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吲哚菁绿荧光影像技术在肝胆胰外科疾病诊治中的应用进展

来源:admin 时间:2020/7/21 14:52:43阅读:

肝癌是我国常见的一种恶性肿瘤,在临床上如何早期发现诊断肿瘤、发现微小癌灶、精准定位肿瘤及其边界以及如何使肝切除术更为精准、安全,减低手术风险,是目前肝胆外科医师普遍关注的问题。近年来,随着吲哚菁绿分子荧光影像技术(ICG-FI)的快速发展,肝胆外科医生发现,ICG-FI实现了术中微小癌灶侦测、肿瘤边界界定、导航手术,使其在肝癌诊断和治疗中前景巨大。此外,ICG-FI在胆道外科中避免胆道损伤和胰腺肿瘤的诊治均具有较好的应用效果。


1.   ICG-FI

随着光学成像技术的发展,以光学成像技术为代表的分子影像学已经广泛应用于普通外科手术中。其中,吲哚菁绿(ICG)是通过美国FDA认证的一种目前应用最广泛的近红外荧光染料。自Ishizawa等首次使用ICG-FI通过正染和负染的方法用以识别肝段平面指导肝切除术以来,该技术在肝脏肿瘤诊断、定位和手术导航中的应用越来越广泛。Sakaguchi应用ICG-FI进行肝切除后胆漏检测,在27例患者中发现8例有胆漏并及时进行修补,术后无一例胆漏发生,从而应用于胆漏的筛查;有学者发现将ICG-FI用于活体肝移植和巨大肝囊肿中胆管系统的成像,可避免胆管损伤的发生。ICG-FI在肝脏肿瘤的定位和定性,胆漏筛查和避免胆道损伤方面具有独特的优势,为肝脏肿瘤的术中诊断和手术导航提供了一种新的方法。有学者提出分子影像学对于临床上肝胆胰精准外科手术有着尤为独特的应用价值,而ICG-FI也为胆胰外科疾病的精确诊疗带来了新的策略和手段。

 ICG-FI在肝脏外科中的应用

2.1   在肝切除术前评估肝脏功能

ICG静脉注射入血后完全与血浆蛋白结合,通过肝脏代谢后全部通过胆汁排出,不经过肝肠循环,无淋巴逆流。ICG分光脉动监测仪出现后,ICG试验借助于其可以监测体内ICG浓度而被广泛应用于肝脏储备功能评估。ICG排泄的快慢取决于肝细胞受体的量和肝细胞的功能,术前对肝脏的储备功能和剩余肝脏的体积进行精确的评估将直接关系到患者的预后。在现有临床常用的肝功能评估方法中,ICG R15被认为是与肝脏储备功能相关性最好且最敏感的指标,且能较好地预测术后肝功能衰竭的发生。

2.2   在肝切除术中用于侦测肝断面边缘残余肿瘤及术中微小癌灶

术前应用CTMRI识别并结合术中超声进行定位是目前临床上进行微小癌灶的定位的主要方式,但这对于病灶直径 < 1 cm的微小肝癌,特别是伴有肝硬化的病人灵敏度较低,且术中操作较为复杂。研究表明术中ICG-FI对直径 < 1 cm的肝脏浅表微小病灶或切缘残留病灶的侦测有较高灵敏度可有效侦测术前CTMRI未发现的微小癌灶,从而弥补术中超声对于位置较浅的病灶灵敏度较低的缺陷;而对于位置较深的病灶,在肝脏表面无法观测到,应联合术中超声劈开肝实质后寻找显影的肿瘤。所以术中超声与ICG-FI互补,可有效提高术中肝肿瘤的发现率。另一方面,在腹腔镜肝转移瘤切除术中ICG荧光显像联合术中超声在检测 < 3 mm的病灶方面明显优于术前CT或术中超声,并且有数据显示ICG荧光显影可检测发现小至2 mm的病灶,甚至部分1 mm病灶也可被发现。此外,应用ICG-FI可发现其他影像学技术或视触诊无法发现的病灶,从而有效减少术后复发。虽然ICG-FI存在一定的假阳性率,但术中侦测微小癌灶并予以切除对患者减少短期内肿瘤复发具有较大意义。因此,利用ICG-FI联合术中超声可有效提高肝脏肿瘤的发现率,同时利用其对早期微小癌灶或肝内转移灶的高侦测率,可改善肝癌患者的预后,有效减少术后复发。

