旋髂淺動脈穿支皮瓣的術前彩色多普勒超聲與CT血管造影輔助設計研究

田卓煒 周輝紅 馮少清 孫堅 何悅

·臨床研究與應用·

旋髂淺動脈穿支皮瓣的術前彩色多普勒超聲與CT血管造影輔助設計研究

田卓煒 周輝紅 馮少清 孫堅 何悅

目的：研究彩色多普勒超聲（color duplex sonography，CDS）與CT血管造影（computer tomography angiography，CTA）兩種常用術前穿支血管定位技術在旋髂淺動脈穿支皮瓣輔助設計及其準確度、敏感度對比的應用，為游離旋髂淺動脈穿支皮瓣修復口腔頜面部腫瘤術后缺損提供理論支持。方法：選取罹患口腔頜面部惡性腫瘤患者需行手術及同期軟組織修復29例，術前應用CDS、CTA技術對患者雙側腹股溝區旋髂淺動脈穿支進行檢測，并記錄血管相關檢查結果，對檢查數據進行統計分析。制備18例游離旋髂淺動脈穿支皮瓣，以術中解剖證實結果為金標準，設計診斷試驗，探討CDS、CTA兩種技術用于診斷旋髂淺動脈穿支是否存在及管徑大小的準確性。結果：18例患者行皮瓣制備，其中1例術中未探及血管、17例術中行旋髂淺動脈管徑測量，平均管徑為（0.69±0.20）mm。在診斷血管有無的試驗中，CDS敏感度為75.0%、特異度為82.4%，ROC曲線下面積為0.79；CTA敏感度為75.0%、特異度為94.2%，ROC曲線下面積為0.85。術前測量的CDS、CTA平均管徑分別為（0.84±0.14）、（1.01±0.19）mm，將CDS、CTA技術術前測量的管徑大小分別與術中對比，穿支動脈管徑（D）分別與CDS、CTA測量的管徑值兩兩間比較，差異具有統計學意義（P＜0.05）。結論：CDS、CTA是用于術前檢測穿支血管相對可靠的技術。利用CDS、CTA術前為旋髂淺動脈穿支皮瓣定位穿支血管，可為術者提供與該穿支血管的走行、毗鄰以及穿出點的精確信息，并一定程度反映血管管徑大小。

頭頸部 穿支皮瓣 影像學 修復重建

口腔頜面部腫瘤根治術造成患者面部的大面積組織缺損，使術后出現嚴重的面部畸形及功能障礙，嚴重影響患者生存及生活質量，修復重建技術對口腔頜面頭頸腫瘤外科尤為重要。選擇適當的修復重建方法，可使外科醫生在能確保腫瘤根治的同時給予患者外形及功能最大程度的恢復。穿支皮瓣由于對供區神經肌肉等損傷小、受區重建后外形與功能良好，近年來成為皮瓣修復重建的新方向，是皮瓣精細化、微創化、靈活性運用的標志。旋髂淺動脈穿支皮瓣是以旋髂淺動脈穿支血管為血管蒂的一種穿支皮瓣，該皮瓣質地柔軟，組織量充足，且術后對供區外形、功能影響小，可達到理想的疤痕隱蔽效果［1］。有研究已嘗試將該皮瓣運用于頭頸部缺損修復，術后獲得了滿意的臨床效果［2-4］。但該皮瓣尚未在口腔頜面頭頸部缺損修復方面得到廣泛應用。穿支血管管徑較細小、解剖相對不恒定是阻礙旋髂淺動脈穿支皮瓣發展的主要難點。隨著顯微外科、超顯微外科技術的進步與發展，臨床上已基本克服血管管徑小帶來的挑戰［5］。旋髂淺動脈穿支存在變異現象，甚至部分患者旋髂淺動脈穿支血管存在缺如，并且穿支血管走行存在不穩定。術前檢測穿支血管的位置、走行以及管徑情況顯得非常必要，而盲目行旋髂淺動脈穿支皮瓣修復風險及難度較大，成功率低。

目前臨床上最常用的穿支血管的定位方法是彩色多普勒超聲（CDS）、CT血管造影（CTA）。本研究通過對罹患口腔頜面部惡性腫瘤患者的旋髂淺動脈及其穿支定位行術前CDS、CTA檢測，探索輔助設計旋髂淺動脈穿支皮瓣具體方法，對比CDS、CTA兩種技術應用于旋髂淺動脈穿支皮瓣輔助設計的準確度及敏感度。

