影像学评估在腹壁下动脉穿支皮瓣乳房重建中的应用进展

王嘉,李伦,吴炅

乳腺癌患者术后乳房的缺失会给患者带来严重的生理和精神创伤,而乳房重建技术部分程度上有助于患者身心健康的恢复以及生活质量的提高。其中,以腹壁下动脉穿支皮瓣(deep inferior epigastric flap, DIEP)为代表的游离自体皮瓣重建技术,因皮瓣血供好,乳房塑型方便,供区并发症少,患者的接受度及满意度更高[1]。DIEP手术一个关键点是皮瓣穿支的选择,其直接影响到皮瓣的血供甚至成功率。临床医生可在重建术前通过多种影像学手段,包括计算机断层血管造影(computer tomographic angiography, CTA)、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography, MRA)、彩色多普勒超声(colour Doppler ultrasound, CDU)和动态红外热像仪(dynamic infrared thermography, DIRT)等获得腹部皮瓣的各种信息[2-3]。与术者直接在术中选择皮瓣穿支相比,术前行皮瓣影像学评估具有增加皮瓣移植成功率,减少术后并发症,缩短手术时间及住院时间等优势[4-6]。现针对DIEP术前皮瓣评估的影像学技术分别总结研究进展,以指导今后临床DIEP术前皮瓣准备时对各种手段的协调选择,提高DIEP手术的成功率及患者的满意度。

1 计算机断层血管造影(CTA)的应用范围和价值

CTA是目前DIEP术前进行穿支选择的首选技术和金标准,相较于其他成像技术，CTA具有高空间分辨率、高精度、低成本及受干扰影响较小等优势。CTA图像可以直接评估皮瓣范围,血管走行,穿支直径和血流动力学特性。其缺点是需要使用静脉造影剂和电离辐射,术中可用性差以及对穿支血管的血流动力学特性评估有限等[7-11]。理想条件下,CTA能够提供给重建医生7个方面的信息:①穿支大小;②穿支血供的区域;③穿支的肌内走行;④腹壁下深动脉(deep inferior epigastric artery, DIEA)蒂;⑤静脉解剖信息;⑥腹壁下浅动脉(superficial inferior epigastric artery, SIEA)和腹壁下浅静脉(superficial inferior epigastric vein, SIEV);⑦腹壁结构[12]。这些信息可直接作为DIEP术中决策的重要参考依据。有研究调查北美13位显微外科专家在DIEP术前最重视的CTA信息,通过三轮电子邮件问卷调查的结果显示:使用CTA选择DIEP皮瓣的最佳穿支时,最重要的穿支图像特点依次是穿支静脉直径、穿支在皮瓣内的位置和穿支动脉直径。最优先选择的是位于脐下的穿支;如果没有,将考虑脐部上方2 cm以下的穿支血管[13]。CTA成为部分整形外科医生行DIEP手术不可或缺的皮瓣评估工具。

除了作为术中穿支血管选择的客观依据,主动分析CTA的结果能为CTA带来更广泛的应用:利用CTA的图像可构建3D立体穿支模型,相比术前超声可发现更多的血管穿支,还可在术中缩短皮瓣获取时间。Hummelink等[14]结合三维立体摄影测量和CTA扫描结果,对DIEP皮瓣进行预设计,穿支位置、血管轨迹和皮瓣大小都纳入作为预设皮瓣参数。与术中实际解剖得到的皮瓣对比发现,预设皮瓣与已收获皮瓣平均重量仅相差(5±27)g[15],意味着CTA帮助预先设计腹部皮瓣具有较高的精确度,可有效避免术中设计皮瓣的不稳定性,从而降低手术风险及时长。此外,术前CTA对腹部皮瓣脂肪厚度评估可判断重建后是否会发生腹部切口裂开[16]；对腹壁深、浅血管交通支的状态评估,可对术后出现的皮瓣血供回流不畅提前预防:CTA结果显示对交通支出现狭窄、曲折或不完整的患者,术后出现的皮瓣充血静脉回流不畅的风险会增高5倍[17]。但是CTA对于手术并发症和手术时间的影响目前还存在争议。Daly等[18]回顾性分析1 187例DIEP手术发现,术前使用CTA并没有影响DIEP的手术时间,但也没有减少有腹部手术史患者DIEP术后的并发症发生率,但此类患者相比无腹部手术史的患者，重建术后腹部并发症和皮瓣脂肪液化的比例升高。O’Connor等[19]比较了CTA使用前后的回顾性和前瞻性队列发现,术前使用CTA可缩短皮瓣的获取时间以及总手术时长,术后可减少并发症导致的非计划性手术率,但是总并发症率并未降低。

除了腹部皮瓣的状况,术前CTA还可提供腹股沟淋巴结的信息,行腋窝手术的乳腺癌患者,上肢的淋巴水肿是一项常见的术后并发症。此类患者在行DIEP重建时,可将腹股沟区域的几个带血管的淋巴结包含在游离的腹部皮瓣中,并转移到受影响的腋窝以治疗淋巴水肿[20]。此种改良的DIEP手术中面临的大部分困难涉及到淋巴结和血管的识别和保存。CTA可以用来定位和量化腹股沟区域淋巴结的分布[21]。基于CTA的三维(3D)重建DIEP皮瓣设计可以在术前标记淋巴结的位置,对此改良的DIEP术对避免术后上肢淋巴水肿具有一定帮助[22]。一些患者甚至通过CTA意外发现了腹部的偶发肿瘤。一项154例行CTA检查的连续队列的结果显示，偶发瘤的发生率高达75.3%,其中有5.2%的患者改变了原先的手术计划[23]。对于重建前腹部有瘢痕的患者,Ngaage等[24]研究发现,CTA和手术选择的血管具有一致性,此类患者DIEP皮瓣单穿支的比例更高,皮瓣的体积更大。

