色。