旋髂浅动脉穿支皮瓣的术前彩色多普勒超声与CT血管造影辅助设计研究

田卓炜 周辉红 冯少清 孙坚 何悦

·临床研究与应用·

旋髂浅动脉穿支皮瓣的术前彩色多普勒超声与CT血管造影辅助设计研究

田卓炜 周辉红 冯少清 孙坚 何悦

目的：研究彩色多普勒超声（color duplex sonography，CDS）与CT血管造影（computer tomography angiography，CTA）两种常用术前穿支血管定位技术在旋髂浅动脉穿支皮瓣辅助设计及其准确度、敏感度对比的应用，为游离旋髂浅动脉穿支皮瓣修复口腔颌面部肿瘤术后缺损提供理论支持。方法：选取罹患口腔颌面部恶性肿瘤患者需行手术及同期软组织修复29例，术前应用CDS、CTA技术对患者双侧腹股沟区旋髂浅动脉穿支进行检测，并记录血管相关检查结果，对检查数据进行统计分析。制备18例游离旋髂浅动脉穿支皮瓣，以术中解剖证实结果为金标准，设计诊断试验，探讨CDS、CTA两种技术用于诊断旋髂浅动脉穿支是否存在及管径大小的准确性。结果：18例患者行皮瓣制备，其中1例术中未探及血管、17例术中行旋髂浅动脉管径测量，平均管径为（0.69±0.20）mm。在诊断血管有无的试验中，CDS敏感度为75.0%、特异度为82.4%，ROC曲线下面积为0.79；CTA敏感度为75.0%、特异度为94.2%，ROC曲线下面积为0.85。术前测量的CDS、CTA平均管径分别为（0.84±0.14）、（1.01±0.19）mm，将CDS、CTA技术术前测量的管径大小分别与术中对比，穿支动脉管径（D）分别与CDS、CTA测量的管径值两两间比较，差异具有统计学意义（P＜0.05）。结论：CDS、CTA是用于术前检测穿支血管相对可靠的技术。利用CDS、CTA术前为旋髂浅动脉穿支皮瓣定位穿支血管，可为术者提供与该穿支血管的走行、毗邻以及穿出点的精确信息，并一定程度反映血管管径大小。

头颈部 穿支皮瓣 影像学 修复重建

口腔颌面部肿瘤根治术造成患者面部的大面积组织缺损，使术后出现严重的面部畸形及功能障碍，严重影响患者生存及生活质量，修复重建技术对口腔颌面头颈肿瘤外科尤为重要。选择适当的修复重建方法，可使外科医生在能确保肿瘤根治的同时给予患者外形及功能最大程度的恢复。穿支皮瓣由于对供区神经肌肉等损伤小、受区重建后外形与功能良好，近年来成为皮瓣修复重建的新方向，是皮瓣精细化、微创化、灵活性运用的标志。旋髂浅动脉穿支皮瓣是以旋髂浅动脉穿支血管为血管蒂的一种穿支皮瓣，该皮瓣质地柔软，组织量充足，且术后对供区外形、功能影响小，可达到理想的疤痕隐蔽效果［1］。有研究已尝试将该皮瓣运用于头颈部缺损修复，术后获得了满意的临床效果［2-4］。但该皮瓣尚未在口腔颌面头颈部缺损修复方面得到广泛应用。穿支血管管径较细小、解剖相对不恒定是阻碍旋髂浅动脉穿支皮瓣发展的主要难点。随着显微外科、超显微外科技术的进步与发展，临床上已基本克服血管管径小带来的挑战［5］。旋髂浅动脉穿支存在变异现象，甚至部分患者旋髂浅动脉穿支血管存在缺如，并且穿支血管走行存在不稳定。术前检测穿支血管的位置、走行以及管径情况显得非常必要，而盲目行旋髂浅动脉穿支皮瓣修复风险及难度较大，成功率低。

目前临床上最常用的穿支血管的定位方法是彩色多普勒超声（CDS）、CT血管造影（CTA）。本研究通过对罹患口腔颌面部恶性肿瘤患者的旋髂浅动脉及其穿支定位行术前CDS、CTA检测，探索辅助设计旋髂浅动脉穿支皮瓣具体方法，对比CDS、CTA两种技术应用于旋髂浅动脉穿支皮瓣辅助设计的准确度及敏感度。

