吲哚菁綠熒光成像技術在小兒外科領域的應用與局限

尹 強

吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）熒光成像技術應用于臨床最早可追溯至十九世紀六十年代，早期用于肝臟儲備功能評估、心外科冠狀動脈搭橋手術的有效性評估等；此后逐漸應用于血流動力學監測、淋巴系統造影等多個領域。 近年來，隨著各類新型熒光導航設備及成像系統的開發與應用，ICG 熒光成像技術快速發展，其對于外科手術的意義受到人們的重視［1，2］。 與其他活體成像技術相比，ICG 熒光成像技術具有靈敏度高、無放射性、實時成像、結果直觀及操作簡單等優點，被廣泛應用于外科手術導航，如成人肝膽外科、腫瘤外科等領域，但在小兒外科臨床的應用尚處于起步階段［3，4］。 國外有將ICG 熒光成像技術應用于小兒膽道閉鎖、先天性膽管擴張癥、精索靜脈曲張、重復腎、隔離肺、肝母細胞瘤等手術的報道［4-7］。 近年來我國在精準醫學理念的推動下，ICG 熒光成像技術作為一種新興的術中精準導航工具，逐步在小兒外科手術中引入，目前主要在兒童肝臟腫瘤、膽道病變、胃腸手術中探索應用，現分別闡述如下。

一、吲哚菁綠的特點

ICG 是一種帶負電荷的三碳花菁染料，具有近紅外吸收和發射熒光的特性，可發射波長840 nm 左右的近紅外光，經特殊接收裝置則顯示熒光或彩色熒光［8］。 ICG 經靜脈入血后，可迅速與血漿蛋白結合進入肝臟而被細胞吸收，不經過肝腸循環，直接通過膽汁以游離形式排出腸道；吸收性強，毒性小，不參與體內生物轉化，排泄迅速，是目前唯一被美國食品藥品管理局批準（1959 年）用于臨床的近紅外光學成像對比增強劑［9］。

ICG 是一種多環分子結構，其硫酸基決定了滅菌用水是其首選溶劑，因水溶液的穩定性有限，稀釋液需在6 ～10 h 內使用完畢；ICG 與溶劑需要充分溶解，以避免潛在不良反應；給藥時機、給藥途徑和劑量因目的不同而異［10］。 其不良反應發生率低于0.01%，使用過程中應嚴格遵守藥物說明書［11］。

二、ICG 熒光成像技術在小兒肝膽手術中的應用

（一）小兒肝臟腫瘤手術

肝臟腫瘤、膽管擴張癥、門靜脈海綿樣變性、膽道閉鎖等疾病是小兒肝膽外科診治的主要病種。 隨著精準醫學理念的深入，計算機三維重建技術、ICG 熒光成像手術中導航技術等已應用于小兒肝膽外科疾病診治中。 兒童肝臟惡性腫瘤的發病率約占總體惡性腫瘤的1%，以肝母細胞瘤為主，此與成人疾病譜差別很大。在手術過程中，既往主要依靠術前計算機三維重建影像、術中超聲導航及術者對于腫瘤的觸診等，以確定腫瘤的大致邊界，但是存在一定的局限性，可能導致術后手術切緣腫瘤殘留等［12］。 目前運用ICG 熒光成像技術指導兒童肝臟腫瘤切除的文獻多為個案報道，缺乏不同病理類型和肝臟腫瘤顯像特征的比較［12-15］。 選擇合適的注射時機和最佳劑量，對于盡可能優化病變與正常肝組織的熒光對比度，減少背景干擾至關重要。當肝母細胞瘤緊貼重要血管而無法保證足夠切緣時，ICG 還可以確定腫瘤的邊界和切除范圍，以盡可能保證腫瘤的R0 切除，并能顯著減少術中出血和避免血管及膽管損傷［16］。 姚偉等［12］研究報道兒童肝母細胞瘤手術中ICG 熒光成像顯影效果較好，能夠協助判斷手術切緣是否有殘留腫瘤，提高腫瘤完全切除率；使用ICG熒光在兒童肝腫瘤顯影時，建議術前24 h 以上注射ICG 可獲得較好顯像效果；分析由于肝母細胞瘤以胎兒型為主，具有較好的分化特征，且部分患者術前予以化療，部分腫瘤組織通過化療后可能有出血、壞死等，故肝母細胞瘤病理分型與熒光顯像的規律無特異性。 ICG 清除實驗可作為肝臟儲備功能的一項評估指標，特別是肝衰竭、肝硬化患者的功能評估，目前在兒童患者中還鮮有報道，后期可嘗試應用。

