吲哚菁绿近红外荧光成像技术在子宫内膜异位症手术中的应用进展*

贾炎峰

(甘肃省妇幼保健院妇科,兰州 730050)

子宫内膜异位症(endometrisis,EMs)是一种妇科常见疾病[1],由于其病变的多样性、隐匿性,术中目测识别困难,手术切除不尽是其复发的主要原因。手术期间使用荧光显影剂进行增强成像,内异症病变可能更容易与正常组织区分开来。吲哚菁绿近红外荧光(NIR-ICG)成像技术可更好地识别内异症病变进行完整切除,有助于减少疾病和症状的持久性和复发。本文就NIR-ICG成像技术在内异症手术中的应用现状以及问题与争议作一系统综述。

1 NIR-ICG增强成像技术简介

术中染色是医学上用作评估解剖、生理和病理的安全有效方法。光学成像和术中染色的结合作为实时、非侵入性和高分辨率的检测方法,可用于术中增强成像。NIRF的波长范围为700～900nm,肉眼不可见,生物组织对该范围波长的吸收较低、自发荧光较少,可最大限度地减少背景干扰,增强组织的穿透深度和图像的灵敏性。近红外荧光(near-infeared fluorecence,NIRF)结合术中染色可供实时荧光图像,在手术过程中提供准确的引导。吲哚菁绿(Indocyanine green,ICG)是一种近红外荧光染料,由日本柯达实验室于1955年首次合成,为水溶性物质,具有阴离子特性和两亲性,相对分子量776u,激发光波峰780nm,发射光波长820nm,此段波长处于组织自体荧光波长之外,可实现NIRF成像。ICG在体内注射后可在特定近红外波长的荧光下检测,可用于识别组织的血管性,以消除异常的脉管系统并保持正常的健康脉管系统。NIR-ICG被广泛应用于恶性肿瘤前哨淋巴结显影,近年来逐步应用于妇科内异症的手术中,并被认为是一种安全可行的检测工具。

2 NIR-ICG在不同内异症中的应用现状

内异症可分为卵巢内异症、腹膜内异症、深部浸润型内异症(deep infiltrating endometriosis,DIE)、肠道内异症、输尿管内异症、瘢痕内异症(腹壁切口及会阴切口)等类型。晚期内异症患者中,病变可同时累及多个盆腹腔器官,如肠管和输尿管。本节区分描述了NIR-ICG在不同类型部位内异症的应用现状。

2.1 腹膜型内异症 内异症在腹膜的出现会造成腹膜内微血管形态改变,从无色气泡(非色素性细微子宫内膜异位)到血管过度区以及经典的黑色和粉末烧伤病变色素沉着(色素性子宫内膜异位)。腹膜型内异症的外观形态各异,修订后的美国生殖医学学会分类(revised American Society for Reproductive Medicine,RASRM)将腹膜型内异症病变分为红色(红色、粉红色和透明病变)、白色(白色、黄棕色和腹膜缺损)和黑色(黑色和蓝色病变)。2014年Levey等[2]首次报告了1例32岁女性患者使用内置NIRF的机器人手术系统静脉注射了5mg ICG,在常规白光模式下目测出的腹膜病变在荧光模式下显影出强烈的绿色,在另外一个白光模式下目测正常的腹膜,在荧光模式下也显影绿色并被病理组织学证实,初次提示了NIR-ICG对腹膜内异症病变视觉增强显像的潜在益处。Gre-Endo[3]临床试验中,55例患者静脉注射0.25mg/kg ICG,至少间隔5min后激活NIR-ICG成像,NIR-ICG识别出白色病变14个,黑色病变4个,荧光模式检测的阳性预测值和特异性比白光模式更高,而阴性预测值和敏感性更低;对于白色病变,荧光的准确性低于白光(40% vs 46.7%);而在识别黑色病变方面更优越(60% vs 50%)。红色和白色植入物类型的形态有很大差异,在组织学过程中,细微损伤也可能表现为正常腹膜。因此,腹腔镜常规白光目测很难将红色、白色病变与正常腹膜区分,腹膜型病变存在隐匿性。Cosentino等[4]认为NIR-ICG既可识别白光可见的内异症病变,也可识别白光目测下忽视的隐匿性病变,腹膜型病变的荧光模式阳性预测值和特异性达到了100%。Vizzielli等[5]调查了3D机器人手术NIR-ICG对隐匿性病变检出率的影响,将患者分为观察组20例(3D)和对照组27例(2D),分别通过白光和荧光识别了116个和70个疑似病变,观察组荧光的阳性预测值和特异性为100%,阴性预测值和敏感性为97.1%,认为3D机器人手术NIR-ICG有更好地识别隐匿性病变的效果,是一种很好的诊断和筛查方法。Jayakumaran等[6]报道了荧光模式显示腹膜隐匿性病变的数量显著高于机器人和腹腔镜白光模式(13.4 vs 7.4、4.7,P=0.012),认为NIR-ICG可切除隐匿性病变并减少术后疼痛和症状持续和复发的风险。