1 材料与方法

1.1 研究对象

收集2014年2月至2015年1月上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面—头颈肿瘤科手术切除口腔颌面部恶性肿瘤并拟同期行软组织皮瓣修复患者29例，全身情况良好，双腹股沟区发育良好，无腹股沟区疾病及外伤史，其中男性13例、女性16例，平均年龄为50（23～75）岁。

1.2 方法

1.2.1 试验方法 1）对29例患者共58侧腹股沟区旋髂浅动静脉进行术前CDS、CTA检查，并记录血管相关检查结果，对检查数据进行统计分析。2）根据患者术中缺损情况，结合全身情况特点及其自身需求，选取适合行旋髂浅动脉穿支皮瓣的患者18例制备皮瓣，设计诊断性试验，以术中解剖证实结果为金标准，并将CDS、CTA两种方法均未探及旋髂浅动脉

病例纳入真阴性组以减小统计结果的偏倚，探讨CDS、CTA两种技术用于探查旋髂浅动脉穿支的准确性。

1.2.2 CDS检查方法 采用GE Healthcare Voluson E8彩色多普勒超声诊断系统（美国GE公司），探头频率为10～13 MHz，彩色多普勒频率为7.5 MHz，彩标最高值通常为2 cm/s，CDFI调节至最为敏感且不产生噪音。患者取仰卧位，充分暴露双侧腹股沟区，腹股沟韧带股动脉交叉点与髂前上棘连线平行扫查，识别旋髂浅动脉干后继续追踪至其股动脉发出点，明确旋髂浅动脉主干位置，沿血管走行依次标出旋髂浅动脉穿支点及动脉穿出浅层筋膜至皮下脂肪层位置。使用龙胆紫记号笔标记动脉主干位置及穿支位点。采用脉冲多普勒在穿支动脉起始处及穿出深筋膜处探测穿支动脉的频谱，校正角度θ＜60°，测量收缩期峰值血流速度（PSV）及阻力值，以评价血管的质量；同样方法，探寻旋髂浅静脉，并于体表标注走行（图1）。

1.2.3 CTA检查方法 患者仰卧位，检查前明确腹股沟区无金属等干扰物。应用SIEMENS SOMATOM Definition Flash 64层CT扫描仪（德国SIEMENS公司）拍摄CTA，X射线管电压为120KV，扫描层厚为0.8mm，重建层厚为1 mm。对比剂为碘佛醇370 mgI/mL，总量100 mL，速率4 mL/s，经手背静脉穿刺，高压注射器自动推注。扫描定位片，扫描范围上至髂前上棘上方5 cm水平，下至耻骨联合水平下方。监测平面设在髂外动脉近腹股沟韧带水平，注射造影剂前于监测水平面行体表标记（建立腹股沟区坐标系）。推注造影剂，监测髂外动脉对比剂浓度，手动触发扫描，延迟5 s。CTA扫描后将薄层重建图像数据传输至影像工作站（Philips medical systems），切换成3D最大密度投影（maximum intensity projection，MIP），进行图像三维重建以及处理分析。利用MIP图像以及3D VR图像处理，寻找旋髂浅动脉。结合横断位、冠状位图像寻找旋髂浅动、静脉，并在薄层扫描图像上对血管管径进行测量。在水平面图像上观察到穿支血管后，利用MIP图像将穿支血管定位在最宽血管管径成像的水平面图像上，定位后3D VR图像自动显示定位的穿支血管，可对目标穿支血管进行直观的分析测量。在3D VR图像上可直接观察旋髂浅动脉主干及其穿支的走行，利用如上所构建的坐标系，对穿支血管穿出点以及血管走行予以定位。同时，利用三维重建图像对皮下组织厚度进行测量，评估组织量。利用体表构建的坐标系，根据图像分析所得的定位点坐标数据将穿支穿出点以及穿支血管走行定位于体表（图2）。

图1 彩色多普超声技术探测旋髂浅动脉Figure 1 CDS used to detect SCIA

图2 CT血管造影技术用于探测旋髂浅动脉Figure 2 CTA used to detect SCIA

CTA扫描完成后对薄层图像进行三维重建，结合横断位、冠状位图像寻找旋髂浅动、静脉，并在薄层扫描图像上对血管管径进行测量（图3）。

图3 CTA三维体重建Figure 3 3D VR of CTA

通过CTA的3D VR技术可以清楚地显示腹股沟区解剖结构，区分识别旋髂浅动、静脉，并明确其走行以及与周围解剖结构关系。

1.3 统计学分析

采用IBM SPSS Statistics 20软件进行统计处理。对双侧旋髂浅动脉内径、收缩期峰值、阻力值分别与患者的年龄行相关性分析，旋髂浅动脉内径分别与性别、有无高血压行两样本t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 CDS检查结果