“2019 版計算機輔助聯合吲哚菁綠分子熒光影像技術在肝臟腫瘤診斷和手術導航中的應用指南”指出，ICG 熒光成像技術可實現肝臟腫瘤邊界界定、肝段和左右半肝切除線的確定；微小病灶或轉移灶偵測；肝臟腫瘤切除后肝斷面殘留腫瘤病灶顯影，可提高切緣陰性率；建議在擬定肝臟腫瘤切除手術方案時，依據肝蒂的解剖難度、肝段解剖位置來選擇合適的ICG 使用方法，建議S1、S4 使用負染色法，S7、S8 使用正染色法，而S2、S3、S5、S6 正負染色均可選用［17］。 兒童肝臟腫瘤手術中使用正染色法，需要在B 超引導下進行門靜脈分支穿刺，技術要求高，難度較大，很難實現。 有作者嘗試采用ICG 熒光染色引導下反染法解剖性右半肝切除術治療肝母細胞瘤，術中腫瘤分界線顯影清晰，操作簡單，獲得了較好的手術效果［15］。 肝臟腫瘤切除術后并發癥以膽漏最常見，發生率4.0%～9.8%［18］。 術中及時發現并修補膽漏是關鍵；與常規術中檢測膽漏方法相比，術中ICG 熒光成像技術可術中實時檢測，降低術后膽漏的發生率［17］。

在兒童肝臟微小病灶或肝臟腫瘤其他部位轉移灶的識別中，Yohei 等［19］報道ICG 熒光成像技術能夠識別出肝臟最小病灶直徑約8 mm，腫瘤檢出陽性預測值為91.6%。 Souzaki 等［20］報道使用ICG 熒光成像技術，所有肝母細胞瘤肺轉移灶均在術中清晰顯影，能夠識別的最小結節直徑約1.2 mm，陽性預測值達91.6%，但對于深部肺結節還需結合其它技術來識別和定位。 兒童肝臟腫瘤ICG 的使用劑量和注射途徑、時機等，目前還沒有形成專家共識，多數借鑒成人ICG 使用經驗，推薦方案為：按0.5 mg/kg 劑量于術前72 ～96 h靜脈注射［21，22］；其在兒童肝臟腫瘤的最佳應用方案還有待進一步的大樣本臨床研究來確定。

（二）小兒膽道手術

兒童膽道疾病以先天性膽管擴張癥為主；膽道手術中，脈管細小，且走形變異多樣，解剖結構復雜，手術中可能誤傷變異膽管或導致膽漏等并發癥。 目前臨床上常采取手術前三維重建技術來實現膽道系統的數字化解剖，形成可視化胰膽管病變的3D 解剖學模型。 手術中應用ICG 熒光成像技術，引導肝外膽道顯影，實時辨認膽管走形，顯示病變膽管的位置及其相鄰組織的解剖結構關系，實時探測有無膽漏，并預防血管副損傷等［23］。 對于懷疑膽道閉鎖或膽道變異的患者，術中常規使用膽道造影確定膽道病變情況。 與傳統碘水造影相比，ICG 熒光成像技術用于術中膽管造影，耗時少，可減少放射性輻射的損害；膽囊動脈可實時顯影，引導膽囊切除，減少術中出血等。 在活體肝移植手術中，可指導膽管的離斷及重建，評估重建后血管的通暢性及移植肝的肝功能恢復情況［24］。 因此，對于復雜的膽道手術，建議優先選擇ICG 熒光成像技術實現術中實時導航，可減少手術并發癥的發生，提高手術安全性。