1 材料與方法

1.1 研究對象

收集2014年2月至2015年1月上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院口腔頜面—頭頸腫瘤科手術切除口腔頜面部惡性腫瘤并擬同期行軟組織皮瓣修復患者29例，全身情況良好，雙腹股溝區發育良好，無腹股溝區疾病及外傷史，其中男性13例、女性16例，平均年齡為50（23～75）歲。

1.2 方法

1.2.1 試驗方法 1）對29例患者共58側腹股溝區旋髂淺動靜脈進行術前CDS、CTA檢查，并記錄血管相關檢查結果，對檢查數據進行統計分析。2）根據患者術中缺損情況，結合全身情況特點及其自身需求，選取適合行旋髂淺動脈穿支皮瓣的患者18例制備皮瓣，設計診斷性試驗，以術中解剖證實結果為金標準，并將CDS、CTA兩種方法均未探及旋髂淺動脈

病例納入真陰性組以減小統計結果的偏倚，探討CDS、CTA兩種技術用于探查旋髂淺動脈穿支的準確性。

1.2.2 CDS檢查方法 采用GE Healthcare Voluson E8彩色多普勒超聲診斷系統（美國GE公司），探頭頻率為10～13 MHz，彩色多普勒頻率為7.5 MHz，彩標最高值通常為2 cm/s，CDFI調節至最為敏感且不產生噪音。患者取仰臥位，充分暴露雙側腹股溝區，腹股溝韌帶股動脈交叉點與髂前上棘連線平行掃查，識別旋髂淺動脈干后繼續追蹤至其股動脈發出點，明確旋髂淺動脈主干位置，沿血管走行依次標出旋髂淺動脈穿支點及動脈穿出淺層筋膜至皮下脂肪層位置。使用龍膽紫記號筆標記動脈主干位置及穿支位點。采用脈沖多普勒在穿支動脈起始處及穿出深筋膜處探測穿支動脈的頻譜，校正角度θ＜60°，測量收縮期峰值血流速度（PSV）及阻力值，以評價血管的質量；同樣方法，探尋旋髂淺靜脈，并于體表標注走行（圖1）。

1.2.3 CTA檢查方法 患者仰臥位，檢查前明確腹股溝區無金屬等干擾物。應用SIEMENS SOMATOM Definition Flash 64層CT掃描儀（德國SIEMENS公司）拍攝CTA，X射線管電壓為120KV，掃描層厚為0.8mm，重建層厚為1 mm。對比劑為碘佛醇370 mgI/mL，總量100 mL，速率4 mL/s，經手背靜脈穿刺，高壓注射器自動推注。掃描定位片，掃描范圍上至髂前上棘上方5 cm水平，下至恥骨聯合水平下方。監測平面設在髂外動脈近腹股溝韌帶水平，注射造影劑前于監測水平面行體表標記（建立腹股溝區坐標系）。推注造影劑，監測髂外動脈對比劑濃度，手動觸發掃描，延遲5 s。CTA掃描后將薄層重建圖像數據傳輸至影像工作站（Philips medical systems），切換成3D最大密度投影（maximum intensity projection，MIP），進行圖像三維重建以及處理分析。利用MIP圖像以及3D VR圖像處理，尋找旋髂淺動脈。結合橫斷位、冠狀位圖像尋找旋髂淺動、靜脈，并在薄層掃描圖像上對血管管徑進行測量。在水平面圖像上觀察到穿支血管后，利用MIP圖像將穿支血管定位在最寬血管管徑成像的水平面圖像上，定位后3D VR圖像自動顯示定位的穿支血管，可對目標穿支血管進行直觀的分析測量。在3D VR圖像上可直接觀察旋髂淺動脈主干及其穿支的走行，利用如上所構建的坐標系，對穿支血管穿出點以及血管走行予以定位。同時，利用三維重建圖像對皮下組織厚度進行測量，評估組織量。利用體表構建的坐標系，根據圖像分析所得的定位點坐標數據將穿支穿出點以及穿支血管走行定位于體表（圖2）。