29例患者共58侧腹股沟区行CDS探查目标区血管，识别旋髂浅动静脉，明确穿支血管起始内径、走行、分布，行体表定位并测量其收缩期峰值血流速度及阻力值。29例患者中5例双侧均未探及动脉，6例单侧未探及动脉，共42侧（左侧22例、右侧20例）显示旋髂浅动脉穿支血管，并能追踪其与股动脉主干的关系以及穿行腹股沟区的情况。CDS总血管、左侧、右侧检出比例分别为72.4%（42/58）、75.9%（22/29）、69.0%（20/29）。42支旋髂浅动脉、左侧、右侧平均管径分别为（0.80±0.12）、（0.80±0.11）、（0.80±0.13）mm，42支旋髂浅动脉收缩期血流、左侧、右侧平均峰速为（22.4±7.1）、（22.8±6.0）、（22.1±8.2）cm/s，42支旋髂浅动脉、左侧、右侧平均阻力值为0.777±0.051、0.771±0.059、0.784±0.042。左、右侧旋髂浅动脉内径、收缩期峰值、阻力值与患者的年龄无显著相关性（P＞0.05）。左、右侧旋髂浅动脉内径分别与性别、有无高血压行两样本t检验，两组间均无显著性差异（P＞0.05）。

2.2 CTA检查结果

29例患者均行双侧腹股沟区CTA检查，4例双侧均未探及旋髂浅动脉，4例单侧未探及旋髂浅动脉，共46侧（左侧24例、右侧22例）探及旋髂浅动脉穿支。总血管、左侧、右侧检出比例分别为79.3%（46/58）、82.8%（24/29）、75.9%（22/29），46支旋髂浅动脉、左侧、右侧平均管径为（0.93±0.17）、（0.97±0.15）、（0.88±0.18）mm，左、右侧旋髂浅动脉管径与患者年龄无显著相关性（P＞0.05）。左、右侧旋髂浅动脉管径分别与性别、有无高血压行两样本t检验，穿支动脉管径在男性和女性、有无高血压两组间均无显著性差异（P＞0.05）。

2.3 术中血管有无与CDS、CTA技术检测的准确性对比

将病例设计为以术中探查有无旋髂浅动脉为金标准诊断性试验，并将CDS、CTA两种方法均未探及旋髂浅动脉病例纳入真阴性组以减小统计结果的偏倚（表1）。CDS检测血管有无准确率为81.0%，CTA检测血管有无准确率为90.5%（图4）。CDS用于检测旋髂浅动脉（SCIA）有无，其敏感度为75.0%、特异度为82.4%、ROC曲线下面积为0.79，诊断试验整体准确性一般；而CTA用于检测SCIA有无，其敏感度为75.0%、特异度94.1%、ROC曲线下面积为0.85，诊断试验整体准确性佳。

2.4 术中穿支动脉管径与CDS、CTA技术检测的准确性对比

本研究18例患者行旋髂浅动脉穿支皮瓣的制备，其中1例术中未发现旋髂浅动脉。术中对成功制备的17例患者的旋髂浅动脉管径进行测量（选择穿支血管主干位置距股动脉分支点0.5 cm左右），其平均管径为（0.69±0.20）mm。CDS、CTA检测的平均管径分别为（0.84±0.14）、（1.01±0.19）mm（表2）。术中测量的穿支动脉管径（D）分别与CDS、CTA所测管径值两两之间配对行t检验，穿支动脉管径分别与CDS、CTA所测管径值两两间有显著性差异（P＜0.05）。术中测量的穿支动脉管径分别与CDS、CTA所测管径值进行相关性分析（P＜0.05），采用CDS测量的管径与术中测量的穿支动脉管径差值均数小于CTA。CDS、CTA所测管径值与术中测得穿支动脉管径有显著相关性，两种检测方法检测值均大于实际测得管径值。

表1 CDS、CTA探查旋髂浅动脉有无的诊断试验Table 1 Diagnostic test of CDS and CTA for detecting SCIA

图4CDS、CTA检测旋髂浅动脉的ROC曲线Figure 4 ROC curve of CDS and CTA used to detect SCIA

表2 17例患者术中测量的穿支动脉管径（D）与CDS、CTA测量的管径大小 （mm）Table 2 Diameter of the perforator measured during surgical operation (D),as well as using CDS and CTA(mm)

