引用本文: 楊曉晴, 王正寨, 林溪源, 林湘峰, 鄭海濤. 熒光成像技術在甲狀旁腺血運研究中的進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2023, 30(1): 105-109. doi: 10.7507/1007-9424.202206078 復制
近年來我國甲狀腺癌發病率顯著升高,是增長速度最快的惡性腫瘤[1],目前手術主要的并發癥是喉返神經及甲狀旁腺損傷,神經檢測儀的應用降低了喉返神經的損傷,而甲狀旁腺損傷主要包括挫傷、血供障礙及誤切[2],甲狀旁腺的血運損傷在術者不知情的情況下發生,其損傷是甲狀旁腺功能減退(后文簡稱甲旁減)的獨立危險因素[3]。目前術中識別甲狀旁腺的方法包括肉眼辨認、甲狀旁腺正顯影(亞甲藍、熒光成像)、甲狀旁腺負顯影(納米碳)、細針穿刺甲狀旁腺素(parathyroid hormone,PTH)測定以及術中快速冰凍病理學檢查,上述技術大多對于術中甲狀旁腺的定位或確認起到作用,但對其血運的判斷尚存在不足。對于術中甲狀旁腺血運的判斷是一個尚未完全解決的問題,筆者現就甲狀旁腺血運判斷的相關研究進展作一綜述,以提高術者在術中對于甲狀旁腺血運的判斷能力。
1 肉眼觀察
甲狀旁腺血供豐富,大多具有獨立的甲狀旁腺動脈,上位甲狀旁腺的血供最主要來自于甲狀腺上動脈后支,下位甲狀旁腺血供主要來源于甲狀腺下動脈[2]。因甲狀旁腺對血供變化較為敏感,損傷其靜脈后由于瘀血腺體通常會呈現暗紅色、紫色或腫脹,術中較易發現;當動脈缺血時,腺體顏色變淺,外觀沒有明顯的色差,術中識別較為困難,大多依賴于術者的經驗性判斷。甲狀旁腺的色澤變化與其血運相關,這是肉眼判斷甲狀旁腺血運的基礎。
Park等[4]認為,血運是影響暫時性和永久性甲旁減的唯一因素,術中甲狀旁腺血運良好可以降低甲旁減的發生率。侯迎晨等[5]根據術中甲狀旁腺的血運及色澤變化將其分為4度,Ⅰ度:甲狀旁腺血運正常,色澤良好;Ⅱ度:甲狀旁腺組織充血,色澤鮮紅;Ⅲ度:甲狀旁腺組織瘀血,色澤變暗;Ⅳ度:甲狀旁腺無血供,呈暗紫色。對于術中新出現的紫色小結節,應高度懷疑瘀血的甲狀旁腺[2],當甲狀旁腺呈現暗紫色時建議行自體移植[4]。甲狀旁腺血運正常是保障其良好功能的基礎。Sung等[6]發現,若甲狀旁腺肉眼觀察呈現棕黃色或棕褐色,色澤良好、外形規則、表面光滑(一般狀況良好)時,可預測其功能正常,可避免暫時性及永久性甲旁減的發生。 周東懷等[7]發現,甲狀旁腺附著脂肪,其包含甲狀旁腺的微血管循環系統,部分脂肪細胞具有干細胞特性,可能參與術后壞死甲狀旁腺細胞的再生,因此手術時對甲狀旁腺附著的脂肪應加以保留,以降低其血運損傷的可能性。
Lang等[8]根據肉眼觀察甲狀旁腺變色數目進行分組,發現超過3個變色甲狀旁腺是暫時性甲旁減的獨立危險因素。雖然變色甲狀旁腺與一過性甲旁減有關,但無變色的甲狀旁腺也存在腺體功能異常的可能。Promberger等[9]發現,即使術后PTH正常,但也有發生永久性低鈣血癥的可能,該研究者認為,甲狀旁腺血供在術中無意識的損傷可能是術后PTH值正常的永久性低鈣血癥的促發因素。目前,對術中肉眼判斷甲狀旁腺血運變化的研究較少,主要依靠術者經驗性肉眼評估,存在一定主觀性。
2 近紅外外源性吲哚菁綠(indocyanine green,ICG)熒光成像
