三维超声造影血管重建在穿支皮瓣术前评估中的应用

王俞明, 耿 峰, 汪 涛, 张 涛, 强朝晖, 汪珺莉, 赵月雷, 秦 信, 葛艺东

三维超声造影血管重建在穿支皮瓣术前评估中的应用

王俞明, 耿 峰, 汪 涛, 张 涛, 强朝晖, 汪珺莉, 赵月雷, 秦 信, 葛艺东

目的 研究三维超声造影血管重建在穿支皮瓣术前评估中的有效性。方法 对拟行穿支皮瓣手术的10例患者，术前进行三维超声造影穿支血管重建，获得血管影像的解剖信息和血流动力学特征，包括鉴别穿支类型、体表出肌点、穿支数量及走行，以及血流最大收缩速度和抵抗指数。首选穿支类型简单、走行平直、直径粗大，且峰值流速快的血管为皮瓣供血血管，设计并切取皮瓣；术中将实际情况与术前检测进行核实比较。结果 本组共10例患者，在拟切取皮瓣的区域由超声探查到的18个穿支均在术中得到证实，其余穿支血管因术中不需要显露，而未在术中得到证实，所有皮瓣术中情况与术前检测基本一致，皮瓣切取操作顺利，术后存活良好。结论 三维超声造影血管重建能够获得丰富的穿支血管解剖信息和直观的三维立体空间影像，并能实现穿支的体表定位，在穿支皮瓣手术中发挥着重要作用。

三维重建； 超声造影； 穿支皮瓣

利用穿支皮瓣移植技术对各种因创伤、肿瘤等原因造成的组织、器官缺损进行移植、重建和再造，能够最大限度地减少供区的损伤。自1989年，I Koshima首次提出穿支血管概念以来，穿支皮瓣在临床中的应用日渐广泛。但如何在术前准确地获取穿支血管的详细信息，对于手术治疗显得极其重要。目前，穿支皮瓣术前常用的影像学检测技术有手持式单向多普勒、高频彩色多普勒超声、CTA和MRA等[1]。自2012年7月至2014年2月，我们对10例患者采用三维超声造影重建技术，获得了穿支血管的三维影像解剖信息和血流动力学特征，同时进行了穿支血管的体表定位，并依靠综合评估结果来确定手术方案，获得了较好的术后效果。现报道如下。

1 临床资料

本组共10例患者。男性7例，女性3例；年龄6～68岁，平均46.6岁。其中，外伤性缺损5例，皮肤软组织肿瘤术后缺损4例，瘢痕挛缩畸形1例。依靠三维超声造影重建穿支血管的评估结果来确定手术方案。本组中，3例采用带蒂滑车上动脉螺旋桨穿支皮瓣；2例采用游离股前外侧穿支皮瓣；1例采用带蒂腓肠内侧动脉穿支皮瓣；1例采用带蒂尺动脉腕上穿支皮瓣；1例采用带蒂胸背动脉穿支皮瓣；1例采用带蒂外踝后腓动脉穿支螺旋桨皮瓣；1例采用带蒂外踝上腓动脉穿支皮瓣。

2 材料与方法

2.1 仪器与耗材 仪器采用美国的GE Voluson E8及RSP6-16-D容积探头；日本的Terumo TE-332微量注射泵。耗材为SonoVue微泡造影剂(意大利BRACCO公司)。设定探头频率为7.5 MHz；彩色多普勒频率为7.5 MHz；彩标最高值通常为2 cm/s，CDFI调节到最为敏感，且不产生噪音的状态。2.2 造影成像方式 将SonoVue微泡造影剂，用15 ml生理盐水充分溶解摇匀后，首先采用微量注射泵即刻由手背静脉团注2 ml后，改为定量连续滴注，速度设定为1 ml/min，使图像信号出现明显增强，不致使CDFI彩色信号溢出过大而影响造影效果。

2.3 超声探查内容 在血流信号明显增强条件下，使用容积探头对穿支血管及其主干血管进行各项测量，主要包括穿支类型、穿支走行距离、体表出肌点、穿支数量、穿支直径、血流收缩期最大速度和血管阻力指数等；筛选出穿支类型简单、走行平直、直径粗大，且峰值流速快的血管为目标血管，同时通过三维重建，直观地显示穿支血管的空间立体影像。

