微血管皮瓣灌注監(jiān)測：熒光成像在血管血栓發(fā)現(xiàn)中的應用

頭頸部重建中的組織移植成功率很高。然而，在所有病例中，多達10%會發(fā)生嚴重的并發(fā)癥。皮瓣監(jiān)測技術(shù)設備有助于早期發(fā)現(xiàn)血管問題，以便及時進行干預。在這項研究中，我們測試了熒光成像在測量游離皮瓣血管血栓形成的灌注依賴參數(shù)方面的適用性。PreSens 的 VisiSens 系統(tǒng)原型用于在移植前、吻合成功后和手術(shù)后1天測量10個微血管移植物的皮膚氧通量。使用這種方法可以在手術(shù)后 1 天清楚地識別灌注不良的皮瓣。

微血管游離組織移植通常用于重建口腔頜面區(qū)域的缺損，成功率為 91% 至 99%。盡管如此，在某些情況下，血管閉塞會導致嚴重的并發(fā)癥并導致皮瓣衰竭。通常，微循環(huán)的逐漸關(guān)閉是主要問題，這是一個難以察覺的緩慢過程。雖然有皮瓣移植的監(jiān)測方法，但尚未建立可靠、準確和簡便的操作規(guī)程。在這項研究中，通過測量灌注依賴性參數(shù)來監(jiān)測游離皮瓣，測試了其對發(fā)現(xiàn)吻合組織并發(fā)癥的適用性。使用PreSens的VisiSens系統(tǒng)原型進行的熒光成像來測定組織灌注。使用手持式顯微鏡讀取熒光傳感器箔的響應，并將其放在皮膚表面。

一、皮瓣熒光成像

在移植前、吻合成功后和手術(shù)后 1 天對皮瓣的真皮組織進行熒光成像。將傳感器箔的感應面直接放在皮膚表面，并用手持式熒光顯微鏡非侵入性地讀取其響應。每項測量都記錄在圖片中，以光學判斷皮瓣灌注。組織氧合取決于血管提供的氧氣供應和組織細胞的耗氧量。氧分壓 （pO2）是監(jiān)測組織氧合的理想?yún)��?shù)，因為它與物理溶解氧的濃度成正比。在實驗中，熒光傳感器箔從環(huán)境空氣中加載氧氣并放在皮膚表面。它根據(jù)組織的需求釋放其氧氣儲存器。在測量過程中，儲層沒有重新加載，因為傳感器的透明聚酯支架是不透水的。由氧通量驅(qū)動的氧氣釋放可以記錄下來，測量傳感器隨時間的變化響應。測量在傳感器放在皮膚表面后立即開始，并且僅在傳感器和組織的分壓平衡時間內(nèi)進行，時間序列為每 10 秒 10 張圖像（100 秒記錄時間）。在確定圖像上的某個感興趣區(qū)域 （ROI） 后，可以繪制傳感器對氧氣的響應隨時間的變化。由組織氧張力驅(qū)動的灌注依賴性參數(shù)可以從這些圖的斜率計算出來。

圖1：VisiSens原型用于皮瓣二維氧成像的測量原理

二、監(jiān)測結(jié)果

低灌注率導致組織中的氧張力低，因此斜率高，而高灌注率導致氧張力高并顯示低斜率。研究的 10 個移植物在移植前的平均斜率為 0.14（標準差± 0.12）。吻合成功后，平均斜率值為0.25（標準差±0.14）。手術(shù)后一天，灌注良好的移植物（n=6）的斜率值在0.07-0.27之間（平均斜率值0.18±0.07），與術(shù)前斜率值基本相等。另一方面，灌注不良的移植物 （n=4） 強烈改變了灌注依賴性斜率，其值在 0.35 - 0.75 范圍內(nèi)（平均斜率值 0.52 ± 0.19），因此可以清楚地識別。通過手術(shù)可以成功修復其中三個皮瓣。在這些測試中可以確定閾值斜率值為 0.3，當閾值小于0.3時，表明皮瓣灌注良好。高標準偏差值是由于樣本3中異常高的斜率值造成的，這是一個在研究早期丟失的高度受損的皮瓣。

圖2：低灌注組織、正常組織和高灌注組織內(nèi)氧分壓的斜率圖（上圖）;低灌注、正常和高灌注組織的平均斜率值（下圖）

圖3：一個樣本記錄圖像的時間序列

三、結(jié)論

微血管移植物上使用熒光傳感器箔成像可以對組織氧合進行二維和非侵入性評估。當然，它需要用更多的測量樣品進行測試和評估，但它可能是監(jiān)測自由皮瓣的客觀測量工具。此外，本本研究確定的0.3的閾值需要在更大的試驗中得到證實。利用氧成像對整個皮瓣進行長期監(jiān)測的可能性是一個重要的優(yōu)勢，有助于評估外科醫(yī)生進行皮瓣檢查，并明確指示皮瓣灌注的程度。

文獻參考：

J. K. Meier (2012), Simple, Fast and Reliable Perfusion Monitoring of Microvascular Flaps, Clinc. Hemorh. Microcirc., 5 (1-2), pp. 13 - 24

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