近年來,近紅外熒光成像(near-infrared fluorescence imaging,NIRF)因操作簡單、不使用對比劑、準確實時、背景熒光干擾較小、非侵入性等特性應用于術中對甲狀旁腺的識別[10]。NIRF包括外源性熒光成像和近紅外自體熒光成像(near-infrared autofluorescence imaging,NIRAF),前者應用于熒光顯像的外源性熒光物質包括5-氨基乙酰丙酸和ICG[11]。5-氨基乙酰丙酸具有光毒性,副反應包括肝功能受損、惡心、嘔吐等,目前應用較少[12]。ICG注射入體內后與血漿脂蛋白結合,當受到750~810 nm的光波激發后,會釋放出一定波長的紅外光,由于其熒光強度高于甲狀腺及頸部其他組織,可在術中對甲狀旁腺加以辨別[13-14]。ICG及ICG血管造影術(ICG angiography,ICGA)廣泛應用于燒傷深度的檢測、胃腸道吻合口灌注情況評估、腫瘤前哨淋巴結檢測、腫瘤分期等[15-17]。ICGA熒光強度與該區域的血流灌注成正比,從而能間接反映甲狀旁腺的血流灌注情況[18-19]。
Zaidi等[20]應用ICG成像在術中判斷甲狀旁腺灌注,通過測量甲狀旁腺3個軸長度并根據攝取ICG的占比情況分成了4類分級計量,該研究者認為,ICG熒光可作為判斷甲狀旁腺血流灌注的客觀指標,且評分等級越高,術后PTH值越高。有些術中肉眼觀察甲狀旁腺血運良好,但ICG成像顯示無ICG攝取,提示ICG熒光成像對于判斷甲狀旁腺血運雖有作用但有存在假陰性可能,應加以注意。Lang等[21]首次將ICGA作為判斷甲狀旁腺血流灌注的方法,提示ICGA在確定甲狀旁腺功能和預測術后低鈣血癥風險方面發揮了作用,通過熒光強度值直接反映聚焦區域內的血流灌注情況,即ICGA測量的熒光強度值可提供甲狀旁腺的血流灌注和存活程度;該研究結果顯示:當最大熒光強度值>150%和平均熒光強度值>109%時提示甲狀旁腺血流灌注良好并可排除術后短期低鈣血癥的風險,且最大熒光強度值對于低鈣血癥風險的預測優于平均熒光強度,但此結論對于提示長期低鈣血癥風險尚無定論;ICGA也存在一定的誤差,術中2例低熒光強度值患者未出現低鈣血癥;研究者認為,無論肉眼外觀如何,對熒光強度值>150%的甲狀旁腺建議最好原位保留。
van den Bos等[22]在甲狀腺切除前后各注射1次ICG,在甲狀腺切除前注射ICG目的在于確認甲狀旁腺;在甲狀腺切除后再次注射ICG是為評估甲狀旁腺的血供,該研究結果顯示,17例患者術中肉眼無法確認的甲狀旁腺應用此方法得以確認,為甲狀旁腺的定位和血管保存提供了支持;其中3例患者應用ICG成像后,甲狀旁腺始終呈現黑色,可能是注射ICG之前對甲狀腺的廣泛操作導致甲狀旁腺血供受損所致;該研究結果還顯示,甲狀腺切除后的ICG目標背景低于甲狀腺切除前,表明甲狀旁腺血供減少。此方法可大致判斷應用ICG后甲狀旁腺的熒光強度與血流灌注的關系。Vidal Fortuny等[23]首先對術中甲狀旁腺血供進行肉眼評分,然后應用ICGA顯示其血供,ICGA是通過區分甲狀旁腺與周圍血管和組織對比的灰色陰影和熒光增強來判斷血供;該研究結果表明,甲狀旁腺血供和功能之間存在良好的相關性,且ICGA可以識別甲狀旁腺在解剖過程中受損的血管,但該方法在術中無法量化熒光強度是其不足。ICGA能夠對甲狀旁腺的血供進行早期、直接和實時的評估,并根據其血供情況選擇性行自體移植。Vidal Fortuny等[24]于2016年報道了對1例終末期慢性腎病繼發甲狀旁腺功能亢進的男性患者應用ICGA 成功施行了甲狀旁腺次全切除術,提示在繼發性甲狀旁腺功能亢進患者切除其他甲狀旁腺之前可用此方法判斷殘余甲狀旁腺的血供是否良好,從而避免術后出現甲旁減。隨后該團隊[25]發現甲狀腺術后保留至少1個血供良好的甲狀旁腺則可避免術后鈣及維生素D的補充,并可排除術后發生低鈣血癥的風險。
