基于吲哚菁綠熒光造影的FLOW800技術在神經外科手術中的應用

王 浩 章劍劍綜述 陳勁草審校

作者單位：430060 武漢，武漢大學中南醫(yī)院神經外科（王 浩、章劍劍、陳勁草）

在傳統(tǒng)神經外科手術中，術前及術后需借助一系列血管檢查，諸如CTA、MRA、DSA，獲得血管信息，從而制定手術方案，判斷手術效果。然而，術中動態(tài)獲取實時腦血管解剖及血流動力學信息，根據術中情況及時調整手術方案，評估手術效果，仍較為困難。目前，術中獲取血管情況的技術包括DSA、經顱多普勒超聲（transcranial doppler，TCD）以及吲哚菁綠熒光造影（indocyanine green video angiography，ICGVA）等[1]。2003年，Raabe等[2]首次報道ICGVA評估神經血管血流的初步臨床經驗。與常規(guī)血管造影相比，ICGVA被認為是一種微創(chuàng)、簡單、實時、可重復的技術。FLOW800技術是在原有ICGVA的基礎上，通過收集術中目標區(qū)域血管造影劑熒光強度及血管中造影劑的通過時間等參數，運用計算軟件進行數據處理及分析，將血流動力學信息和解剖影像進行整合，生成二維彩色編碼圖像，實時直觀地顯示術中血管結構和血流情況；同時，能在術野影像上選取感興趣區(qū)（regions of interest，ROIs），并對區(qū)域的血流動力學參數進行分析，對判斷手術視野的血管及組織血流情況起到巨大幫助。Faber 等[3]率先報道FLOW800彩色熒光造影技術在神經外科，特別是神經血管外科手術中的早期應用經驗。本文總結目前臨床上FLOW800 技術在神經外科手術中的應用及存在的局限性，展望其發(fā)展前景。

1 FLOW800技術在顱內動脈瘤夾閉術中的應用

ICGVA 由Raabe 等[2]于2003 年首次應用于顱內動脈瘤夾閉術，已成為一種較為成熟的技術，在顱內動脈瘤夾閉術中得到廣泛應用。而基于ICGVA 的FLOW800 技術可直觀對比動脈瘤夾閉前后相關血管局部血流變化，結果快速、準確，特別是在細小穿支血管或局部血流狀態(tài)多變時，對判斷是否有誤夾穿支血管或發(fā)生血管痙攣，有明顯優(yōu)勢[4]。術中也可以選擇載瘤動脈及動脈瘤本身作為ROIs，對比術前及術后的血流彩色編碼圖和血流動力學參數，術中判斷動脈瘤是否夾閉完全、載瘤動脈是否發(fā)生痙攣，并根據結果增加動脈瘤夾數量或者調整動脈瘤夾位置，從而降低動脈瘤復發(fā)和相關供血區(qū)域梗死的發(fā)生率。但FLOW800技術仍存在一定的局限性，在一些情況，如動脈瘤位置較深、動脈瘤周圍血管較為密集、夾閉動脈瘤所用動脈瘤夾較多，或者術野止血比較困難無法保持術野清晰時，FLOW800成像及分析效果較差，無法作為術中參考。

2 FLOW800技術在腦或脊髓血管畸形切除術中的應用

在腦或脊髓動靜脈畸形（arteriovenous malformation，AVM）及 硬 腦（脊）膜 動 靜 脈 瘺（arteriovenous fistula，AVF）切除術中，FLOW800 技術術前能夠幫助辨別病灶主要供血動脈、動脈化靜脈，引流靜脈及周圍未參與病變循環(huán)地正常組織血管信息，判斷病灶范圍，制定手術計劃；術中通過多次造影及分析來判斷病灶切除程度，不斷根據結果調整手術策略，直至最后安全切除病灶。在腦AVM及硬腦膜AVF 切除術中，如何判斷靜脈能否被切除至關重要，直接影響到手術效果及病人預后。Arcebi 等[5]術中使用FLOW800技術找到清晰可辨靜脈結構，并通過軟件分析獲得其流向和流速，通過臨時阻斷試驗識別潛在的側支循環(huán)，預測靜脈切除的影響，認為ICGVA和FLOW800分析可以提供靜脈引流模式特異的、實時的、完整的術中信息，并可指導切除靜脈的決策，減少手術并發(fā)癥，改善病人預后。同樣，在軟腦膜或硬腦膜AVF 中，FLOW800 技術也被證實術中能更好地幫助辨認病變血管，提供關于引流靜脈和組織灌注血流動力學信息，有助于AVF的手術治療[6]。