圖1 彩色多普超聲技術探測旋髂淺動脈Figure 1 CDS used to detect SCIA

圖2 CT血管造影技術用于探測旋髂淺動脈Figure 2 CTA used to detect SCIA

CTA掃描完成后對薄層圖像進行三維重建，結合橫斷位、冠狀位圖像尋找旋髂淺動、靜脈，并在薄層掃描圖像上對血管管徑進行測量（圖3）。

圖3 CTA三維體重建Figure 3 3D VR of CTA

通過CTA的3D VR技術可以清楚地顯示腹股溝區解剖結構，區分識別旋髂淺動、靜脈，并明確其走行以及與周圍解剖結構關系。

1.3 統計學分析

采用IBM SPSS Statistics 20軟件進行統計處理。對雙側旋髂淺動脈內徑、收縮期峰值、阻力值分別與患者的年齡行相關性分析，旋髂淺動脈內徑分別與性別、有無高血壓行兩樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 CDS檢查結果

29例患者共58側腹股溝區行CDS探查目標區血管，識別旋髂淺動靜脈，明確穿支血管起始內徑、走行、分布，行體表定位并測量其收縮期峰值血流速度及阻力值。29例患者中5例雙側均未探及動脈，6例單側未探及動脈，共42側（左側22例、右側20例）顯示旋髂淺動脈穿支血管，并能追蹤其與股動脈主干的關系以及穿行腹股溝區的情況。CDS總血管、左側、右側檢出比例分別為72.4%（42/58）、75.9%（22/29）、69.0%（20/29）。42支旋髂淺動脈、左側、右側平均管徑分別為（0.80±0.12）、（0.80±0.11）、（0.80±0.13）mm，42支旋髂淺動脈收縮期血流、左側、右側平均峰速為（22.4±7.1）、（22.8±6.0）、（22.1±8.2）cm/s，42支旋髂淺動脈、左側、右側平均阻力值為0.777±0.051、0.771±0.059、0.784±0.042。左、右側旋髂淺動脈內徑、收縮期峰值、阻力值與患者的年齡無顯著相關性（P＞0.05）。左、右側旋髂淺動脈內徑分別與性別、有無高血壓行兩樣本t檢驗，兩組間均無顯著性差異（P＞0.05）。

2.2 CTA檢查結果

29例患者均行雙側腹股溝區CTA檢查，4例雙側均未探及旋髂淺動脈，4例單側未探及旋髂淺動脈，共46側（左側24例、右側22例）探及旋髂淺動脈穿支。總血管、左側、右側檢出比例分別為79.3%（46/58）、82.8%（24/29）、75.9%（22/29），46支旋髂淺動脈、左側、右側平均管徑為（0.93±0.17）、（0.97±0.15）、（0.88±0.18）mm，左、右側旋髂淺動脈管徑與患者年齡無顯著相關性（P＞0.05）。左、右側旋髂淺動脈管徑分別與性別、有無高血壓行兩樣本t檢驗，穿支動脈管徑在男性和女性、有無高血壓兩組間均無顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 術中血管有無與CDS、CTA技術檢測的準確性對比

將病例設計為以術中探查有無旋髂淺動脈為金標準診斷性試驗，并將CDS、CTA兩種方法均未探及旋髂淺動脈病例納入真陰性組以減小統計結果的偏倚（表1）。CDS檢測血管有無準確率為81.0%，CTA檢測血管有無準確率為90.5%（圖4）。CDS用于檢測旋髂淺動脈（SCIA）有無，其敏感度為75.0%、特異度為82.4%、ROC曲線下面積為0.79，診斷試驗整體準確性一般；而CTA用于檢測SCIA有無，其敏感度為75.0%、特異度94.1%、ROC曲線下面積為0.85，診斷試驗整體準確性佳。

2.4 術中穿支動脈管徑與CDS、CTA技術檢測的準確性對比

本研究18例患者行旋髂淺動脈穿支皮瓣的制備，其中1例術中未發現旋髂淺動脈。術中對成功制備的17例患者的旋髂淺動脈管徑進行測量（選擇穿支血管主干位置距股動脈分支點0.5 cm左右），其平均管徑為（0.69±0.20）mm。CDS、CTA檢測的平均管徑分別為（0.84±0.14）、（1.01±0.19）mm（表2）。術中測量的穿支動脈管徑（D）分別與CDS、CTA所測管徑值兩兩之間配對行t檢驗，穿支動脈管徑分別與CDS、CTA所測管徑值兩兩間有顯著性差異（P＜0.05）。術中測量的穿支動脈管徑分別與CDS、CTA所測管徑值進行相關性分析（P＜0.05），采用CDS測量的管徑與術中測量的穿支動脈管徑差值均數小于CTA。CDS、CTA所測管徑值與術中測得穿支動脈管徑有顯著相關性，兩種檢測方法檢測值均大于實際測得管徑值。