Yavuz等[26]將 43 例患者納入研究:首先經肉眼觀察確定甲狀旁腺的位置,隨后用ICGA和肉眼觀察分別對甲狀旁腺的血供情況進行評分,計算出ICGA熒光強度平均值并與肉眼評分參數相比較,其結果提示ICGA在判斷甲狀旁腺血供方面具有一定的價值。 Priyanka等[27]發現,甲狀旁腺血管造影中血流延遲與術后甲旁減之間存在顯著相關性,其敏感度為100%,特異度為88.6%。 Noltes 等[28]近年提出集成標準化和量化的ICGA工作流程模型(workflow model of ICG-angiography integrating standardization and quantification,WISQ),用于ICGA中對甲狀旁腺熒光信號的量化。由于術中ICGA存在主觀性,因此提出WISQ來客觀評估組織血流灌注情況。 WISQ通過標準化和量化ICGA,繪制時間與平均熒光強度的關系曲線,并對灌注曲線進行分析,可極大地避免術者的主觀性。通過驗證發現低入口斜率與受損的出口斜率相結合可預測術后甲旁減。該項研究表明WISQ在預測甲狀旁腺功能損害方面的可行性,但此方法非術中實時進行且這一模型需要更多樣本去驗證。 ICG及ICGA目前在術中判斷甲狀旁腺血供方面的研究及應用較多,證實了其在術中的可行性,但因少部分患者存在ICG過敏現象,其應用有所受限。
3 近紅外自體熒光聯合ICG成像
2011年 Paras 等[29]發現在一定波長下甲狀旁腺可產生自體熒光,強度明顯高于周圍組織。但現有的NIRAF不能明確甲狀旁腺的血供情況且存在一些局限性,如對于深度超過2 mm的組織缺乏穿透性[30],并受到甲狀旁腺周圍脂肪組織的影響,存在一定假陽性的可能[31]。 因此僅少數文獻提出將NIRAF和ICGA在術中聯合使用[32-33]。 應用NIRAF找出甲狀旁腺,然后靜脈注射ICG,應用ICGA判斷甲狀旁腺的血供。手術開始時應用ICGA,對于緊密黏附在甲狀腺上或存在復雜血供的甲狀旁腺,可在解剖前顯示準確的血管解剖結構[34];同時可在解剖結束后觀察甲狀旁腺血供,判斷血供不佳的腺體,以利于術者決定是否行自體移植。Lerchenberger等[35]認為,NIRAF和ICGA聯合應用雖延長了手術時間,但術者更加關注了甲狀旁腺血供,有助于降低術后并發癥發生率。Barbieri等[33]的meta分析表明,術中采用NIRAF和ICGA可降低短期和中期低鈣血癥發生率,但對長期低鈣血癥和甲旁減的影響尚不明確,需要進行更多的臨床試驗來驗證。Parfentiev等[36]將患者隨機分為2組:第1組基于肉眼觀察,4例患者行甲狀旁腺自體移植;第2組患者應用NIRAF和ICGA,11例患者行自體移植;術后隨訪第1組中1例患者出現永久性低鈣血癥。NIRAF與ICGA的結合應用表現出一定優勢,但在目前術中應用較少。
4 NIRAF聯合無染料成像血管造影
Oh等[37]發明了一種將NIRAF與無染料成像血管造影相結合的設備,術中在無需外部染料注射的情況下實時判斷甲狀旁腺血供,通過模式1應用NIRAF對甲狀旁腺進行定位,模式2在無染料情況下通過使用830 nm激光源對甲狀旁腺組織的血管結構和存活力進行實時評估,該設備使用過程中無需關閉任何環境燈且允許兩種模式的任意切換;然后根據顯示器上甲狀旁腺或脈管系統的顏色進行量化,藍色為0~64、黃色到綠色為65~128、綠色到紅色為129~255,其中紅色和綠色分別代表灌注良好的血管系統和組織,藍色代表灌注不良或血管離斷。研究者在4例患者的術中應用了該方法,其結果初步說明該設備的可行性。盡管該設備具有實時、無創、無需外源性染劑、無線連接、便攜性等優勢,但研究例數過少、手持式設備在收集數據時產生運動偽影以及尚未應用于甲狀旁腺切除術,因此還需要更多臨床樣本加以驗證以及設備需要進一步改進。
5 激光散斑對比成像 (laserspeckle contrast imaging,LSCI)
