吲哚菁綠熒光成像技術(shù)在小兒外科領(lǐng)域的應(yīng)用與局限

尹 強(qiáng)

吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）熒光成像技術(shù)應(yīng)用于臨床最早可追溯至十九世紀(jì)六十年代，早期用于肝臟儲(chǔ)備功能評(píng)估、心外科冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)的有效性評(píng)估等；此后逐漸應(yīng)用于血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)、淋巴系統(tǒng)造影等多個(gè)領(lǐng)域。 近年來(lái)，隨著各類新型熒光導(dǎo)航設(shè)備及成像系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，ICG 熒光成像技術(shù)快速發(fā)展，其對(duì)于外科手術(shù)的意義受到人們的重視［1，2］。 與其他活體成像技術(shù)相比，ICG 熒光成像技術(shù)具有靈敏度高、無(wú)放射性、實(shí)時(shí)成像、結(jié)果直觀及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)導(dǎo)航，如成人肝膽外科、腫瘤外科等領(lǐng)域，但在小兒外科臨床的應(yīng)用尚處于起步階段［3，4］。 國(guó)外有將ICG 熒光成像技術(shù)應(yīng)用于小兒膽道閉鎖、先天性膽管擴(kuò)張癥、精索靜脈曲張、重復(fù)腎、隔離肺、肝母細(xì)胞瘤等手術(shù)的報(bào)道［4-7］。 近年來(lái)我國(guó)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的推動(dòng)下，ICG 熒光成像技術(shù)作為一種新興的術(shù)中精準(zhǔn)導(dǎo)航工具，逐步在小兒外科手術(shù)中引入，目前主要在兒童肝臟腫瘤、膽道病變、胃腸手術(shù)中探索應(yīng)用，現(xiàn)分別闡述如下。

一、吲哚菁綠的特點(diǎn)

ICG 是一種帶負(fù)電荷的三碳花菁染料，具有近紅外吸收和發(fā)射熒光的特性，可發(fā)射波長(zhǎng)840 nm 左右的近紅外光，經(jīng)特殊接收裝置則顯示熒光或彩色熒光［8］。 ICG 經(jīng)靜脈入血后，可迅速與血漿蛋白結(jié)合進(jìn)入肝臟而被細(xì)胞吸收，不經(jīng)過肝腸循環(huán)，直接通過膽汁以游離形式排出腸道；吸收性強(qiáng)，毒性小，不參與體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化，排泄迅速，是目前唯一被美國(guó)食品藥品管理局批準(zhǔn)（1959 年）用于臨床的近紅外光學(xué)成像對(duì)比增強(qiáng)劑［9］。

ICG 是一種多環(huán)分子結(jié)構(gòu)，其硫酸基決定了滅菌用水是其首選溶劑，因水溶液的穩(wěn)定性有限，稀釋液需在6 ～10 h 內(nèi)使用完畢；ICG 與溶劑需要充分溶解，以避免潛在不良反應(yīng)；給藥時(shí)機(jī)、給藥途徑和劑量因目的不同而異［10］。 其不良反應(yīng)發(fā)生率低于0.01%，使用過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守藥物說明書［11］。

二、ICG 熒光成像技術(shù)在小兒肝膽手術(shù)中的應(yīng)用

（一）小兒肝臟腫瘤手術(shù)

