熒光染料ICG在整形外科的應用現狀

皮瓣壞死是整形外科最常見的并發癥。皮膚的微循環是一個復雜的連鎖鏈，所以在臨床上判斷皮瓣血運非常困難。目前監測的方法可常規分為三種:①臨床實驗:如針刺反應、毛細血管反應;②化學方法:如熒光染料注射;③儀器分析方法:如超聲多普勒血流儀。某些主觀方法因個體皮膚結構的異質性和醫師的臨床經驗有時很難判斷，而有些客觀的方法因臨床可信性和有效性而未能廣泛使用，因此開發研究一種新的方法是勢在必行的。

1熒光技術現狀

熒光技術被認為是目前皮瓣監測最為準確的方法。Lang和Boyd首次將熒光技術應用到皮膚的微循環研究中，他們通過熒光素鈉在組織中的強度、比率和同種性來監測末梢毛細血管疾病的微循環，發現熒光與組織的血流和成活有很好的相關性。但傳統的肉眼觀察熒光法也有很多缺點如主觀性較強、不能客觀定量及交界處判斷困難等[1]。1943年，Lange和Boyd研制出第一臺皮膚熒光儀，定量觀察組織微循環。1980年，Silverman[2]報道了改進的皮膚熒光儀。但是直到今天，皮膚熒光儀仍未被普遍接受，主要原因是染料熒光素鈉。熒光素鈉是一種水溶性染料，分子量為376，在血漿和全血中約50%與白蛋白結合，最大吸收峰為495nm，最大散射峰為515nm，由于其藥代動力學的特點，熒光素鈉的半衰期比較長，所以兩次間隔時間比較長(7～8h)，染料在組織中持續時間長，且易向組織間隙擴散，易造成假相性，另外激發光的最大值在紫外線光譜范圍內，只能穿透真皮淺層。故未能在臨床上廣泛使用。

2熒光染料ICG

第二代染料靛青綠(ICG)也可用來做皮膚血流的熒光示蹤劑，其工作原理與熒光素鈉相同。但與熒光素鈉相比，ICG的藥代動力學、理化性質、光譜特性優點非常明顯，非常適合臨床應用。1957年，Fox和Wood[3]首先將ICG引入臨床應用，主要用于肝功、肝血流、心輸出量的檢測。1972年，Kougure等用ICG對猴子做脈絡膜血管造影，1973年，Flower 和Hochheimer將ICG引入熒光技術。隨著電子計算機的迅猛發展，數字化ICG視頻血管造影在眼科學已經作為常規的診斷工具[4]。

2.1 熒光染料ICG的體內過程及藥物分析:ICG也是一種三碳菁水溶性染料，分子量為775，在血漿和全血中幾乎完全與血漿蛋白結合(主要是1-脂蛋白和白蛋白結合)，這種結合可以保證染料幾乎完全留在血管中，不易向外擴散。一般正常人靜脈注射2～3min瞬即形成均一單元達到動態平衡，20min后約有90%從血中排除，不參與體內化學反應，幾乎無毒副作用。ICG的吸收光在近紅外線范圍(800～840nm)，最大吸收峰值為805nm，最大散射峰值為835nm，可穿透皮膚深層，深達真皮深層和皮下脂肪層，約為3mm。這個范圍正處于皮膚的“光學窗口”，即相對于ICG的熒光波長，人的皮膚是相對比較透明的，而內在的發色集團Hb和水的吸收率卻非常低。另外ICG的半衰期非常短，約為3～4min，ICG的清除分為二個階段，0.5mg/kg的ICG90%在第一階段排除，即成指數函數下降，其余10%在第二階段排除(時間約為66min)，所以兩次間隔的時間非常短。

2.2相關儀器的基本結構及應用:相關文獻報道的儀器為德國慕尼黑生產的動力性激光熒光素視頻血管造影。主要組成見圖1[5]。

相對于皮膚表面，激光和攝像機在同一個軸上，激發光為脈沖紅外線二極管束，目前主要用二極管激光激發ICG，二極管比濾光片過濾的光更加緊密有效，且光分布范圍也很大，即使小劑量ICG，低能量激光也能獲得高質量的圖象，波長800nm，脈沖持續時間為0.5～16兆秒，脈沖能量可高達1J，輸出的二極管束映射到皮膚，可均勻一致地照明約500平方厘米的區域，穿透力3mm，這種水平的照明低于皮膚的損傷域，但同時能提供很好的信號—雜音熒光圖像，注射劑量為0.1～0.5mg/kg，用非強化CCD(nonintensified charge couple device)攝像機拍攝ICG熒光圖像，攝像機前加有紅外線濾光片，可阻擋周圍光和激光，僅收集熒光信號，在計算機中對圖像進行數字化處理，計算機不但可以進行實時監控，也可定量分析數據(染料吸收時間、染料持續時間、燃料衰減時間等)和長期存儲。激發光可誘導真皮深層和皮下脂肪層血管中的熒光，激發的熒光在皮膚內不滯留，用數碼攝影機收集熒光的分布過程，可全面說明真皮的血循環情況，并能區分出大深血管和小淺血管。注射后開始階段圖像顯示無ICG熒光(即使正常組織)，這主要是因為染料需要10s的循環，典型的峰值在1min，隨著肝臟的代謝，開始下降，3min后開始衰減。原則上講，當染料衰減到最高濃度的10%時，即可再次注射(注射后9min無ICG染色，或是在高劑量ICG注射后出現初始圖像后立即重復注射)。術中、術后邊注射邊觀察可預測皮瓣未來的發展方向。