雖然甲狀旁腺可以采用自體移植,但仍有14%~17%的患者在自體移植后無法恢復甲狀旁腺功能[38],因此術中實時監測甲狀旁腺的血供極為重要。近幾年,有學者提出LSCI技術,此技術是當用相干光照射生物組織時,探測器上形成了由暗區和亮區組成的散斑圖案。當組織運動時,斑點的強度就會波動,這些波動可以提供有關運動的信息形成動態散斑。目前應用于血流灌注的監測是基于散射光與紅細胞相互作用的動態變化的技術,紅細胞將加劇激光散斑圖的波動,通過動態散斑圖案來顯示組織及微血管的灌注情況。LSCI優點是快速、安全、無接觸、視野廣、無需注射造影劑、實時且操作簡單[39-42]。目前該技術已應用于表面各種組織的血流灌注如視網膜、皮膚和腦皮層的血流實時監測;還應用于其他領域如區分淺表和深部燒傷、評估局部缺血相關的糖尿病足潰瘍、脈絡膜循環灌注測量、牙齦牙髓血流的監測、術中腦血流實時監測、游離皮瓣乳房重建術中組織灌注成像、胃腸手術缺血區域的識別等,LSCI還可量化新血管生成情況以評估關節炎不同階段,延緩病情進一步惡化[40- 41, 43],但LSCI要求血管深度較淺,對較深的血管無法清晰顯示動脈血供。
Mannoh等[44]證實LSCI技術術中實時監測甲狀旁腺血供準確率高達91.5%。研究者首先對行甲狀腺切除術的20例患者的甲狀旁腺進行斑點對比度測量,發現血供良好的甲狀旁腺斑點對比度較低,然后使用斑點對比度區分甲狀旁腺血供的優劣,其敏感度為92.6%,特異度為90.6%,總準確率為91.5%;隨后在8例行甲狀旁腺切除術的患者中加以驗證,同時發現血供好的甲狀旁腺的平均斑點對比度值明顯低,可能原因是血流減少導致斑點圖案模糊程度降低,對比度更高。此外肉眼觀察甲狀旁腺缺血變黑需要幾分鐘,但該方法可在血供中斷后幾秒鐘內檢測到斑點對比度的變化,可以看出LSCI對甲狀旁腺血運變化快速的反應性,可以早于肉眼提示。此外,LSCI使用無需關閉手術室的燈,但LSCI測量值極易受患者呼吸及手持牽開器引起的手術野運動的影響,組織的不必要運動是此技術存在的缺陷,但目前尚無全面的解決方案。盡管存在局限性,但LSCI是利大于弊。隨后該團隊使用LSCI評估了72 例行甲狀腺切除術患者術中LSCI測量值與術后并發癥之間的關系,結果發現區分甲狀旁腺功能正常組和減退組的散斑對比度值為0.186,以此值作為甲狀旁腺血供充足的閾值,其敏感度為 87.5%,特異度為 84.4%,要確保術后甲狀旁腺功能正常只需由LSCI確定1個甲狀旁腺血供良好即可,提示LSCI可以預測術后甲旁減[45]。LSCI在術中應用有突出的優勢,但國內外在甲狀旁腺中的應用較少,需要更多樣本進一步驗證。
6 LSCI 聯合NIRAF
NIRAF識別甲狀旁腺,而LSCI可以判斷甲狀旁腺血供。Mannoh團隊[46]發明一種將兩者相結合的成像設備,即甲狀旁腺散斑和自體熒光成像儀(the parathyroid speckle and autofluorescence imager,ParaSPAI)。在甲狀腺切除術中,通過NIRAF確定甲狀旁腺,在甲狀腺切除后,該設備可以對先前確定的甲狀旁腺和新的甲狀旁腺進行成像,通過計算機自動分割熒光圖像中甲狀旁腺并計算平均斑點對比度值,從而判斷其血供及是否需要自體移植。但術野中其他組織以及手術室光照強度的因素會對此設備產生一定影響,目前關于ParaSPAI研究較少,且該研究僅有3例患者,未來需要更大的臨床數據驗證支持。
7 未來展望
術中甲狀旁腺血供的判斷尤為重要,主要靠術者經驗性的判斷。上述幾種方法對于術中甲狀旁腺血供的判斷起到一定輔助作用,未來需要更多臨床樣本加以驗證。隨著相關設備的改良,將更多應用于術中實時判斷甲狀旁腺血運,從而有助于降低術后甲狀旁腺功能減退的發生率。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:楊曉晴整理文獻并撰寫文章;鄭海濤教授進行論文起草撰寫指導;王正寨、林溪源和林湘峰收集相關文獻并進行整理。