2.2 DIE DIE是指病灶浸润深度≥5mm的内异症病灶[1],可分布在宫骶韧带、宫颈后、子宫直肠陷窝、阴道、直肠或结肠壁以及膀胱壁和输尿管等处,主要治疗手段是手术治疗[1]。DIE手术具有挑战性,保守性手术可能出现手术切除不尽,疼痛症状不能缓解,根治性手术又会增加手术并发症。目前尚没有任何非侵入性成像模式,如经阴道或经直肠超声或磁共振成像能在术前环境中准确地检测到DIE病灶的位置和范围,手术者多依赖于术中目测的主观所见判定。Kanno等[7]在视频摘要中首次演示了静脉注射0.25mg/kg ICG后,荧光显影下成功切除DIE病灶及DIE结节与盆腔自主神经的解剖关系。De Neef等[8]认为,NIR-ICG不但有助于阴道DIE结节切除,并且可与正常组织区分而决定是否扩大切除至阴道后穹窿,以降低直肠穿孔的风险。在Gre-Endo的试验[3]中,NIR-ICG检出并经组织学确认的DIE病灶,其中宫骶韧带结节57个、宫颈后结节40个、结直肠结节27个、输尿管周围结节29个、阴道结节10个、膀胱前/膀胱结节15个,白光与荧光两种模式检测DIE结节的特异度类似,而显示输尿管周围/卵巢窝和结直肠结节的敏感度和准确性更高。2019年杨立等[9]首次报道了国内NIR-ICG应用于内异症的手术,8例患者经脐单孔腹腔镜完整切除了DIE结节,手术未发生任何并发症。DIE结节范围广泛,分布在不同部位的病灶形态各异,在荧光显影下表现不同。李震等[10]在1例使用机器人手术NIR-ICG切除骶韧带和直肠DIE结节时发现,荧光模式下骶韧带和直肠的DIE结节未显影,其周围正常组织显示出绿色荧光,表现出反向显影。Aleksandro等[11]视频摘要中显示,直肠DIE结节表现为实质性纤维化结节,从而出现了反向显影。NIR-ICG成像技术能将DIE病灶与周围正常组织区分,明确病灶的边界,实现完整切除而避免出现过度。

2.3 肠道内异症 肠道内异症占所有内异症的12%,其手术方式包括保守型手术病灶削切术、病灶蝶形切除术以及根治性手术节段性肠段切除术。过多的病灶切除、手术范围的扩大导致不可避免的损伤,严重并发症发生率高达22%。NIR-ICG在肠道内异症手术中有助于选择边界线,将病灶与正常组织分离。Aleksandro等[11]在腹腔镜直肠内异症病灶削切术中,使用静脉注射0.25mg/kg ICG,荧光显影区分病灶与直肠壁的界线完成手术。肠瘘的发病机制与血管损伤有关,血流灌注不足导致吻合口渗漏和(或)愈合失败,NIR-ICG也可以评估手术后的肠道血供,与其他方法互补降低肠瘘风险。Raimondo等[12]在直肠乙状结肠内异症全层肠段切除术后,评价了NIR-ICG评估肠管血供的可行性,31例患者(96.9%)在吻合口线上显示规则荧光,并且观察到1例节段性切除术后吻合口渗漏,在术中荧光引导下完成了吻合口加固缝合。Bourdel等[13]研究显示,NIR-ICG用于21例肠道内异症病灶削切术后血供检查,81%病例显示出足够的荧光,认为NIR-ICG成像技术用于评估肠道内异症术后血供是安全可行的。