3 讨论

1990年Taylor等［6］利用CDS对全身表浅血管穿支进行系统研究并探索其临床应用。超声是一种可行的非创伤性穿支血管探测方法，这种技术价格低廉，操作方便，并可以提供定位和血流动力学的可靠信息。目前CDS已被广泛应用于股前外侧皮瓣、腹壁浅动脉穿支皮瓣等术前穿支定位［7-8］，但在旋髂浅动脉穿支皮瓣的术前探测应用仍未成熟。该检查方法不需要使用对比剂就可以对穿支血管进行探测，利用被探测血管的多普勒声波信号来判断血管存在及性质，简单、无创，是一种比较成熟的术前探测浅表细小血管技术。以往由于设备以及技术的限制，多普勒超声对于距离辨别功能欠佳，要准确判断穿支血管内血流出现的位置难度较大；不能区分血管的走行层次及来源，缺乏立体成像；准确判断细小皮瓣穿支血管的灵敏度较低；或因为干扰导致定位错误，造成假阳性或者假阴性的情况发生。本研究发现，CDS应用于旋髂浅动脉穿支的定位，其敏感度为75.0%、特异度为82.4%，是一种比较可靠的方法，并且能够同时提供血管走行层次及细小血管血流动力学参数。多普勒超声检查有较高的要求，需超声科医生对检查解剖位置熟悉，操作人员要熟悉目标穿支血管的大致走行方向、角度和毗邻关系，配合超声科医生进行检查。除此之外，因目标血管较细，需要CDS探测仪能够达到一定的分辨率。

CTA作为另一项颇为成熟的血管成像技术，对于诊断血管变异、血管疾病以及显示病变和血管关系具有重要价值。目前CTA技术已应用于股前外侧皮瓣、腓肠内侧动脉穿支皮瓣、腹壁下动脉穿支皮瓣等，但仍需进一步摸索应用于旋髂浅动脉穿支皮瓣的可行性及具体参数设置［9-11］。该技术可以显示血管以及周围组织的三维解剖成像，可显示腹股沟区血管的情况，而且对于目标区域的软硬组织均可以达到良好的成像。扫描数据进行三维重建后，可对目标血管进行连续、直观的观测，可对三维成像数据进行测量以及定位，更直观地了解目标血管的位置、管径以及血管来源，进一步可以观测目标血管与周围软硬组织之间的关系。

近年来，众多国内外学者尝试运用CTA对穿支血管进行术前定位，辅助设计皮瓣。Alonso-Burgos等［12］通过术前使用CTA技术行腹壁下深动脉穿支定位，成功使用腹壁下深动脉穿支皮瓣修复6例乳房缺损患者。拍摄CTA后利用肚脐作为原点建坐标系，利用坐标系对CTA上所见的穿支进行定位，术中将穿支定位的位置与实际穿支的位置进行对比，定位基本准确，甚至一些小直径的穿支也可以通过CTA将其准确定位。Rosson等［13］对17例患者共23支腹壁下深动脉穿支皮瓣使用CTA进行术前定位，根据CTA上显示的穿支血管数量以及位置预先选择术中所需要的穿支血管。该研究认为CTA是一种便捷高效的定位腹壁下深动脉穿支的方法，可精确定位血管直径1 mm以下的穿支血管，广泛运用于重建外科。Uppal等［14］认为由于穿支皮瓣制备时需要将穿支血管从肌肉中解剖出来，对术者的解剖以及显微外科技术要求较高，术中费时较多，术前使用CTA进行穿支血管的精确形象化定位，观察穿支的走行方向，术前可进行手术设计，减少术中时间以及手术并发症。Smit等［15］也认同以上观点，对70例患者进行术前CTA定位，68例患者应用多普勒超声术前定位，CTA组在手术时间上较多普勒超声组有显著的缩短，且术后并发症发生也较少。本研究中CTA定位敏感度为75.0%、特异度为94.1%，与CDS相比其特异度更高。除此之外，CTA还可通过分析不同解剖层次间的图像信息来确定旋髂浅动脉主干以及穿支血管的走行、管径及穿出点，对于整体分析目标穿支血管比较有利。CTA图像包含了旋髂浅动脉穿支血管周围相毗邻的软硬组织信息，三维重建后在矢状面上可以直观地观测旋髂浅动脉穿支血管自肌肉的穿出点，以及皮肤穿出点，以行相关数据测量。同时还可以对患者主要的腹股沟区血管进行完整显影，通过三维重建可以更加直接地观测旋髂浅动脉主干及穿支血管与周围相关血管之间的关系，有无存在共干以及交通的情况。