2.3   在肝肿瘤边界中的应用

精确、客观地界定肿瘤边界是精准医学领域一个挑战性问题,然而临床上常通过术中肉眼观察和触诊来判断有无残余肿瘤。自研究通过前期研究结果证明三维可视化联合ICG-FI能够准确地实现肿瘤边界界定和肝切除范围确定以来,ICG-FI在肝肿瘤边界中的应用受到广大肝脏外科医生的关注。此外,有研究开发出一种新型的医学影像投影系统用于开腹肝切除术中识别肝脏解剖结构和利用ICG分子荧光确定肝切线,但由于设备体积过大及操作复杂,实验组与对照组的疗效并未表现出明显差异。肝切除范围对术后复发和肝功能有很大影响,如果切除范围过小,将不能达到R0切除;如果切除范围过大,将增加血管损伤及术后肝功能衰竭的风险。对于可切除的肝癌患者,最理想的切除范围是距离肿瘤1.5~2.0 cm。但对于巨块型肝癌而言,由于肿瘤体积巨大,如果按标准切除距离,残肝体积可能不够,加之肝癌患者多数伴有肝炎后肝硬化,肝切除术后容易导致肝衰竭、甚至死亡。ICG-FI通过实时显示肝表面已知病灶的位置来协助判断肿瘤与周围肝组织的分界,在肝切除术中能够有效降低肿瘤残余,为彻底清除肿瘤提供了可能;同时结合三维可视化术中定位肿瘤与大血管关系,可有效避免损伤肝内大血管,肝脏断面再行ICG侦测,再结合术中快速病理确保切缘阴性。此外,ICG介导的近红外光检测技术的另外一个重要作用是手术导航,这种技术是在活体状态下对生物体内细胞分子水平的病变状态进行定性和定量分析,因此实现了细胞功能层面的边界界定,同时实现目标区域肝实质的3D染色及术中实时导航。与其他成像技术相比,ICG-FI不仅可以在术中精确定位肿瘤组织来客观显示肿瘤边界信息,而且可以在早期发现术中肿瘤病变,从而实行功能性、根治性肝切除术。

2.4   ICG-FI在左右半肝界定中的应用

ICG的摄取主要是通过肝细胞中的有机阴离子转运体1B3和钠离子-牛磺胆酸共转运蛋白完成,其排泄主要通过毛细胆管上表达的多耐药相关蛋白2载体系统进行,因此在正常肝组织中,ICG可被肝细胞摄取,并显示出荧光,随后ICG经胆管系统排泄,荧光强度逐渐减弱,而在非正常组织如肝肿瘤或肝硬化中,胆道排泄功能障碍,使得ICG在病变组织中停留,荧光强度减弱速度较慢。故正常组织与病变组织形成一个交界。

目前临床上标记左右半肝的方法有阻断半肝血流,观察肝脏表面缺血线、超声引导下门静脉注射美蓝标记等,这些方法存在缺血线显示不清、染色剂易被快速洗脱等问题。既往Cantlie线能够从肝脏表面大致分出左右半肝;但当肝脏内部肿瘤体积较大时,肿瘤的挤压所导致的肝内脉管走形扭曲、肝脏形态变形会造成正常解剖学定义的Cantlie线无法很好的作为左右半肝的分界线应用在肝切除术中。后来,有研究报道了通过门静脉注入亚甲蓝后节扎肝蒂的方法进行染色导航肝切除术。ICG能对肝脏持久染色,且染色不局限于表面,达到立体染色效果,能在术中较好地显示左右半肝界限,辅助导航手术。临床上行解剖性右半肝切除术时,鞘内解剖第一肝门,游离结扎门静脉右支后,根据患者体质量外周静脉注射ICG 2.5 mg。通过反染技术确定左右半肝切除线,行精准的解剖性半肝切除术,减少复发,正染色法:经目标门静脉注射ICG 0.25 mg;负染色法:解剖出目标肝段门静脉后予以阻断结扎,经外周静脉注射ICG 2.5 mg