肝臟腫瘤、膽管擴(kuò)張癥、門靜脈海綿樣變性、膽道閉鎖等疾病是小兒肝膽外科診治的主要病種。 隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的深入，計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)、ICG 熒光成像手術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)等已應(yīng)用于小兒肝膽外科疾病診治中。 兒童肝臟惡性腫瘤的發(fā)病率約占總體惡性腫瘤的1%，以肝母細(xì)胞瘤為主，此與成人疾病譜差別很大。在手術(shù)過程中，既往主要依靠術(shù)前計(jì)算機(jī)三維重建影像、術(shù)中超聲導(dǎo)航及術(shù)者對(duì)于腫瘤的觸診等，以確定腫瘤的大致邊界，但是存在一定的局限性，可能導(dǎo)致術(shù)后手術(shù)切緣腫瘤殘留等［12］。 目前運(yùn)用ICG 熒光成像技術(shù)指導(dǎo)兒童肝臟腫瘤切除的文獻(xiàn)多為個(gè)案報(bào)道，缺乏不同病理類型和肝臟腫瘤顯像特征的比較［12-15］。 選擇合適的注射時(shí)機(jī)和最佳劑量，對(duì)于盡可能優(yōu)化病變與正常肝組織的熒光對(duì)比度，減少背景干擾至關(guān)重要。當(dāng)肝母細(xì)胞瘤緊貼重要血管而無(wú)法保證足夠切緣時(shí)，ICG 還可以確定腫瘤的邊界和切除范圍，以盡可能保證腫瘤的R0 切除，并能顯著減少術(shù)中出血和避免血管及膽管損傷［16］。 姚偉等［12］研究報(bào)道兒童肝母細(xì)胞瘤手術(shù)中ICG 熒光成像顯影效果較好，能夠協(xié)助判斷手術(shù)切緣是否有殘留腫瘤，提高腫瘤完全切除率；使用ICG熒光在兒童肝腫瘤顯影時(shí)，建議術(shù)前24 h 以上注射ICG 可獲得較好顯像效果；分析由于肝母細(xì)胞瘤以胎兒型為主，具有較好的分化特征，且部分患者術(shù)前予以化療，部分腫瘤組織通過化療后可能有出血、壞死等，故肝母細(xì)胞瘤病理分型與熒光顯像的規(guī)律無(wú)特異性。 ICG 清除實(shí)驗(yàn)可作為肝臟儲(chǔ)備功能的一項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)，特別是肝衰竭、肝硬化患者的功能評(píng)估，目前在兒童患者中還鮮有報(bào)道，后期可嘗試應(yīng)用。

“2019 版計(jì)算機(jī)輔助聯(lián)合吲哚菁綠分子熒光影像技術(shù)在肝臟腫瘤診斷和手術(shù)導(dǎo)航中的應(yīng)用指南”指出，ICG 熒光成像技術(shù)可實(shí)現(xiàn)肝臟腫瘤邊界界定、肝段和左右半肝切除線的確定；微小病灶或轉(zhuǎn)移灶偵測(cè)；肝臟腫瘤切除后肝斷面殘留腫瘤病灶顯影，可提高切緣陰性率；建議在擬定肝臟腫瘤切除手術(shù)方案時(shí)，依據(jù)肝蒂的解剖難度、肝段解剖位置來(lái)選擇合適的ICG 使用方法，建議S1、S4 使用負(fù)染色法，S7、S8 使用正染色法，而S2、S3、S5、S6 正負(fù)染色均可選用［17］。 兒童肝臟腫瘤手術(shù)中使用正染色法，需要在B 超引導(dǎo)下進(jìn)行門靜脈分支穿刺，技術(shù)要求高，難度較大，很難實(shí)現(xiàn)。 有作者嘗試采用ICG 熒光染色引導(dǎo)下反染法解剖性右半肝切除術(shù)治療肝母細(xì)胞瘤，術(shù)中腫瘤分界線顯影清晰，操作簡(jiǎn)單，獲得了較好的手術(shù)效果［15］。 肝臟腫瘤切除術(shù)后并發(fā)癥以膽漏最常見，發(fā)生率4.0%～9.8%［18］。 術(shù)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修補(bǔ)膽漏是關(guān)鍵；與常規(guī)術(shù)中檢測(cè)膽漏方法相比，術(shù)中ICG 熒光成像技術(shù)可術(shù)中實(shí)時(shí)檢測(cè)，降低術(shù)后膽漏的發(fā)生率［17］。

在兒童肝臟微小病灶或肝臟腫瘤其他部位轉(zhuǎn)移灶的識(shí)別中，Yohei 等［19］報(bào)道ICG 熒光成像技術(shù)能夠識(shí)別出肝臟最小病灶直徑約8 mm，腫瘤檢出陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為91.6%。 Souzaki 等［20］報(bào)道使用ICG 熒光成像技術(shù)，所有肝母細(xì)胞瘤肺轉(zhuǎn)移灶均在術(shù)中清晰顯影，能夠識(shí)別的最小結(jié)節(jié)直徑約1.2 mm，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值達(dá)91.6%，但對(duì)于深部肺結(jié)節(jié)還需結(jié)合其它技術(shù)來(lái)識(shí)別和定位。 兒童肝臟腫瘤ICG 的使用劑量和注射途徑、時(shí)機(jī)等，目前還沒有形成專家共識(shí)，多數(shù)借鑒成人ICG 使用經(jīng)驗(yàn)，推薦方案為：按0.5 mg/kg 劑量于術(shù)前72 ～96 h靜脈注射［21，22］；其在兒童肝臟腫瘤的最佳應(yīng)用方案還有待進(jìn)一步的大樣本臨床研究來(lái)確定。