2.4 常用探测穿支血管的方法 ⑴胸背动脉穿支血管的检查。患者取侧卧位，手臂上抬内收，充分显露术区一侧胸背部，确定背阔肌前缘并探查胸背动脉主干，探头沿动脉主干逐渐由头侧向脚侧探测，在腋后壁下6～8 cm及背阔肌前缘内2～4 cm处深面，观察胸背动脉的穿支情况，并做穿支出肌点的体表标记。⑵旋股外侧动脉降支穿支血管的检查。患者取仰卧位，充分显露一侧大腿，在大腿前外侧区域，特别应于髂前上棘与髌骨外侧连线中点附近的大腿前外侧附近进行探查，观察其穿支血管情况，并做穿支出肌点的体表标记。⑶腓肠内侧穿支血管的检查。患者取俯卧位，充分显露术区一侧小腿及腘窝，在距离腘皱褶10～17 cm，距离后正中线2～5 cm区域内进行探查，观察腓肠内侧动脉的穿支血管情况，并做穿支出肌点的体表标记。⑷外踝后腓动脉穿支血管检查。患者取俯卧位，显露小腿外踝后方间隙，前界为外踝及腓骨长短肌腱，后界为跟腱，在外踝尖上0.5～2.5 cm范围内探查腓动脉穿支血管情况，并做穿支的体表标记。

3 结果

3.1 术前三维超声扫描结果 全部患者采用三维超声扫描，其穿支血管及主干血管均能得到清晰显示，获得可靠的血管影像解剖和血流动力学信息。10个皮瓣共探测出穿支血管18个，其中肌皮穿支8个，肌间隙穿支6个，直接穿支4个；每个皮瓣平均探测出穿支为1.8个。管径最大1.3 mm，最小0.5 mm，动脉峰值流速PSV最大40.6 cm/s，最小8.3 cm/s。

3.2 外科手术及随访结果 本组共10例患者，所有皮瓣术中情况与术前检测基本一致，皮瓣切取操作均顺利。术后1例胸背动脉穿支皮瓣在术后24 h内发生静脉危象，考虑为静脉迂曲受压，以及与患者自身血液高凝状态有关，给予积极抗凝溶栓治疗，并拆除部分缝线后好转，最终完全存活，其余9例均未发生动、静脉危象，存活良好。随访1～6个月，效果满意(图1～8)。

4 讨论

穿支皮瓣是近年来国内外在修复重建外科皮瓣移植领域的最新进展，其满足了当代组织移植发展的需要，与传统皮瓣相比显示出许多优越性，符合组织移植的原则[2]。穿支皮瓣克服了传统游离皮瓣的许多不足，其主要优点为供区肌肉能予保留，可最大限度地减少供区的损伤，保护供区的功能，从而避免造成供区肌肉的缺损及功能丧失等[3]。目前，在头颈部肿瘤术后重建及肢体创伤缺损修复中，穿支皮瓣的临床应用较为广泛[4]。由于从供区组织中分离穿支皮瓣需要精确的解剖技巧，所以，对术者的显微外科技术要求很高。穿支皮瓣技术的关键是对穿支血管的定位和解剖，因此，术前详细的影像学评估对于手术设计和操作极其重要。通过术前导航，我们可以精确地绘制血管图像，选择合适便捷的方法，帮助医师们准确、安全地完成手术。在临床中，最早开始应用的手持式单向多普勒超声仪，由于其具有方便、经济、无创的优点，至今仍在广泛应用。但其探测信号单一，易受干扰，存在较高的假阴性和假阳性，无法提供足够的穿支血管数据[5]。与之相比，彩色多普勒超声可以提供更多有价值的信息，包括穿支定位、血管直径、流速等，同时具有安全、无创、经济等优点[6]。但常规的彩色多普勒能量图的重建方法，存在多普勒伪像和角度的依赖性，对于微小穿支血管的显示存在不足，从而降低了其敏感性与准确性，同时还存在二维图像不够清晰、直观和穿支定位存在误差等缺点[7]。螺旋CT血管成像技术是目前能够高效、快速地完成穿支血管成像，提供准确的血管行程，以及与周围组织的结构关系，属于非侵入性技术，但患者不可避免地面临着较大剂量的电离辐射风险[8]。相比而言，磁共振血管成像最大的好处在于，能使患者避免暴露于辐射中，但在安装心脏起搏器，以及有金属置入体的患者，属于禁忌[9]。此外，高昂的设备及检查成本是其不足之处。

图1 左胫前软组织感染、坏死缺损 图2 微量注射泵连续定量造影 图3 造影前不连续穿支血流信号 图4 造影后的连续血流信号和重建的三维超声穿支影像 图5 皮瓣设计和穿支血管的体表定位 图6 切取的腓肠内侧动脉穿支皮瓣 图7 术后即刻 图8 术后2周

Fig 1 Soft tissue defect in the front of left tibia with infected necrosis. Fig 2 Continuous quantitative imaging with microinject pump. Fig 3 Discontinuous blood flow signal of perforator before imaging. Fig 4 Continuous blood flow signal and three-dimensional ultrasound images of perforator for reconstruction after imaging. Fig 5 Design of flap and location of perforator. Fig 6 Harvested flap pedicled medial sural artery perforator. Fig 7 Postview at once. Fig 8 Postview at 2 weeks.