近年來我國甲狀腺癌發病率顯著升高,是增長速度最快的惡性腫瘤[1],目前手術主要的并發癥是喉返神經及甲狀旁腺損傷,神經檢測儀的應用降低了喉返神經的損傷,而甲狀旁腺損傷主要包括挫傷、血供障礙及誤切[2],甲狀旁腺的血運損傷在術者不知情的情況下發生,其損傷是甲狀旁腺功能減退(后文簡稱甲旁減)的獨立危險因素[3]。目前術中識別甲狀旁腺的方法包括肉眼辨認、甲狀旁腺正顯影(亞甲藍、熒光成像)、甲狀旁腺負顯影(納米碳)、細針穿刺甲狀旁腺素(parathyroid hormone,PTH)測定以及術中快速冰凍病理學檢查,上述技術大多對于術中甲狀旁腺的定位或確認起到作用,但對其血運的判斷尚存在不足。對于術中甲狀旁腺血運的判斷是一個尚未完全解決的問題,筆者現就甲狀旁腺血運判斷的相關研究進展作一綜述,以提高術者在術中對于甲狀旁腺血運的判斷能力。
1 肉眼觀察
甲狀旁腺血供豐富,大多具有獨立的甲狀旁腺動脈,上位甲狀旁腺的血供最主要來自于甲狀腺上動脈后支,下位甲狀旁腺血供主要來源于甲狀腺下動脈[2]。因甲狀旁腺對血供變化較為敏感,損傷其靜脈后由于瘀血腺體通常會呈現暗紅色、紫色或腫脹,術中較易發現;當動脈缺血時,腺體顏色變淺,外觀沒有明顯的色差,術中識別較為困難,大多依賴于術者的經驗性判斷。甲狀旁腺的色澤變化與其血運相關,這是肉眼判斷甲狀旁腺血運的基礎。
Park等[4]認為,血運是影響暫時性和永久性甲旁減的唯一因素,術中甲狀旁腺血運良好可以降低甲旁減的發生率。侯迎晨等[5]根據術中甲狀旁腺的血運及色澤變化將其分為4度,Ⅰ度:甲狀旁腺血運正常,色澤良好;Ⅱ度:甲狀旁腺組織充血,色澤鮮紅;Ⅲ度:甲狀旁腺組織瘀血,色澤變暗;Ⅳ度:甲狀旁腺無血供,呈暗紫色。對于術中新出現的紫色小結節,應高度懷疑瘀血的甲狀旁腺[2],當甲狀旁腺呈現暗紫色時建議行自體移植[4]。甲狀旁腺血運正常是保障其良好功能的基礎。Sung等[6]發現,若甲狀旁腺肉眼觀察呈現棕黃色或棕褐色,色澤良好、外形規則、表面光滑(一般狀況良好)時,可預測其功能正常,可避免暫時性及永久性甲旁減的發生。 周東懷等[7]發現,甲狀旁腺附著脂肪,其包含甲狀旁腺的微血管循環系統,部分脂肪細胞具有干細胞特性,可能參與術后壞死甲狀旁腺細胞的再生,因此手術時對甲狀旁腺附著的脂肪應加以保留,以降低其血運損傷的可能性。
Lang等[8]根據肉眼觀察甲狀旁腺變色數目進行分組,發現超過3個變色甲狀旁腺是暫時性甲旁減的獨立危險因素。雖然變色甲狀旁腺與一過性甲旁減有關,但無變色的甲狀旁腺也存在腺體功能異常的可能。Promberger等[9]發現,即使術后PTH正常,但也有發生永久性低鈣血癥的可能,該研究者認為,甲狀旁腺血供在術中無意識的損傷可能是術后PTH值正常的永久性低鈣血癥的促發因素。目前,對術中肉眼判斷甲狀旁腺血運變化的研究較少,主要依靠術者經驗性肉眼評估,存在一定主觀性。
2 近紅外外源性吲哚菁綠(indocyanine green,ICG)熒光成像
近年來,近紅外熒光成像(near-infrared fluorescence imaging,NIRF)因操作簡單、不使用對比劑、準確實時、背景熒光干擾較小、非侵入性等特性應用于術中對甲狀旁腺的識別[10]。NIRF包括外源性熒光成像和近紅外自體熒光成像(near-infrared autofluorescence imaging,NIRAF),前者應用于熒光顯像的外源性熒光物質包括5-氨基乙酰丙酸和ICG[11]。5-氨基乙酰丙酸具有光毒性,副反應包括肝功能受損、惡心、嘔吐等,目前應用較少[12]。ICG注射入體內后與血漿脂蛋白結合,當受到750~810 nm的光波激發后,會釋放出一定波長的紅外光,由于其熒光強度高于甲狀腺及頸部其他組織,可在術中對甲狀旁腺加以辨別[13-14]。ICG及ICG血管造影術(ICG angiography,ICGA)廣泛應用于燒傷深度的檢測、胃腸道吻合口灌注情況評估、腫瘤前哨淋巴結檢測、腫瘤分期等[15-17]。ICGA熒光強度與該區域的血流灌注成正比,從而能間接反映甲狀旁腺的血流灌注情況[18-19]。