Jhawar等[7]研究認為熒光造影存在穿透性差、深部顯影不佳等缺陷。因此，ICGVA在腦AVM中的應用更多局限于表淺性的病灶，而對于深部病變，則可能需要更好地暴露病變以及采用其他技術方法進行輔助。術中將FLOW800技術與TCD技術結合，在清晰顯示腦表面病變及其供血動脈、引流靜脈的同時，良好地分辨深部血管的供血情況，能有效彌補ICGVA的缺陷，有利于提高手術的成功率和療效。

3 FLOW800技術在顱內外血管分流術中的應用

在顱內外血管分流術中，無論是煙霧病病人顳淺動脈-大腦中動脈分流術，還是復雜動脈瘤分流術，FLOW800技術都具有重要的價值。在顱內外血管分流術中，潛在的受體動脈往往形態(tài)變異明顯，載流量難以確定。FLOW800 技術能在分流術前分析潛在的受體血管，通過解剖學信息及血流動力學信息，判斷并選擇合適的受體血管。術中可以立即通過ICGVA判斷吻合口通暢情況，通過FLOW800分析供體血管及受體血管的血流動力學參數，判斷是否發(fā)生阻塞或血管痙攣，能夠及時進行調整，以防止相關供血區(qū)域發(fā)生梗死[8]。另外，通過手術視野ROIs的血流動力學分析，FLOW800技術還可以判斷分流術后區(qū)域灌注改善情況[9]，但是與其他腦灌注檢查方法的一致性較差，不能作為單獨評價血流動力學改變的方法。有學者嘗試將術中FLOW800 技術分析數據與灌注成像進行對比分析，在一定程度上預測術后過度灌注綜合征，但FLOW800技術在腦組織灌注及血流動力學評估中的作用仍不甚明確，需要進一步研究驗證[10]。

4 FLOW800 技術在頸內動脈內膜斑塊剝脫術（carotid endarterectomy，CEA）中的應用

Haga等[11]首先在2011年報道，將ICGVA應用于CEA 中，發(fā)現ICGVA 能夠清晰地顯示術中頸內動脈斑塊的位置，并且可以反映狹窄的頸內動脈內血流通暢情況；術中使用FLOW800軟件分析ICGVA的原始圖像，能夠更加準確地得到斑塊的位置信息，以及其與相關血管的關系，特別是在頸內動脈嚴重狹窄伴血管內塌陷的情況下，提供實時的、半定量的信息，更好地判斷手術效果。對于CEA，過渡灌注綜合征是一個更早被關注到的術后并發(fā)癥。雖然FLOW800 技術理論上可檢測手術前后頸內動脈血流量，通過對比分析，可預測術后過渡灌注綜合征，并決定是否立即給予干預措施；但目前尚無研究證實，也無相關的數據支持FLOW800數據變化與術后過渡灌注綜合征之間的關系。所以，這仍需進一步研究。

5 FLOW800技術在腦及脊髓腫瘤切除術中的應用

目前，ICGVA仍主要應用于腦血管病手術中，但在腦及脊髓腫瘤切除術中，ICGVA 也具有重要作用。使用FLOW800技術分析手術區(qū)域，特別是在富血供的血管母細胞瘤及被認為是無血供區(qū)域的海綿狀血管瘤，其呈現的彩色編碼圖像能夠清晰地顯示腫瘤邊界，并幫助定位組織的正常循環(huán)及腫瘤的供血動脈和引流靜脈，從而進一步確定手術區(qū)域，制定手術方案，從而盡可能地完全切除腫瘤，保留完整的正常組織動靜脈及小穿支血管。而在諸如竇旁腦膜瘤等臨近重要血管的手術中，Della 等[12]術中使用FLOW800 技術清晰顯示腫瘤和橋靜脈及矢狀竇的位置關系，進一步確定腫瘤切除策略，最終達到滿意臨床結局，并保護了血管的完整性及通暢性。Sandow 等[13]在進行垂體腺瘤切除時，使用FLOW800技術作為直接標記腫瘤的手段，通過熒光分析直接觀察與通過與周圍組織相比較低ICG熒光間接觀察腺瘤，認為這是一種方便、有效的診斷工具。Acerbi等[14]總結了ICGVA 和FLOW800 技術在中樞神經系統(tǒng)腫瘤手術中的四種作用：硬膜外檢查可以在硬膜開放前探查竇的通暢性和靜脈走向；術前檢查有助于識別病理性血管的形成（動靜脈瘺和新生血管）和局部靜脈引流，并在必要時進行臨時靜脈夾閉試驗；腫瘤切除后，對周圍動脈和靜脈通暢性以及實質灌注的評價；在髓內腫瘤切除術前，明確后中央溝的解剖。所以，在中樞神經系統(tǒng)腫瘤切除術中，FLOW800 技術能夠有效監(jiān)測暴露于術野的血管和組織的灌注，能夠術前了解與腫瘤及其周圍組織相關的血管系統(tǒng)病理生理變化信息，并針對不同病人的解剖情況制定個體化的手術方案。同時術后隨訪中，也顯示其有助于預防與腫瘤切除術后相關的潛在并發(fā)癥（如局部灌注不足或靜脈梗死）。