2.4 输尿管内异症 输尿管内异症并不少见,是最基本的治疗方式是手术,包括输尿管粘连松解术、病灶切除术及输尿管节段切除术。通过膀胱镜在输尿管内注射ICG行NIRF成像可显影输尿管位置,避免医源性损伤。Mandrova等[14]在膀胱镜下使用6-Fr输尿管导管进行输尿管插管,将稀释在2mL蒸馏水中的5mg ICG通过输尿管导管逆行滴注到输尿管中,常规白光模式下无法显示的输尿管在荧光下实现了实时定位,未发生ICG相关并发症。Siegenthaler等[15]报道2例膀胱输尿管EMs患者,将4-Fr输尿管导管置入输尿管口经尿道内注射25mg ICG,整个过程实现荧光显影输尿管走行路线,避免了分解粘连而损伤输尿管,证明NIR-ICG用于输尿管定位是安全可行的。NIR-ICG也可用于输尿管粘连松解术后评估输尿管血供,从而更合理地选择是否放置输尿管支架。Raimondo等[16]在一项前瞻性研究初步探索了NIR-ICG在评估输尿管内异症保守性手术(输尿管松解或病灶切除术)输尿管血供的安全可行性,36例行输尿管松解术的患者将25mg ICG稀释在10mL可溶性水进行输尿管荧光显影,ICG评估时间平均为5min,5例白光模式下显示局部缺血怀疑要放置输尿管支架的患者,其中有2例在荧光模式下血管荧光分布规则,提示输尿管血液灌注正常,避免了放置输尿管支架。医源性输尿管损伤是妇科腹腔镜手术最常见的并发症之一。膀胱镜下在输尿管插管注射ICG能实时定位输尿管,操作简单易行,也可用于评估放置输尿管支架的必要性,不失为一种新的手段。但是,在手术中消耗更多的时间,进行侵入性导管插入,也可能导致医源性输尿管损伤的风险。因此,在内异症手术中使用荧光显影输尿管,以获得利大于弊的效果,还应进一步实践。

2.5 其它类型内异症 梁炎春等[17]首次报道了腹腔镜NIR-ICG辅助显影切除腹壁内异症病灶,7例患者按0.25mg/kg静脉推注ICG,其中5例出现了荧光显影,切除病灶后的3、6、9、12点四个方向和基底部切缘组织病理学均为阴性,患者伤口均甲级愈合,未出现ICG相关的不良反应。初步证明了NIR-ICG在腹壁内异症病灶手术中的安全有效性。卵巢内异症手术中,内异症囊肿纤维化形成时间长,荧光模式下的卵巢内异症囊肿缺乏荧光显影,而输卵管由于丰富的生理血管网密度,会出现弥漫荧光。因此,在轻度卵巢内异症手术中单独应用NIR-ICG的价值有限,但仍可用于识别卵巢窝周围隐匿性病变及严重粘连松解避免损伤周围组织器官。

3 NIR-ICG在内异症手术中应用的问题与争议

目前,NIR-ICG成像技术已逐步应用在内异症的不同领域,并表现出其潜在价值。然而,ICG使用剂量、荧光暴露时间等问题还存有很大差异,2D/3D腹腔镜与3D机器人的荧光检测效果也有不同。NIR-ICG的应用效果可能与ICG注射剂量、荧光暴露时间、rASRM分期、既往腹部手术次数以及盆腔粘连松解时间有关。