Zaidi等[20]應用ICG成像在術中判斷甲狀旁腺灌注,通過測量甲狀旁腺3個軸長度并根據攝取ICG的占比情況分成了4類分級計量,該研究者認為,ICG熒光可作為判斷甲狀旁腺血流灌注的客觀指標,且評分等級越高,術后PTH值越高。有些術中肉眼觀察甲狀旁腺血運良好,但ICG成像顯示無ICG攝取,提示ICG熒光成像對于判斷甲狀旁腺血運雖有作用但有存在假陰性可能,應加以注意。Lang等[21]首次將ICGA作為判斷甲狀旁腺血流灌注的方法,提示ICGA在確定甲狀旁腺功能和預測術后低鈣血癥風險方面發揮了作用,通過熒光強度值直接反映聚焦區域內的血流灌注情況,即ICGA測量的熒光強度值可提供甲狀旁腺的血流灌注和存活程度;該研究結果顯示:當最大熒光強度值>150%和平均熒光強度值>109%時提示甲狀旁腺血流灌注良好并可排除術后短期低鈣血癥的風險,且最大熒光強度值對于低鈣血癥風險的預測優于平均熒光強度,但此結論對于提示長期低鈣血癥風險尚無定論;ICGA也存在一定的誤差,術中2例低熒光強度值患者未出現低鈣血癥;研究者認為,無論肉眼外觀如何,對熒光強度值>150%的甲狀旁腺建議最好原位保留。
van den Bos等[22]在甲狀腺切除前后各注射1次ICG,在甲狀腺切除前注射ICG目的在于確認甲狀旁腺;在甲狀腺切除后再次注射ICG是為評估甲狀旁腺的血供,該研究結果顯示,17例患者術中肉眼無法確認的甲狀旁腺應用此方法得以確認,為甲狀旁腺的定位和血管保存提供了支持;其中3例患者應用ICG成像后,甲狀旁腺始終呈現黑色,可能是注射ICG之前對甲狀腺的廣泛操作導致甲狀旁腺血供受損所致;該研究結果還顯示,甲狀腺切除后的ICG目標背景低于甲狀腺切除前,表明甲狀旁腺血供減少。此方法可大致判斷應用ICG后甲狀旁腺的熒光強度與血流灌注的關系。Vidal Fortuny等[23]首先對術中甲狀旁腺血供進行肉眼評分,然后應用ICGA顯示其血供,ICGA是通過區分甲狀旁腺與周圍血管和組織對比的灰色陰影和熒光增強來判斷血供;該研究結果表明,甲狀旁腺血供和功能之間存在良好的相關性,且ICGA可以識別甲狀旁腺在解剖過程中受損的血管,但該方法在術中無法量化熒光強度是其不足。ICGA能夠對甲狀旁腺的血供進行早期、直接和實時的評估,并根據其血供情況選擇性行自體移植。Vidal Fortuny等[24]于2016年報道了對1例終末期慢性腎病繼發甲狀旁腺功能亢進的男性患者應用ICGA 成功施行了甲狀旁腺次全切除術,提示在繼發性甲狀旁腺功能亢進患者切除其他甲狀旁腺之前可用此方法判斷殘余甲狀旁腺的血供是否良好,從而避免術后出現甲旁減。隨后該團隊[25]發現甲狀腺術后保留至少1個血供良好的甲狀旁腺則可避免術后鈣及維生素D的補充,并可排除術后發生低鈣血癥的風險。