表1 CDS、CTA探查旋髂淺動脈有無的診斷試驗Table 1 Diagnostic test of CDS and CTA for detecting SCIA

圖4CDS、CTA檢測旋髂淺動脈的ROC曲線Figure 4 ROC curve of CDS and CTA used to detect SCIA

表2 17例患者術中測量的穿支動脈管徑（D）與CDS、CTA測量的管徑大小 （mm）Table 2 Diameter of the perforator measured during surgical operation (D),as well as using CDS and CTA(mm)

3 討論

1990年Taylor等［6］利用CDS對全身表淺血管穿支進行系統研究并探索其臨床應用。超聲是一種可行的非創傷性穿支血管探測方法，這種技術價格低廉，操作方便，并可以提供定位和血流動力學的可靠信息。目前CDS已被廣泛應用于股前外側皮瓣、腹壁淺動脈穿支皮瓣等術前穿支定位［7-8］，但在旋髂淺動脈穿支皮瓣的術前探測應用仍未成熟。該檢查方法不需要使用對比劑就可以對穿支血管進行探測，利用被探測血管的多普勒聲波信號來判斷血管存在及性質，簡單、無創，是一種比較成熟的術前探測淺表細小血管技術。以往由于設備以及技術的限制，多普勒超聲對于距離辨別功能欠佳，要準確判斷穿支血管內血流出現的位置難度較大；不能區分血管的走行層次及來源，缺乏立體成像；準確判斷細小皮瓣穿支血管的靈敏度較低；或因為干擾導致定位錯誤，造成假陽性或者假陰性的情況發生。本研究發現，CDS應用于旋髂淺動脈穿支的定位，其敏感度為75.0%、特異度為82.4%，是一種比較可靠的方法，并且能夠同時提供血管走行層次及細小血管血流動力學參數。多普勒超聲檢查有較高的要求，需超聲科醫生對檢查解剖位置熟悉，操作人員要熟悉目標穿支血管的大致走行方向、角度和毗鄰關系，配合超聲科醫生進行檢查。除此之外，因目標血管較細，需要CDS探測儀能夠達到一定的分辨率。

CTA作為另一項頗為成熟的血管成像技術，對于診斷血管變異、血管疾病以及顯示病變和血管關系具有重要價值。目前CTA技術已應用于股前外側皮瓣、腓腸內側動脈穿支皮瓣、腹壁下動脈穿支皮瓣等，但仍需進一步摸索應用于旋髂淺動脈穿支皮瓣的可行性及具體參數設置［9-11］。該技術可以顯示血管以及周圍組織的三維解剖成像，可顯示腹股溝區血管的情況，而且對于目標區域的軟硬組織均可以達到良好的成像。掃描數據進行三維重建后，可對目標血管進行連續、直觀的觀測，可對三維成像數據進行測量以及定位，更直觀地了解目標血管的位置、管徑以及血管來源，進一步可以觀測目標血管與周圍軟硬組織之間的關系。

近年來，眾多國內外學者嘗試運用CTA對穿支血管進行術前定位，輔助設計皮瓣。Alonso-Burgos等［12］通過術前使用CTA技術行腹壁下深動脈穿支定位，成功使用腹壁下深動脈穿支皮瓣修復6例乳房缺損患者。拍攝CTA后利用肚臍作為原點建坐標系，利用坐標系對CTA上所見的穿支進行定位，術中將穿支定位的位置與實際穿支的位置進行對比，定位基本準確，甚至一些小直徑的穿支也可以通過CTA將其準確定位。Rosson等［13］對17例患者共23支腹壁下深動脈穿支皮瓣使用CTA進行術前定位，根據CTA上顯示的穿支血管數量以及位置預先選擇術中所需要的穿支血管。該研究認為CTA是一種便捷高效的定位腹壁下深動脈穿支的方法，可精確定位血管直徑1 mm以下的穿支血管，廣泛運用于重建外科。Uppal等［14］認為由于穿支皮瓣制備時需要將穿支血管從肌肉中解剖出來，對術者的解剖以及顯微外科技術要求較高，術中費時較多，術前使用CTA進行穿支血管的精確形象化定位，觀察穿支的走行方向，術前可進行手術設計，減少術中時間以及手術并發癥。Smit等［15］也認同以上觀點，對70例患者進行術前CTA定位，68例患者應用多普勒超聲術前定位，CTA組在手術時間上較多普勒超聲組有顯著的縮短，且術后并發癥發生也較少。本研究中CTA定位敏感度為75.0%、特異度為94.1%，與CDS相比其特異度更高。除此之外，CTA還可通過分析不同解剖層次間的圖像信息來確定旋髂淺動脈主干以及穿支血管的走行、管徑及穿出點，對于整體分析目標穿支血管比較有利。CTA圖像包含了旋髂淺動脈穿支血管周圍相毗鄰的軟硬組織信息，三維重建后在矢狀面上可以直觀地觀測旋髂淺動脈穿支血管自肌肉的穿出點，以及皮膚穿出點，以行相關數據測量。同時還可以對患者主要的腹股溝區血管進行完整顯影，通過三維重建可以更加直接地觀測旋髂淺動脈主干及穿支血管與周圍相關血管之間的關系，有無存在共干以及交通的情況。

