術中甲狀旁腺顯影技術的研究進展

向陽森　楊昆憲

【摘要】 隨著健康體檢與癌癥篩查的普及，甲狀腺腫瘤的早期檢出率逐漸增加。甲狀腺腫瘤的治療通常以手術切除為主，而甲狀腺腺體后方的甲狀旁腺對機體鈣調節和維持內環境平衡至關重要，術中對于甲狀旁腺的保護是避免術后發生甲狀旁腺功能減退的關鍵步驟，故甲狀腺術中對甲狀旁腺的精準識別尤為重要。目前，甲狀旁腺的識別在很大程度上依賴手術醫生的臨床經驗和技巧，術中準確而快速識別甲狀旁腺的技術可為臨床提供重要的輔助治療手段。最近幾年，熒光圖像引導手術，得到了廣泛的研究，并越來越受歡迎。為此，本文將對術中甲狀旁腺熒光顯影技術及其最新的研究進展進行簡單的如下綜述。

【關鍵詞】 甲狀旁腺 熒光顯影 自發熒光 近紅外自發熒光 生物電阻抗波譜 激光散斑對比成像

Research Progress of Intraoperative Fluorescence Imaging of Parathyroid Gland/XIANG Yangsen， YANG Kunxian. //Medical Innovation of China， 2023， 20（36）： -168

[Abstract] With the popularity of physical examination and cancer screening， the early detection rate of thyroid tumors is gradually increasing. Surgical resection is usually the main treatment of thyroid tumors， and the parathyroid gland behind the thyroid gland is very important to regulate calcium and maintain the balance of the internal environment. The protection of parathyroid gland during operation is the key step to avoid hypoparathyroidism after operation， so the accurate identification of parathyroid gland during thyroid surgery is particularly important. At present， the recognition of parathyroid largely depends on the clinical experience and skills of surgeons. The technique of accurate and rapid recognition of parathyroid can provide important reference value for clinical practice. In recent years， fluorescence image-guided surgery has been widely studied and become more and more popular. For this reason， this article will briefly review the intraoperative fluorescence imaging of parathyroid gland and its latest research progress.

[Key words] Parathyroid gland Fluorescence development Autofluorescence Near infrared autofluorescence Bioelectrical impedance spectroscopy Laser speckle contrast imaging

First-author's address： School of Medicine， Kunming University of Science and Technology， Kunming 650500， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.36.037

甲狀腺腫瘤的發病率在女性最常診斷的惡性腫瘤中排名第五[1]。且中國甲狀腺癌主要亞型的發病率均呈不同程度的上升趨勢[2]。甲狀腺切除術與頸中央區淋巴結清掃已被廣泛用于治療甲狀腺腫瘤。術后低鈣血癥是甲狀腺切除術中由于意外切除正常的甲狀旁腺或無意中損害其血液供應而發生的主要并發癥[3]。雖然術后短暫性甲狀旁腺功能減退癥可能會在幾個月內恢復，但會導致患者不同程度住院時間延長和生活質量的下降。因此，術中甲狀旁腺識別顯得至關重要。熒光圖像引導手術使術者能夠識別出遠超人眼識別范圍的重要結構，使外科醫生能更加安全地進行手術操作并做出重要的決策。目前，越來越多的學科領域開始使用熒光成像技術來協助手術操作，其臨床應用正在逐漸增加[4-5]。

1 近紅外自發熒光技術

自發熒光（autofluorescence，AF）描述了分子在特定光波長度被激發后發射的光。與亞甲藍（methylene blue，MB）和吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）等注射型染料相比，AF是某些組織的固有特性[6]。而甲狀旁腺就具有AF特性，將其暴露于785 nm峰值熒光時，便會發射820 nm波長的自體熒光[7]。雖然甲狀腺和甲狀旁腺都表現出相似的峰值熒光，但據報道在接受甲狀旁腺和甲狀腺手術的患者中，甲狀旁腺的AF強度是甲狀腺的2至20倍[6]。2021年發表的系統評價顯示，熒光圖像引導手術可用于預防甲狀腺切除術后甲狀旁腺功能減退癥[8]。術中使用近紅外（near infrared，NIR）激發范圍內的光源會在組織相互作用期間通過波長偏移誘導熒光信號的發射。具體來說，熒光是基于某些物質在給定激發波長下吸收外部光并隨后以較低能量發射出不同波長的光的特性[9-10]。研究發現，近紅外范圍光的優勢是具有更深的組織穿透力[11]，因此，近紅外成像設備使外科醫生能夠看到組織表面的后面[12]。在NIR熒光圖像上，甲狀旁腺看起來像一個明亮的斑點，可以較容易地將其與周圍的甲狀腺、肌肉或脂肪組織區分開來。近年來，熒光圖像引導手術越來越受到臨床醫生的歡迎，并且越來越多地應用于內分泌手術，包括腎上腺、甲狀旁腺及甲狀腺等手術[12-14]。