Yavuz等[26]將 43 例患者納入研究:首先經肉眼觀察確定甲狀旁腺的位置,隨后用ICGA和肉眼觀察分別對甲狀旁腺的血供情況進行評分,計算出ICGA熒光強度平均值并與肉眼評分參數相比較,其結果提示ICGA在判斷甲狀旁腺血供方面具有一定的價值。 Priyanka等[27]發現,甲狀旁腺血管造影中血流延遲與術后甲旁減之間存在顯著相關性,其敏感度為100%,特異度為88.6%。 Noltes 等[28]近年提出集成標準化和量化的ICGA工作流程模型(workflow model of ICG-angiography integrating standardization and quantification,WISQ),用于ICGA中對甲狀旁腺熒光信號的量化。由于術中ICGA存在主觀性,因此提出WISQ來客觀評估組織血流灌注情況。 WISQ通過標準化和量化ICGA,繪制時間與平均熒光強度的關系曲線,并對灌注曲線進行分析,可極大地避免術者的主觀性。通過驗證發現低入口斜率與受損的出口斜率相結合可預測術后甲旁減。該項研究表明WISQ在預測甲狀旁腺功能損害方面的可行性,但此方法非術中實時進行且這一模型需要更多樣本去驗證。 ICG及ICGA目前在術中判斷甲狀旁腺血供方面的研究及應用較多,證實了其在術中的可行性,但因少部分患者存在ICG過敏現象,其應用有所受限。
3 近紅外自體熒光聯合ICG成像
2011年 Paras 等[29]發現在一定波長下甲狀旁腺可產生自體熒光,強度明顯高于周圍組織。但現有的NIRAF不能明確甲狀旁腺的血供情況且存在一些局限性,如對于深度超過2 mm的組織缺乏穿透性[30],并受到甲狀旁腺周圍脂肪組織的影響,存在一定假陽性的可能[31]。 因此僅少數文獻提出將NIRAF和ICGA在術中聯合使用[32-33]。 應用NIRAF找出甲狀旁腺,然后靜脈注射ICG,應用ICGA判斷甲狀旁腺的血供。手術開始時應用ICGA,對于緊密黏附在甲狀腺上或存在復雜血供的甲狀旁腺,可在解剖前顯示準確的血管解剖結構[34];同時可在解剖結束后觀察甲狀旁腺血供,判斷血供不佳的腺體,以利于術者決定是否行自體移植。Lerchenberger等[35]認為,NIRAF和ICGA聯合應用雖延長了手術時間,但術者更加關注了甲狀旁腺血供,有助于降低術后并發癥發生率。Barbieri等[33]的meta分析表明,術中采用NIRAF和ICGA可降低短期和中期低鈣血癥發生率,但對長期低鈣血癥和甲旁減的影響尚不明確,需要進行更多的臨床試驗來驗證。Parfentiev等[36]將患者隨機分為2組:第1組基于肉眼觀察,4例患者行甲狀旁腺自體移植;第2組患者應用NIRAF和ICGA,11例患者行自體移植;術后隨訪第1組中1例患者出現永久性低鈣血癥。NIRAF與ICGA的結合應用表現出一定優勢,但在目前術中應用較少。
4 NIRAF聯合無染料成像血管造影
Oh等[37]發明了一種將NIRAF與無染料成像血管造影相結合的設備,術中在無需外部染料注射的情況下實時判斷甲狀旁腺血供,通過模式1應用NIRAF對甲狀旁腺進行定位,模式2在無染料情況下通過使用830 nm激光源對甲狀旁腺組織的血管結構和存活力進行實時評估,該設備使用過程中無需關閉任何環境燈且允許兩種模式的任意切換;然后根據顯示器上甲狀旁腺或脈管系統的顏色進行量化,藍色為0~64、黃色到綠色為65~128、綠色到紅色為129~255,其中紅色和綠色分別代表灌注良好的血管系統和組織,藍色代表灌注不良或血管離斷。研究者在4例患者的術中應用了該方法,其結果初步說明該設備的可行性。盡管該設備具有實時、無創、無需外源性染劑、無線連接、便攜性等優勢,但研究例數過少、手持式設備在收集數據時產生運動偽影以及尚未應用于甲狀旁腺切除術,因此還需要更多臨床樣本加以驗證以及設備需要進一步改進。
5 激光散斑對比成像 (laserspeckle contrast imaging,LSCI)