近年来，随着血管内超声造影技术的发展，作为第2代超声造影剂的SonoVue，由于具有单层脂质膜的结构特点和六氟化硫的特性，决定了其良好的声学特性、体内稳定性和安全性，因此，在超声诊断领域的应用正逐渐扩大[10]。SonoVue微气泡直径小于10 μm，具有类似红细胞的血流动力学特征，可作为血管内示踪剂，能增强血流与组织的回声对比，提高性噪比，使多普勒频移显示更多的血流信息[11]。2008年，陆林国等弃用低机械指数、谐频成像模式，在持续缓慢推注造影剂下，采用在二维声像图基础上加用彩色多普勒表现(CDFI)模式，观察穿支血管的彩色血流信号[12]。但由于其造影注射方式为人工手动缓慢推注，造影剂信号强度随时间缓慢上升，操作时受人为因素影响较大，很难精确掌握时间和速度，易导致造影剂血液浓度波动和信号不恒定，影响了高质量血管成像的效果。我们经改良，采用了微量注射泵辅助控制下的定量造影，首先以1 ml/s速度快速团注2 ml已稀释的SonoVue，造影剂信号强度可迅速提高，随即切换为设置的1 ml/min速度进行连续定量推注，使得造影剂的注入与清除达到动态平衡，维持信号的平稳，利于获得稳定可靠的高质量穿支血管图像。除常规的穿支血管数量、直径等解剖特征和血液动力学信息外，重点探查穿支血管的类型和其出肌点的体表定位，最后利用容积探头采集的信息进行三维重建，以展示穿支血管的直观空间立体影像。此外，在CDFI模式下，微泡在检查区域将被高机械指数的声波击破，从而产生更强的回声信号用于CDFI清晰显示。这对于检测出皮下脂肪层内的微细血管尤为重要，不仅弥补了CDFI对微细血管无法清晰显示的不足，也为微细血管的检出提供了可能。这些均有助于提高穿支皮瓣手术的准确性和成功率。

总之，三维超声血管造影重建是一种安全、可靠，简单方便，且较为经济的穿支皮瓣影像学导航方法，可以为术前方案和设计提供决策依据，并减少了手术盲目性，降低了手术创伤和并发症的产生。但由于受超声探头的体积和成像方式的限制，体表定位仍旧依靠操作者的主观判断，对于肢体远端等穿支血管密集区域的定位，仍存在精确性上的不足，尚有待改进。另外，对超声操作者有一定的解剖知识要求，存在较长的学习曲线和操作时间。

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Application of contrast enhanced ultrasound combined with three-dimensional reconstruction in the preoperative evaluation of perforators flap

WANGYu-ming,GENGFeng,WANGTao,etal.

(DepartmentofPlasticSurgery,NO.2People′sHospitalofWuhu,Wuhu241000,China)

Objective To study the usefulness of contrast-enhanced ultrasound combined with 3D reconstruction in the preoperative evaluation of perforators flap. Methods Ten patients who would performed the perforator flap operation were undertaken contrast-enhanced ultrasound combined with 3D reconstruction before operation, obtaining the anatomical information of vascular imaging and hemodynamic characteristics, including the perforator type, the position where the vessel perforates from muscle into adipose layer, the number and the course of perforator vessel, peak systolic velocity and resistance index. The straighter and bigger perforators of type were the first choices. Based on this information, the preferred perforator and the ideal donor site were selected for the flap harvesting. During surgery, the accuracy of preoperative imaging data was compared with the surgical findings. Results Of 10 patients, 18 perforators detected by ultrasound were confirmed during surgery except for those which were unnecessary for showing. The entire intraoperative situation and the preoperative detection were basically identical. The flaps were harvested smoothly and postoperative survival was well. Conclusion Contrast-enhanced ultrasound combined with 3D reconstruction provides anatomic information of perforating branches, precisely the perforator location and intuitional 3D-image in space, which plays a very important role in perforator flap surgery.

Three-dimensional reconstruction； Contrast-enhanced ultrasound ； Perforator flap

241000 安徽 芜湖，芜湖市第二人民医院(整形外科：王俞明，汪 涛;超声医学科：耿 峰,张 涛,强朝晖,汪珺莉,赵月雷,秦 信,葛艺东)

王俞明(1977-)，男，山东单县人，副主任医师.

10.3969/j.issn.1673-7040.2015.05.011

R445.1；R622

A

1673-7040(2015)05-0287-04

2015-03-09)