2 近紅外自發熒光在甲狀旁腺中的臨床應用

近紅外自發熒光（near-infrared autofluorescence imaging，NIRAF）成像檢測是一種簡單、實時、非侵入性和無標記的方法，NIRAF成像可檢測出正常和病理狀態的甲狀旁腺[13]，盡管患病的甲狀旁腺（腺瘤和增生）往往具有比正常甲狀旁腺更弱的自發熒光信號[15]。多項研究已經證實NIRAF檢測可用于識別甲狀旁腺。Liu等[16]對20例接受甲狀腺切除術的患者使用了NIRAF檢測甲狀旁腺，發現甲狀旁腺的自發熒光強度明顯高于甲狀腺、脂肪和淋巴結。甲狀旁腺自發熒光在相應波數處的峰值強度是甲狀腺自發熒光的5.55倍。20例患者中，19例患者的甲狀旁腺通過NIRAF系統準確檢出。NIR自體熒光法對甲狀旁腺的識別敏感度為100%，準確率高達95%，陽性預測值為95%。Dip等[17]發現，在NIRAF組中，從白光轉換為NIRAF能將檢測到甲狀旁腺的平均數量從2.6個增加到3.5個（P<0.001），與對照組相比，NIRAF組的低鈣血癥發生率也顯著降低（1.2% vs. 11.8%，P=0.005）。同樣，Benmiloud等[18]發現從低鈣血癥（9.1% vs. 21.7%，P=0.007）、甲狀旁腺自體移植（3.3% vs. 13.3%，P=0.009）和無意切除甲狀旁腺（2.5% vs. 11.7%，P=0.006）這些結果來看，NIRAF組（n=121）與對照組（n=120）相比具有明顯的優勢。Barbieri等[19]進行了一項臨床研究，共納入134例行甲狀腺全部切除術的患者，其中67例行常規甲狀腺切除術，67例行自體熒光檢測儀手術。結果顯示術中采用近紅外自體熒光技術，可降低近期低鈣血癥和甲狀旁腺功能減退癥的發生率，減少術后短、中、遠期甲狀旁腺激素水平的變化，減少口服補鈣的必要性。Squires等[20]的報告顯示，對于手術外科醫生無法在視覺上識別的甲狀旁腺，使用NIRAF后的甲狀旁腺檢出率提高了20%。但不少研究發現，僅識別腺體不足以改善甲狀腺切除術后低鈣血癥的發生率，更重要的是保留腺體的血供，以確保甲狀腺術后正常的甲狀旁腺及機體正常的血鈣狀態[21-23]。評估甲狀旁腺完整的血供是一個巨大的挑戰，外科醫生通常依靠肉眼檢查和臨床經驗來做到這一點。NIRAF技術可顯著增加術中甲狀旁腺識別的數量，降低術后低鈣血癥的發生率，但NIRAF成像對甲狀旁腺的血供活力無法展現出來。因為自發熒光是甲狀旁腺本身的屬性，而與腺體活力無關，甲狀旁腺的自發熒光在體外能持續長達150小時至2年。它還在極端溫度、福爾馬林固定或蛋白酶活性下持續存在[24]。有研究發現ICG血管造影引導甲狀腺切除術是識別甲狀旁腺血管形成的有用工具，可以更好地保存甲狀旁腺并顯著降低低鈣血癥發生率[25]。

3 NIRAF和ICG聯合識別甲狀旁腺

雖然自發熒光的優點是不需要額外的時間來注射外源性染料，但甲狀旁腺的灌注狀態只能通過對比增強的熒光來觀察。研究發現使用ICG的熒光成像可用于識別和評估甲狀腺和甲狀旁腺手術中甲狀旁腺的灌注[26-27]。國外有學者研究聯合使用NIRAF和ICG熒光在甲狀腺術中及術后的效果，接受全甲狀腺切除術的200例患者被隨機分配到使用NIRAF和ICG熒光的熒光組或對照組，該研究主要是觀察術后短暫性和癥狀性低鈣血癥的發生率。結果發現熒光組的甲狀旁腺數量更多（3.83 vs. 3.64，P=0.028），熒光組術后癥狀性低鈣血癥的發生率顯著降低（6% vs. 17%，P=0.015），熒光組需要鈣治療的劑量（1.53 g vs. 1.91 g，P=0.007）和持續時間（32.30 d vs. 45.66 d，P=0.003）均更少[28]。我國學者進行了一項研究旨在評估聯合使用AF和ICG是否可以降低術后甲狀旁腺功能減退癥的發生率，并提高甲狀腺全切除術中甲狀旁腺的識別率和評估水平。該試驗納入180例患者，被隨機分成兩組，對照組憑術者肉眼及經驗辨別和評價甲狀旁腺。試驗組用AF識別甲狀旁腺，用ICG評估甲狀旁腺的原位血流灌注量。結果發現試驗組術后一過性甲狀旁腺功能減退發生率為27.8%，明顯低于對照組的43.3%（P=0.029）。且在術中至少有一個甲狀旁腺充分灌注的患者中，試驗組僅4.5%發生甲狀旁腺功能減退，明顯低于對照組（34.6%）（P<0.001）[29]。Park等[30]研究了在經口機器人甲狀腺切除術中使用ICG血管造影術對甲狀旁腺灌注的評估，在術中依據ICG血管造影的灌注情況對兩顆甲狀旁腺進行了自體移植，術后實驗室檢查顯示鈣和甲狀旁腺激素（PTH）水平在正常范圍內。然而，ICG血管造影仍然有一些局限所在，研究發現ICG的毒性水平為 5 mg/kg，因此15～20 mg的劑量對于沒有過敏癥的患者被認為是安全，但不推薦用于對增強CT或碘劑有副作用的患者，除此之外，由于染料會在幾分鐘內被代謝，所以很難重復、連續地評估灌注[31]。但總體來看，與外科醫生的視覺評估相比，ICG血管造影對甲狀旁腺灌注的評估更加客觀。當外科醫生決定是進行自體移植還是根據甲狀旁腺灌注狀態而原位保留時，這種方法是可取的。因此，在全甲狀腺切除術中聯合應用AF和ICG可降低術后一過性甲狀旁腺功能減退的風險，增強識別和保存甲狀旁腺的能力，并提高術中甲狀旁腺血流灌注評估的準確性。