NIR-ICG在内异症中的使用主要经静脉注射,唯一特殊的是在显影输尿管时经尿道注射,这与用于恶性肿瘤前哨淋巴结显影,经组织间质注射淋巴脉管显影不同。ICG临床使用剂量为0.1～0.5mg/kg,最大剂量5mg/kg,在内异症中的使用注射剂量通常是0.25～0.3mg/kg体重或固定剂量2～5mg重复给药。Siegenthaler等[15]认为ICG剂量0.3mg/kg体重,ICG暴露时间超过20min会对检出率产生显著的积极影响。ICG经静脉注射进入血液后,迅速与血浆蛋白结合,由于新生血管生成是内异症的典型特征,进入新生血管的内异症病变后,ICG渗透积聚在第三间隙中,第三间隙中的ICG将再次被缓慢吸收至循环系统,经肝脏清除后显影逐渐变弱直至消失。ICG的血流冲刷和积聚在新生血管区的第三间隙需要等待,荧光显影下切除病灶的最佳时机应在荧光暴露的时间窗内,临床上内异症病灶荧光暴露时间可波动在1～30min。Al-Taher研究中[18]ICG剂量低和荧光暴露时间短(给药后最长5min)导致敏感性降低,按每次注射2.5mg ICG,重复给药2～3次,可使组织血管化重复成像,改善荧光显影,但可能出现荧光背景过多污染视野的情况。

Lier等[19]分析20例中重度晚期内异症患者,常规白光成像后随机顺序使用窄带成像、NIR-ICG和3D成像再次检查盆腔可疑区域,结果发现单次使用NIR-ICG对内异症病变的检测没有改善。Al-Taher等研究[18]发现,内异症分期影响NIR-ICG的检测结果。Cosentino等[4]一项前瞻性研究中,NIR-ICG显示出82%的敏感度和97.9%的特异度,这可能与其研究晚期内异症(rASRM Ⅲ和Ⅳ期)占比高(约90%)有关。研究提示,晚期内异症患者中,3D和2D在NIR-ICG下的检测效果相似。晚期病灶本身不难在常规白光下检测,也更容易用荧光检测。因此,考虑医疗经济成本,纳入晚期患者使用NIR-ICG是否必要,还需进一步实践。

血管发生和预先形成的微血管网络融合有助于内异症病变的血管形成。DIE具有较高的血管内皮生长因子A和血管内皮生长因子受体2表达以及增加的血管密度,比其他内异症病变或正常腹膜组织具有更高程度的新生血管生成。因此,增加剂量、延长暴露时间、分离粘连可能改变DIE的检测效果。但是,DIE病变会由于血管生产过度而出现组织纤维化的形态。DIE通常表现为实质性纤维化结节,腹膜黏连纤维化导致灌注不足,既往使用雌激素-孕激素或促性腺激素释放激素激动剂导致腹膜损伤和微循环改变,手术分离粘连又会出现荧光污染现象。因此,NIR-ICG在DIE等晚期内异症病变的检测中会出现形态各异的情况,包括“反向显影”的现象。

NIR-ICG在内异症手术中应用的主要局限性是荧光评估的主观性,对微循环的评估是基于外科医生的“印象”,而不是定量分析。目前尚无ICG在内异症手术中应用的使用剂量、给药次数以及荧光暴露时间进行定量分析的报告。手术分解粘连的时机、重复给药的时机以增强对子宫内膜异位病变的识别还有待进一步探索。

4 总结

内异症具有类似恶性肿瘤增殖、侵袭、转移的生物学行为,有学者建议应行根治性手术,强调手术的彻底性,但可导致出血、感染、神经损伤等围术期并发症增加,以及发生严重的生殖泌尿道和肠道功能障碍。NIR-ICG成像技术是一种术中增强可视化新技术,在内异症手术中可有效突出病变血管解剖结构与正常组织区分,在不同类型内异症诊断检测中已表现出各具特色的的应用价值。尤其是输尿管的可视化和肠道灌注评估对DIE的复杂手术具有重大帮助。NIR-ICG成像技术精准识别内异症病变、明确手术范围、降低并发症和再干预的风险价值,能为内异症的手术策略提供新的思路,并有希望降低手术医生的身体需求、精神压力以及工作量。在内异症手术应用中出现的问题与疑惑如适应证、给药剂量、给药时机还需开展更多的临床实践并规范。尤其在国内,此项技术的报道甚少。