三、ICG 熒光成像技術在小兒胃腸手術中的應用

小兒胃腸手術的難點是術中對于腸管血運的客觀判定。 既往主要憑手術者個人經驗主觀判斷切緣滲血、腸管顏色以及毛細血管充盈情況，其結果不夠客觀和精準［25］。 ICG 可迅速與血液中的血漿蛋白結合，并經血液循環至腸系膜血管，經近紅外光照射后發射熒光，被熒光顯像系統探頭吸收后轉換為彩色圖像，以此來準確判斷腸管血流灌注［25］。 Iinuma 等［26］于2013 年報道1 例15 歲腸扭轉合并腸壞死患者，手術中運用ICG 熒光成像技術及時獲得了更有意義的腸管血運情況，認為比傳統的臨床評估方法更有意義。 Rentea等［27］于2019 年將ICG 熒光成像技術應用于12 例泄殖腔畸形及先天性巨結腸患者手術中，以判斷吻合口腸管血運情況。 徐曉鋼等［28］報道ICG 熒光成像技術在腹腔鏡巨結腸根治術中的應用，術中實時清晰顯示擬切除腸管腸系膜血運，精確切除腸段，準確判斷吻合口腸管血流灌注，減少吻合口漏等并發癥，認為是一種更為精準及客觀的判斷吻合口腸管血運的技術手段［25］。 利用此特點，后續還可將此技術應用于腸套疊手術中腸管缺血再灌注損傷腸管血運的判斷、術中腸道膈膜的精準定位等。

四、ICG 熒光成像技術在其他小兒外科專業的應用

ICG 熒光成像技術在小兒外科其他專業的應用相比小兒肝膽外科報道較少，有學者報道了其在胸腔鏡下肺段切除術中的應用，為段間平面的劃分發展了新的方法［29］。 整形修復外科用此技術評價轉移皮片血運情況［30］；兒童睪丸旁橫紋肌肉瘤手術時用于前哨淋巴結的示蹤識別，能夠幫助識別區域淋巴結有無轉移［31］。 在腦外科手術中，利用ICG 熒光成像技術可幫助術中判斷動脈瘤夾閉及瘤體周邊側支血流通暢情況，減少手術過程中夾閉不全、過度夾閉及誤夾的發生，增強了手術安全和改善了患者預后等［32］。

五、ICG 熒光成像技術的若干應用問題

（一）在肝臟外科手術中應用的技術局限

首先表現在ICG 熒光成像對于肝臟深部結節的敏感度低；雖然ICG 具有兩親性結構，但近紅外光在組織中的穿透深度有限，其熒光信號僅能穿透10 mm 內的肝實質；目前，在兒童肝臟腫瘤切除過程中需結合術中超聲實時引導及病理學快速檢查，才能部分彌補ICG 分子熒光檢測在肝實質深度受限的缺點［17］。 其次，如何根據患者自身肝臟基礎功能情況制定個體化給藥劑量及時機，達到最佳顯影效果，減少背景干擾等，尚待進一步研究。 第三，肝斷面膽漏識別率不高，甚至無法識別；術中ICG 熒光成像技術在手術中雖能實時探測有無膽漏，但偶有肝斷面浸染而導致識別率不高、甚至失敗的情況。 此外，眾多肝段供血管道變異，解剖性目標肝段成功顯影的比例可能有限，技術上面臨天然瓶頸［33］。

（二）在胃腸手術中應用的技術局限

在胃腸道手術中，雖然ICG 熒光成像技術有助于防止吻合口瘺的發生，但對于熒光顯影強度的評價也只是基于手術醫生的主觀視覺判斷，存在評價熒光強度的主觀性及缺乏評定組織血液灌注定量標準的缺點。 因此，如何更加客觀、準確地測量ICG 熒光強度，確定腸管缺血時熒光閾值，制定血管造影標準及監測方法還有待進一步大樣本研究［28］。

總之，在當前外科手術越來越朝著精準、微創、安全方向發展的趨勢下，將ICG 熒光成像的導航技術、計算機三維重建技術、肝血流阻斷技術、術中實時B 超引導等技術綜合起來，對患者采取個體化治療方案，是精準醫療的關鍵；若能結合新一代達芬奇機器人手術，使得手術操作更加精準，則后期能開展更為復雜和高難度的手術，ICG 熒光成像技術具有便捷、經濟、安全、有效的優勢，相信未來該技術將不斷改進，為小兒外科精準醫療展示更好的應用前景。