6 FLOW800技術局限性

FLOW800 技術是基于ICGVA 所得到的原始數據，進行再處理分析得到的連續(xù)編碼的彩色圖像及對圖像中ROIs血流動力學特性的半定量信息，所以FLOW800技術有ICGVA共有的局限性，即在深部病變中的作用有限，同時在造影時，必須保證術野內術者感興趣的區(qū)域血管暴露完全且不被腦組織或血凝塊等所遮擋。而腦血管病變內的斑塊及血栓等也會使分析結果出現偏差，影響術中判斷及手術效果。熒光造影的顯示范圍僅限于顯微鏡所能直視的范圍，在觀察角度、觀察范圍等方面均有限制，對周圍組織及整體的觀察存在不足。但隨著ICGVA 相關的多種半定量、定量分析軟件的開發(fā)，內鏡下ICGVA及其他輔助技術的應用，可以在一定程度上彌補這些缺陷。

另外，對于FLOW800 軟件所得到的數據，很難與我們現有在臨床上已知的標準數據建立聯(lián)系。在手術過程中，往往會發(fā)現手術前后的數據在一定程度上可做對比分析，但如果把不同病人的數據進行對比，就會發(fā)現這些數據之間差異非常大，不具有統(tǒng)計學上可參考性。雖然，有學者已經做出了一些嘗試，建立其原始數據與其他臨床標準數據之間的聯(lián)系，但是目前這些還遠遠沒有應用到實踐中[15]。其原因在于，FLOW800技術的數據收集不同于傳統(tǒng)的臨床標準數據的建立，它所得到的數據是根據術中具體需要選擇的是一個局部的高度自由區(qū)域，并對區(qū)域中的血管進行分析，所以無法制定統(tǒng)一的測量標準。而且，目前仍沒有找到一個公認的、標準的術中測量腦血流動力學的工具，能通過軟件分析的結果與標準結果相對比，從而得到其中的規(guī)律。另外，手術過程中血壓的變化、ICG用量、注射速率等因素也會影響最終結果。所導致的結果就是無法通過單一的數據得到有效的信息，只能通過以往的經驗，及手術前后ROI血管或組織的血流動力學狀態(tài)進行對比，從而得到一個半定量的數據。

綜上所述，FLOW800作為建立在ICGVA基礎上的分析技術，可以通過分析原始ICGVA 圖像，得到ROIs 的血管的血流動力學參數。通過這些參數，能夠幫助判斷病灶位置及血流動力學改變，進而能最優(yōu)化手術效果。作為一種血管顯影方法，與DSA 相比，具有方便實施、過程簡單、顯影迅速、創(chuàng)傷小、成本低等多種優(yōu)點，同時其高質量、高分辨率的圖像能提供準確可靠的信息[16]。但同時ICGVA也存在一些局限：首先，對于深部的病變以及被遮擋的區(qū)域，熒光造影顯示效果差，影響判斷及手術效果；同時，FLOW800 所得到的血流動力學數據很難與現在臨床上已知的標準數據建立聯(lián)系，僅能用于半定量分析，仍需要更精確設計的實驗，更規(guī)范的操作流程，來驗證所得到數據的臨床意義。未來FLOW800 的發(fā)展方向包括局部腦血流定量分析功能的拓展和與神經內鏡技術的整合應用。在朝著更加微創(chuàng)、安全的神經外科發(fā)展大趨勢下，FLOW800技術作為一種簡便、經濟、安全、有效的術中實時血流動力學及腦組織灌注評價工具，擁有良好的應用前景。而與經顱多普勒超聲、神經電生理及其他輔助技術的結合應用，相信FLOW800技術在未來神經外科手術中能夠發(fā)揮出更大的作用。