本研究中CDS、CTA測量的管徑數據與術中測量的管徑對比時發現，兩組數據均與術中測量實際管徑有明顯差異，說明兩種技術只能一定程度上反映血管真實管徑。經過分析認為CTA由于成像原理不同，無法對血管內徑進行測量，再加上成像上的誤差，導致CTA測得管徑較CDS以及術中測得的管徑值大。另外，與CDS檢查相比，CTA需要從外周靜脈推注造影劑，無法達到完全無創。對于碘劑過敏的患者因無法使用造影劑而無法檢查。CTA必須輔助坐標系以及數據分析后才可對定位點進行精確的體表映射，這使臨床應用產生一定的困難。除此之外，患者還需承擔額外的費用。

總之，從臨床的角度上CTA較CDS更能直觀表現目標血管的走行情況，輔助術者術前選擇、設計皮瓣，以供區最小的損傷達到術區最好的修復效果。

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（2015-06-19收稿）

（2015-08-19修回）

何悅 專業方向為口腔頜面部腫瘤的診治及缺損的修復重建。

E-mail：yuehe@sjtu.edu.cn

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A comparative study of two commonly used preoperative imagingaided design methods for superficial circumflex iliac artery perforator flap

Zhuowei TIAN,Huihong ZHOU,Shaoqing FENG,Jian SUN,Yue HE

Department of Oral Maxillofacial and Head and Neck Oncology,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai Key Laboratory of Stomatology,Shanghai 200011,China

Objective:To evaluate the accuracy of the application of color Doppler sonography(CDS)and computer tomography angiography(CTA)in preoperative perforator identification and flap design and provide theoretical support for the restoration of oral maxillofacial defect with free superficial circumflex iliac artery perforator flap(SCIAPF).Methods:(1)Preoperative CDS and CTA techniques were performed to map the SCIA perforators of 29 adult patients diagnosed with malignant tumor in the oral maxillofacial head and neck regions.These patients were scheduled for concurrent reconstruction surgery.(2)A diagnostic test was designed to compare the CDS and CTA techniques.Results:(1)A total of 18 patients underwent flap preparation.SCIA was not found in one of the patients during surgery,but was observed intra-operatively in the other 17 patients.The average SCIA diameter was 0.69±0.20 mm.(2) The diagnostic test showed a CDS sensitivity of 75.0%,a CDS specificity of 82.4%,and an area under the ROC curve of 0.79.The CTA sensitivity was 75.0%,the specificity was 94.2%,and the area under the ROC curve was 0.85.The diameters measured by CDS and CTA were compared with the diameter measured intra-operatively.Significant differences were observed among the three diameters(P＜0.05).The average diameter measured by CDS was 0.84±0.14 mm.The average diameter measured by CTA was 1.01±0.19 mm.Conclusion:CDS and CTA are relatively reliable technologies for preoperative detection of perforator vessel.The use of CDS and CTA technology mapping for SCIAPF can provide accurate information about the perforator,including the position of the perforator and the relationship between the peripheral tissues and the caliber of the vessel.

head and neck,perforator flap,imaging,reconstruction

10.3969/j.issn.1000-8179.2015.16.863

上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院口腔頜面-頭頸腫瘤科，上海市口腔醫學重點實驗室（上海市200011）

何悅 yuehe@sjtu.edu.cn