本研究中CDS、CTA测量的管径数据与术中测量的管径对比时发现，两组数据均与术中测量实际管径有明显差异，说明两种技术只能一定程度上反映血管真实管径。经过分析认为CTA由于成像原理不同，无法对血管内径进行测量，再加上成像上的误差，导致CTA测得管径较CDS以及术中测得的管径值大。另外，与CDS检查相比，CTA需要从外周静脉推注造影剂，无法达到完全无创。对于碘剂过敏的患者因无法使用造影剂而无法检查。CTA必须辅助坐标系以及数据分析后才可对定位点进行精确的体表映射，这使临床应用产生一定的困难。除此之外，患者还需承担额外的费用。

总之，从临床的角度上CTA较CDS更能直观表现目标血管的走行情况，辅助术者术前选择、设计皮瓣，以供区最小的损伤达到术区最好的修复效果。

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（2015-06-19收稿）

（2015-08-19修回）

何悦 专业方向为口腔颌面部肿瘤的诊治及缺损的修复重建。

E-mail：yuehe@sjtu.edu.cn

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作为中国抗癌协会国内外学术交流的重要媒介，以肿瘤临床医师、基础研究人员、相关交叉学科专业人员及医学生为读者对象，向国际学术界展示中国肿瘤防治研究成果，向国内肿瘤学相关专业人员介绍全球肿瘤学前沿进展。刊登稿件范畴：肿瘤表观遗传学、肿瘤干细胞生物学、分子与临床免疫学、肿瘤预防与流行病学、肿瘤标志物、肿瘤影像学、肿瘤临床试验、肿瘤靶向治疗、肿瘤生物治疗、肿瘤个体化医学与多学科综合治疗。设有述评、综述、论著、临床指南、会议报道、病例报告、读者来信等栏目。目前已被PubMed、PubMed Central（PMC）、EMBASE、SCOPUS、BIOSIS Previews、DOAJ等国际数据库收录，学术水平与编辑质量获得国际认可。

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A comparative study of two commonly used preoperative imagingaided design methods for superficial circumflex iliac artery perforator flap

Zhuowei TIAN,Huihong ZHOU,Shaoqing FENG,Jian SUN,Yue HE

Department of Oral Maxillofacial and Head and Neck Oncology,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai Key Laboratory of Stomatology,Shanghai 200011,China

Objective:To evaluate the accuracy of the application of color Doppler sonography(CDS)and computer tomography angiography(CTA)in preoperative perforator identification and flap design and provide theoretical support for the restoration of oral maxillofacial defect with free superficial circumflex iliac artery perforator flap(SCIAPF).Methods:(1)Preoperative CDS and CTA techniques were performed to map the SCIA perforators of 29 adult patients diagnosed with malignant tumor in the oral maxillofacial head and neck regions.These patients were scheduled for concurrent reconstruction surgery.(2)A diagnostic test was designed to compare the CDS and CTA techniques.Results:(1)A total of 18 patients underwent flap preparation.SCIA was not found in one of the patients during surgery,but was observed intra-operatively in the other 17 patients.The average SCIA diameter was 0.69±0.20 mm.(2) The diagnostic test showed a CDS sensitivity of 75.0%,a CDS specificity of 82.4%,and an area under the ROC curve of 0.79.The CTA sensitivity was 75.0%,the specificity was 94.2%,and the area under the ROC curve was 0.85.The diameters measured by CDS and CTA were compared with the diameter measured intra-operatively.Significant differences were observed among the three diameters(P＜0.05).The average diameter measured by CDS was 0.84±0.14 mm.The average diameter measured by CTA was 1.01±0.19 mm.Conclusion:CDS and CTA are relatively reliable technologies for preoperative detection of perforator vessel.The use of CDS and CTA technology mapping for SCIAPF can provide accurate information about the perforator,including the position of the perforator and the relationship between the peripheral tissues and the caliber of the vessel.

head and neck,perforator flap,imaging,reconstruction

10.3969/j.issn.1000-8179.2015.16.863

上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面-头颈肿瘤科，上海市口腔医学重点实验室（上海市200011）

何悦 yuehe@sjtu.edu.cn