2.3 熒光染料ICG的不良反應:ICG有很多優點，但ICG中含有5%～9.5%的碘化鈉，某些對碘化鈉過敏或患有甲狀腺疾病的患者應慎用，有文獻報道，ICG的并發癥為1/240000，主要為惡心、嘔吐、頭痛、蕁麻疹等，重度為過敏性休克，故在應用之前應做碘過敏試驗或術前口服抗組胺藥或者考的松，以防發生過敏反應。

3熒光染料ICG臨床應用

Green等[6-8]首先報道了用ICG進行燒傷深度的評估，發現ICG熒光可以探測到成活組織中真皮和皮下組織的血液灌注程度，因此可以區分Ⅱ度燒傷的面積，但創面的結痂可以吸收激光，易產生假陽性，臨床應用的可靠性仍需進一步的研究。隨后Still等[5，9]將ICG用于臨床帶蒂皮瓣血運判斷和燒傷深度的評估，他們發現相對于傳統的臨床評估方法，ICG圖象分析可提供更多的信息，如皮瓣攝入染料的時間、持續的時間、清除的時間，這樣可以直接觀察到皮瓣的血運情況以及監測皮瓣的成活情況。在18個患者21個皮瓣中，ICG圖象顯示16個皮瓣術中、術后1周ICG充盈飽和術后3周全部成活，而另外5個皮瓣術中發現ICG充盈不足或充盈時間較慢，顏色與周圍不匹配，后發生皮瓣壞死，表皮壞死，行補充植皮后全部愈合。Holm等[10-13]應用此法進行了一系列的研究，他用此法對13例患者15個皮瓣的血運進行了觀察，在15個皮瓣中，2個為腹股溝皮瓣、3個腓腸肌皮瓣、3個為腹直肌皮瓣、1個為前臂逆行皮瓣、2個前臂皮瓣、4個任意皮瓣。在術中皮瓣掀起后行ICG注射，發現有4個皮瓣的血運ICG熒光充盈不足，最終這4個皮瓣均發生感染、壞死、二期愈合，并發癥區域與ICG熒光顯像區域相一致，而另外的11個皮瓣熒光灌注充盈，全部成活，他認為術中ICG熒光充盈缺損預示著傷口將延遲愈合，所有患者無過敏反應發生。2002年，他又報道了用ICG監測游離移植組織血運的情況，共20例患者(其中2個前臂皮瓣、7個背闊肌皮瓣、1個顳筋膜皮瓣、2個脛前肌皮瓣、3個肩胛旁皮瓣、1個脛前筋膜瓣)，發現對于任何組織的游離移植，ICG熒光可顯示動脈痙攣、靜脈瘀滯、局部血管的灌注情況，術中鑒別診斷和術后臨床觀察結果有很好的相關性。Eren和Rubben等[14-15]用此方法來評估大鼠左腹股溝軸形皮瓣和隨意皮瓣的微循環情況，發現此方法可以很好地監測皮瓣的血液動力學過程，ICG的充盈程度與皮瓣的成活有很好的相關性，并可對其進行定量分析。由此可見，ICG圖象分析在整形燒傷外科有很好的應用前景。

4展望

研制開發監測皮瓣和其他轉移組織血液灌注的方法是整形再造外科最急需的任務之一。在目前所有的熒光染料中，ICG是最好的，ICG血管造影術是評估皮膚血流最敏感的方法之一。ICG血管造影術已廣泛地應用到眼科、心臟外科、末梢血管疾病及截肢患者等。在整形外科的應用也有十多年的歷史。縱觀文獻，我們認為ICG熒光染料可用于皮膚血運的監測， ICG充盈程度是一個精確度很高的預警系統，術中ICG充盈不足說明局部血液灌注不足，即可行皮瓣延遲或張力松解，減少皮瓣壞死并發癥發生，預防二期愈合，術后可以監測皮瓣的愈合過程，防止意外事情發生，并可對某些擴血管藥物的藥效進行評估。另外，此方法簡單、方便、易于操作、判斷準確，與其他方法相比是一種客觀的方法。國外此設備非常昂貴，因此開發研制國產ICG血流儀有很大的應用前景。

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[收稿日期]2010-02-24 [修回日期]2010-04-01

編輯/李陽利