（二）小兒膽道手術(shù)

兒童膽道疾病以先天性膽管擴(kuò)張癥為主；膽道手術(shù)中，脈管細(xì)小，且走形變異多樣，解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手術(shù)中可能誤傷變異膽管或?qū)е履懧┑炔l(fā)癥。 目前臨床上常采取手術(shù)前三維重建技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)膽道系統(tǒng)的數(shù)字化解剖，形成可視化胰膽管病變的3D 解剖學(xué)模型。 手術(shù)中應(yīng)用ICG 熒光成像技術(shù)，引導(dǎo)肝外膽道顯影，實(shí)時(shí)辨認(rèn)膽管走形，顯示病變膽管的位置及其相鄰組織的解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系，實(shí)時(shí)探測(cè)有無(wú)膽漏，并預(yù)防血管副損傷等［23］。 對(duì)于懷疑膽道閉鎖或膽道變異的患者，術(shù)中常規(guī)使用膽道造影確定膽道病變情況。 與傳統(tǒng)碘水造影相比，ICG 熒光成像技術(shù)用于術(shù)中膽管造影，耗時(shí)少，可減少放射性輻射的損害；膽囊動(dòng)脈可實(shí)時(shí)顯影，引導(dǎo)膽囊切除，減少術(shù)中出血等。 在活體肝移植手術(shù)中，可指導(dǎo)膽管的離斷及重建，評(píng)估重建后血管的通暢性及移植肝的肝功能恢復(fù)情況［24］。 因此，對(duì)于復(fù)雜的膽道手術(shù)，建議優(yōu)先選擇ICG 熒光成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)術(shù)中實(shí)時(shí)導(dǎo)航，可減少手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生，提高手術(shù)安全性。

三、ICG 熒光成像技術(shù)在小兒胃腸手術(shù)中的應(yīng)用

小兒胃腸手術(shù)的難點(diǎn)是術(shù)中對(duì)于腸管血運(yùn)的客觀判定。 既往主要憑手術(shù)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)主觀判斷切緣滲血、腸管顏色以及毛細(xì)血管充盈情況，其結(jié)果不夠客觀和精準(zhǔn)［25］。 ICG 可迅速與血液中的血漿蛋白結(jié)合，并經(jīng)血液循環(huán)至腸系膜血管，經(jīng)近紅外光照射后發(fā)射熒光，被熒光顯像系統(tǒng)探頭吸收后轉(zhuǎn)換為彩色圖像，以此來(lái)準(zhǔn)確判斷腸管血流灌注［25］。 Iinuma 等［26］于2013 年報(bào)道1 例15 歲腸扭轉(zhuǎn)合并腸壞死患者，手術(shù)中運(yùn)用ICG 熒光成像技術(shù)及時(shí)獲得了更有意義的腸管血運(yùn)情況，認(rèn)為比傳統(tǒng)的臨床評(píng)估方法更有意義。 Rentea等［27］于2019 年將ICG 熒光成像技術(shù)應(yīng)用于12 例泄殖腔畸形及先天性巨結(jié)腸患者手術(shù)中，以判斷吻合口腸管血運(yùn)情況。 徐曉鋼等［28］報(bào)道ICG 熒光成像技術(shù)在腹腔鏡巨結(jié)腸根治術(shù)中的應(yīng)用，術(shù)中實(shí)時(shí)清晰顯示擬切除腸管腸系膜血運(yùn)，精確切除腸段，準(zhǔn)確判斷吻合口腸管血流灌注，減少吻合口漏等并發(fā)癥，認(rèn)為是一種更為精準(zhǔn)及客觀的判斷吻合口腸管血運(yùn)的技術(shù)手段［25］。 利用此特點(diǎn)，后續(xù)還可將此技術(shù)應(yīng)用于腸套疊手術(shù)中腸管缺血再灌注損傷腸管血運(yùn)的判斷、術(shù)中腸道膈膜的精準(zhǔn)定位等。