雖然甲狀旁腺可以采用自體移植,但仍有14%~17%的患者在自體移植后無法恢復甲狀旁腺功能[38],因此術中實時監測甲狀旁腺的血供極為重要。近幾年,有學者提出LSCI技術,此技術是當用相干光照射生物組織時,探測器上形成了由暗區和亮區組成的散斑圖案。當組織運動時,斑點的強度就會波動,這些波動可以提供有關運動的信息形成動態散斑。目前應用于血流灌注的監測是基于散射光與紅細胞相互作用的動態變化的技術,紅細胞將加劇激光散斑圖的波動,通過動態散斑圖案來顯示組織及微血管的灌注情況。LSCI優點是快速、安全、無接觸、視野廣、無需注射造影劑、實時且操作簡單[39-42]。目前該技術已應用于表面各種組織的血流灌注如視網膜、皮膚和腦皮層的血流實時監測;還應用于其他領域如區分淺表和深部燒傷、評估局部缺血相關的糖尿病足潰瘍、脈絡膜循環灌注測量、牙齦牙髓血流的監測、術中腦血流實時監測、游離皮瓣乳房重建術中組織灌注成像、胃腸手術缺血區域的識別等,LSCI還可量化新血管生成情況以評估關節炎不同階段,延緩病情進一步惡化[40- 41, 43],但LSCI要求血管深度較淺,對較深的血管無法清晰顯示動脈血供。
Mannoh等[44]證實LSCI技術術中實時監測甲狀旁腺血供準確率高達91.5%。研究者首先對行甲狀腺切除術的20例患者的甲狀旁腺進行斑點對比度測量,發現血供良好的甲狀旁腺斑點對比度較低,然后使用斑點對比度區分甲狀旁腺血供的優劣,其敏感度為92.6%,特異度為90.6%,總準確率為91.5%;隨后在8例行甲狀旁腺切除術的患者中加以驗證,同時發現血供好的甲狀旁腺的平均斑點對比度值明顯低,可能原因是血流減少導致斑點圖案模糊程度降低,對比度更高。此外肉眼觀察甲狀旁腺缺血變黑需要幾分鐘,但該方法可在血供中斷后幾秒鐘內檢測到斑點對比度的變化,可以看出LSCI對甲狀旁腺血運變化快速的反應性,可以早于肉眼提示。此外,LSCI使用無需關閉手術室的燈,但LSCI測量值極易受患者呼吸及手持牽開器引起的手術野運動的影響,組織的不必要運動是此技術存在的缺陷,但目前尚無全面的解決方案。盡管存在局限性,但LSCI是利大于弊。隨后該團隊使用LSCI評估了72 例行甲狀腺切除術患者術中LSCI測量值與術后并發癥之間的關系,結果發現區分甲狀旁腺功能正常組和減退組的散斑對比度值為0.186,以此值作為甲狀旁腺血供充足的閾值,其敏感度為 87.5%,特異度為 84.4%,要確保術后甲狀旁腺功能正常只需由LSCI確定1個甲狀旁腺血供良好即可,提示LSCI可以預測術后甲旁減[45]。LSCI在術中應用有突出的優勢,但國內外在甲狀旁腺中的應用較少,需要更多樣本進一步驗證。
6 LSCI 聯合NIRAF
NIRAF識別甲狀旁腺,而LSCI可以判斷甲狀旁腺血供。Mannoh團隊[46]發明一種將兩者相結合的成像設備,即甲狀旁腺散斑和自體熒光成像儀(the parathyroid speckle and autofluorescence imager,ParaSPAI)。在甲狀腺切除術中,通過NIRAF確定甲狀旁腺,在甲狀腺切除后,該設備可以對先前確定的甲狀旁腺和新的甲狀旁腺進行成像,通過計算機自動分割熒光圖像中甲狀旁腺并計算平均斑點對比度值,從而判斷其血供及是否需要自體移植。但術野中其他組織以及手術室光照強度的因素會對此設備產生一定影響,目前關于ParaSPAI研究較少,且該研究僅有3例患者,未來需要更大的臨床數據驗證支持。
7 未來展望
術中甲狀旁腺血供的判斷尤為重要,主要靠術者經驗性的判斷。上述幾種方法對于術中甲狀旁腺血供的判斷起到一定輔助作用,未來需要更多臨床樣本加以驗證。隨著相關設備的改良,將更多應用于術中實時判斷甲狀旁腺血運,從而有助于降低術后甲狀旁腺功能減退的發生率。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:楊曉晴整理文獻并撰寫文章;鄭海濤教授進行論文起草撰寫指導;王正寨、林溪源和林湘峰收集相關文獻并進行整理。