3.   ICG-FI在胆道外科中的应用

3.1   在腹腔镜胆囊切除术中的应用

腹腔镜胆囊切除术(LC)在国内多个中心报道的LC术中胆管损伤的发生率在0.1%~0.3%LC胆管损伤会造成胆漏、胆管狭窄及感染等不良后果,严重影响术后恢复,造成再次手术甚至反复手术的严重后果,严重者还可引起死亡。国内有学者利用术中ICG荧光显像引导腹腔镜胆囊切除术,发现利用ICG经胆道排泄及在近红外光下显影特点,可用特定的荧光显影系统在LC术中显影肝外胆道来避免术中胆道误损伤,从而达到安全切除胆囊的效果并从中积累了初步的经验,其具体报告如下:30例腹腔镜手术中的27例(90%)术中胆囊管及胆总管均显影成功,术后患者恢复顺利,1例脐部伤口红肿,余病人术后随访1~5月无并发症发生。因此腹腔镜胆囊切除术患者,能在术前根据公斤体质量注射ICG,术中通过ICG分子荧光侦测仪器能清楚辨析胆囊三角的解剖关系,能有效避免医源性胆管损伤。

3.2   在肝内胆管癌中的应用

肝内胆管癌(ICC)发病率占肝脏恶性肿瘤的第2位,仅次于肝细胞癌,肝切除术是首选治疗方式。ICC具有浸润性生长、易发生卫星灶和肝内转移的特性。术前和术中检出肝脏全部病灶并准确判断肿瘤边界,充分了解肿瘤和肝脏血管的空间解剖关系,达到R0切除,能提高ICC患者的远期生存率[31]ICG-FI和增强现实导航技术在ICC术中的应用价值主要包括4个方面:术前对微小病灶的识别与定位;术中精确判定ICC肿瘤边界及肝切除范围;术中通过正染法和负染法引导解剖性肝切除;术中经胆囊管注射ICG并临时阻断胆总管进行术后胆汁漏的检查[

3.3   在胰腺外科中的应用

ICG-FI亦可用于胰腺疾病的诊断。当ICG灌注时,胰腺肿瘤供血多的组织显示出较强的荧光,肿瘤供血少的荧光信号较弱。从而根据血管分布的多寡(分别为少、多、几乎无血管),对临床上常见的胰腺导管腺癌、胰腺神经内分泌肿瘤、胰腺囊性肿瘤进行诊断。因此在荧光成像中,胰腺神经内分泌肿瘤显示出较强的荧光,而胰腺囊性肿瘤则出现荧光缺陷的现象,而胰腺导管腺癌和胰腺正常组织的荧光强度差别不大,阳性率较低,故该技术多用于胰腺神经内分泌肿瘤与胰腺囊性肿瘤的检测与辨别,补充了以往对胰腺病变的检查技术,并帮助外科医生实时辨别胰腺病变情况。相对于传统ICG灌注技术(在手术中通过静脉注射给予少量ICG剂量),第二窗ICG”技术(在手术前1 d通过静脉注射给予高ICG剂量)可有效地提供有用的肿瘤识别与肿瘤边界评估。胰腺恶性肿瘤的肿瘤血管生成过程中会产生有缺陷的毛细血管,大分子物质可从这种有缺陷的脉管系统渗出,由于大小、形状、电荷和极性等特性保留在肿瘤中,因此可在近红外成像中识别出胰腺恶性肿瘤,同时在行胰腺切除术时帮助外科医生实时评估肿瘤的边界,从而更为准确地行肿瘤切除并提高根治率,更好地治疗患者。

4.   展望

目前,ICG在肝脏外科中的应用可以通过其微小癌灶侦测、肿瘤边界界定、左右半肝的界定使肝切除手术更为精准、安全,尤其是在肿瘤切除术中可以有效减低手术风险并提高R0切除率;而且在胆道外科中的避免胆道的损伤和胰腺肿瘤的诊治均具有很好的应用前景。随着肝胆胰外科发展的日趋精细化、规范化、同质化,ICG-FI在肝胆胰外科的应用将会扮演越来越重要的角色。


原文链接:http://www.j-fzyx.com/article/doi/10.12122/j.issn.1674-4500.2020.02.03