4 甲狀旁腺術中識別新技術

組織的生物電阻抗波譜（bioelectrical impedance spectroscopy，BIS）由細胞的特性、構建方式及細胞成分（如脂質含量和核大小等）決定。基于該理論，多參數成像方法可以用于區分甲狀旁腺與周圍組織。Wang等[32]研究應用BIS分析儀對甲狀腺組織、淋巴結、脂肪組織和疑似甲狀旁腺的組織進行分析，當BIS參數的診斷標準設定在188.85～342.55 kHz時，從淋巴結和脂肪組織中鑒別甲狀旁腺的敏感度和特異度均為100%。在這個標準下，從甲狀腺組織中識別甲狀旁腺的敏感度和特異度分別為91.1%和99.0%。所以BIS可能是一種潛在的強大工具，可幫助在甲狀腺手術期間識別甲狀旁腺。最近，有國外學者研究術中甲狀旁腺激光散斑對比成像（laser speckle contrast imaging，LSCI）與全甲狀腺切除術患者預后的關系。LSCI是一種對淺層血流敏感的實時無標記成像技術，其工作原理是用散斑對比度表示激光照射物體表面時產生的干涉或散斑圖案的模糊性，散斑對比度越低表示散斑圖案越模糊，血流量越大，而對比度越高則相反。研究共納入72例患者，甲狀腺切除后，使用LSCI設備對所有已識別的甲狀旁腺進行成像，并計算每個甲狀旁腺的散斑對比度值。計算每例患者的平均值，并根據患者在術后第1天所測量的PTH水平是正常（16～77 pg/mL）還是低水平對數據進行分組，來建立一個散斑對比閾值。結果發現0.186這個閾值在區分正常患者和術后PTH水平低的患者方面具有最高的敏感度和特異度，即散斑對比度低于0.186的甲狀旁腺被認為是血管化的腺體，69例至少有一個血管化腺體（由LSCI確定）的患者中有64例（92.8%）術后PTH正常，而所有3例沒有血管化腺體的患者術后PTH均較低。該研究提示LSCI技術可作為評估甲狀旁腺血管分布的有前途的技術，能幫助減少甲狀腺切除術后低鈣血癥的發生率[33]。Makovac等[34]評估電子視覺紅外（Elevision infrared，EIR）系統在甲狀腺和甲狀旁腺手術中的療效，選取本機構接受甲狀腺或者甲狀旁腺手術或兩者的25例患者，在手術的各個階段，外科醫生先用肉眼尋找甲狀旁腺，然后采用該系統確認，結果顯示80%的甲狀旁腺被識別出，其中65%僅用肉眼能識別出，另外15%在EIR系統的幫助下被識別出來。隨著越來越多關于甲狀旁腺術中識別新技術研究的開展，甲狀旁腺的術中識別將更加準確、多元化的服務于臨床。

5 小結

在甲狀腺或者甲狀旁腺術中準確地識別甲狀旁腺對于確保去除病理性腺體和保留正常腺體至關重要。光學成像技術的多樣化應用及缺乏標準化和量化導致關于其臨床價值的結論不一。需要就成像協議達成共識，以確定這些技術在甲狀旁腺識別和保存方面的臨床應用。雖然NIRAF目前無法替代外科醫生的精細化解剖，但NIRAF似乎是目前最有前途和最可靠的無創術中甲狀旁腺定位技術，具有廣泛的適用性，并且一直顯示出出色的臨床效用。需要在不同的甲狀腺和甲狀旁腺手術患者群體中進行更多的大型前瞻性多中心研究，以在更大范圍內確認這些有前途的術中甲狀旁腺檢測技術的臨床實用性。未來，隨著更多NIRAF與其他甲狀旁腺檢測技術聯合應用研究的展開，最優化的甲狀旁腺識別技術將為臨床提供幫助。

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（收稿日期：2023-04-11） （本文編輯：占匯娟）