四、ICG 熒光成像技術(shù)在其他小兒外科專業(yè)的應(yīng)用

ICG 熒光成像技術(shù)在小兒外科其他專業(yè)的應(yīng)用相比小兒肝膽外科報(bào)道較少，有學(xué)者報(bào)道了其在胸腔鏡下肺段切除術(shù)中的應(yīng)用，為段間平面的劃分發(fā)展了新的方法［29］。 整形修復(fù)外科用此技術(shù)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移皮片血運(yùn)情況［30］；兒童睪丸旁橫紋肌肉瘤手術(shù)時(shí)用于前哨淋巴結(jié)的示蹤識(shí)別，能夠幫助識(shí)別區(qū)域淋巴結(jié)有無(wú)轉(zhuǎn)移［31］。 在腦外科手術(shù)中，利用ICG 熒光成像技術(shù)可幫助術(shù)中判斷動(dòng)脈瘤夾閉及瘤體周邊側(cè)支血流通暢情況，減少手術(shù)過程中夾閉不全、過度夾閉及誤夾的發(fā)生，增強(qiáng)了手術(shù)安全和改善了患者預(yù)后等［32］。

五、ICG 熒光成像技術(shù)的若干應(yīng)用問題

（一）在肝臟外科手術(shù)中應(yīng)用的技術(shù)局限

首先表現(xiàn)在ICG 熒光成像對(duì)于肝臟深部結(jié)節(jié)的敏感度低；雖然ICG 具有兩親性結(jié)構(gòu)，但近紅外光在組織中的穿透深度有限，其熒光信號(hào)僅能穿透10 mm 內(nèi)的肝實(shí)質(zhì)；目前，在兒童肝臟腫瘤切除過程中需結(jié)合術(shù)中超聲實(shí)時(shí)引導(dǎo)及病理學(xué)快速檢查，才能部分彌補(bǔ)ICG 分子熒光檢測(cè)在肝實(shí)質(zhì)深度受限的缺點(diǎn)［17］。 其次，如何根據(jù)患者自身肝臟基礎(chǔ)功能情況制定個(gè)體化給藥劑量及時(shí)機(jī)，達(dá)到最佳顯影效果，減少背景干擾等，尚待進(jìn)一步研究。 第三，肝斷面膽漏識(shí)別率不高，甚至無(wú)法識(shí)別；術(shù)中ICG 熒光成像技術(shù)在手術(shù)中雖能實(shí)時(shí)探測(cè)有無(wú)膽漏，但偶有肝斷面浸染而導(dǎo)致識(shí)別率不高、甚至失敗的情況。 此外，眾多肝段供血管道變異，解剖性目標(biāo)肝段成功顯影的比例可能有限，技術(shù)上面臨天然瓶頸［33］。

（二）在胃腸手術(shù)中應(yīng)用的技術(shù)局限

在胃腸道手術(shù)中，雖然ICG 熒光成像技術(shù)有助于防止吻合口瘺的發(fā)生，但對(duì)于熒光顯影強(qiáng)度的評(píng)價(jià)也只是基于手術(shù)醫(yī)生的主觀視覺判斷，存在評(píng)價(jià)熒光強(qiáng)度的主觀性及缺乏評(píng)定組織血液灌注定量標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)。 因此，如何更加客觀、準(zhǔn)確地測(cè)量ICG 熒光強(qiáng)度，確定腸管缺血時(shí)熒光閾值，制定血管造影標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測(cè)方法還有待進(jìn)一步大樣本研究［28］。

總之，在當(dāng)前外科手術(shù)越來(lái)越朝著精準(zhǔn)、微創(chuàng)、安全方向發(fā)展的趨勢(shì)下，將ICG 熒光成像的導(dǎo)航技術(shù)、計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)、肝血流阻斷技術(shù)、術(shù)中實(shí)時(shí)B 超引導(dǎo)等技術(shù)綜合起來(lái)，對(duì)患者采取個(gè)體化治療方案，是精準(zhǔn)醫(yī)療的關(guān)鍵；若能結(jié)合新一代達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)，使得手術(shù)操作更加精準(zhǔn)，則后期能開展更為復(fù)雜和高難度的手術(shù)，ICG 熒光成像技術(shù)具有便捷、經(jīng)濟(jì)、安全、有效的優(yōu)勢(shì)，相信未來(lái)該技術(shù)將不斷改進(jìn)，為小兒外科精準(zhǔn)醫(yī)療展示更好的應(yīng)用前景。