CTA本身的硬件设备和软件升级方面也各有进展。双能宝石光谱成像(GSI)扫描技术既提高了良好的主观图像质量,并且使碘造影剂的含量降低22.86%,辐射剂量降低11.01%,为DIEP重建手术方案的制定提供了良好的依据[25]；Osirix图像软件具有免费、易于使用、便携等优势,在穿支评估方面的准确性可与目前广泛应用的西门子Syngo InSpace4D(一种专利软件)系统相媲美,并且具有更高的3D重建图像质量[26]。未来随着技术的发展,CTA的应用范围及价值也会出现变化,更值得我们进一步的拓展和明确。

2 磁共振血管造影(MRA)的优势

术前MRA检测标记穿支血管,可使外科医生能够准确地为患者提供有关游离皮瓣、乳房重建、供体部位的选择，从而对整体安全性有很大帮助,既减少了手术时间也减少了术后并发症。此外,MRA相比CTA具有低辐射,更好的血管走行可视性及不使用碘造影剂等优势[27-28]。在此基础上,精细化、个性化的MRA技术也进一步提高了MRA在皮瓣评估时的价值。磁共振为基础的穿支相位对比血管成像(perforator phase contrast angiography, pPCA)技术,相比基于X线的CTA具有更好的图像质量、更好的血管对比度和更准确的穿支解剖结构[29]。新的血管造影剂,如纳米氧化铁的使用也进一步改善了极细血管的静脉期成像质量,同时避免了碘化造影剂对患者的风险,在DIEP术前的穿支评估方面也能满足临床医生的需求[30-32]。但是其比较昂贵的价格,一定程度上限制了应用范围的推广。

3 彩色多普勒超声(CDU)的作用

CDU也是一种成熟的术前穿支检测方法。具有便捷、准确、便宜、简单以及非侵入性等优势。此外,它还可以在术中使用来直接评估穿支血管的血流信息,与CTA相比各具优势。两者均能准确定位DIEP手术所需的腹部皮瓣穿支,但CDU测量穿支动脉管径优于CTA,CTA在估计穿支血管的肌内走行和识别超微静脉通畅方面优于CDU[33]。一项65例患者的前瞻性研究比较了术前CTA和CDU的优势,结果发现只要外科团队在使用DIEP皮瓣重建乳房方面有适当的经验,两者在手术时长、术后并发症发生率及严重程度的改善方面均无明显差异,术前超声足以替代CTA的作用[34]。Mijuskovic等[35]总结125例DIEP手术发现,术前行CDU检查选择的穿支血管与最终手术选择的血管相对一致(r=0.999,P<0.001),但一致性对最后皮瓣的存活率无影响;而CTA无一致性(r=0.01,P=0.91)。此外,如果术前CTA和CDU选择的穿支均不是最后的手术选择,术后皮瓣坏死的比例将会上升。

4 动态红外热像仪(DIRT)的应用与价值

DIEP皮瓣的穿支可以通过MRA、CTA等手段进行定位,但这些诊断成像技术存在价格昂贵、辐射剂量过高、造影剂的肾毒性等缺陷,不适合术中或术后监测。而DIRT可以在手术中的任何阶段评估皮瓣的灌注[3]，尤其是术后皮瓣血供恢复情况的评估。理想情况下,术后皮瓣监测系统需要无创、无副作用、可靠、快速、可重复、准确、无痛且易于操作。满足这些要求的方法包括近红外光谱、植入式多普勒探头、彩色双工超声、激光多普勒血流计和微透析等,随着计算机分析软件和技术的发展,DIRT设备变得越来越小型化,分析精度越来越高,分析细节也越来越细,这使得DIRT的使用范围更加广泛,既可以在手术中使用,也成为在病房作为术后监测设备的首选仪器。DIRT相比CTA创伤性小,不使用辐射或造影剂,其原理是基于使用红外相机测量组织的热辐射和皮肤温度,生成与皮肤灌注密切相关的彩色动态图谱。通过这种方法,临床医生能够确定最主要的穿支及其灌注区域。但另一方面,DIRT只提供穿支血管灌注等血流动力学信息,而不提供血管的具体走行等解剖性信息。这意味着外科医生必须对血管解剖有透彻的了解,才能解释结果[36]。为了比较不同研究或者患者之间的差异,需要标化和重复性高的测量手段。Thiessen等[37]提出一项基于早期几种策略研究组合[38-41]的标化DIRT模型,在术前、围手术期和术后评估中均可使用,进一步明确了DIRT的应用范围及价值。

5 结语

随着乳房重建手术在国内的推广,外科医生需要掌握DIEP等包含显微外科技术的自体重建术式。CTA, MRA, CDU和DIRT等影像学手段为DIEP手术涉及到的皮瓣穿支的选择,供体及受体区域的评估,以及术后皮瓣血供的检测等方面提供了帮助。除此以外,进一步明确每种手段的应用条件,拓展更广泛的应用范围,设计更精准更个体化的应用模型,是这些影像学技术应用在DIEP手术中的发展方向。