吲哚菁绿荧光显像技术在肝脏外科手术中的应用研究进展▲

黄 佳 黄 海 方兆山*

(1 广西南宁市宾阳县人民医院普通外科，宾阳县 530400；2 广西南宁市第一人民医院肝胆外科，南宁市 530022)

【提要】 近年来，随着计算机技术、医学影像技术以及多模态技术的发展，吲哚菁绿荧光显像技术在肝切除术中显示出较好的临床效果。现对吲哚菁绿荧光显像技术在肝肿瘤外科肝切除术的临床研究进展进行综述。主要对吲哚菁绿荧光显像技术原理、肝染色方法，以及其在肿瘤恶性程度初步判别、解剖性肝切除术和胆道外科中的临床应用价值进行阐述。

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是危害人类生命健康最常见的恶性肿瘤之一，发病率居全球第5位，死亡率居第2位[1]。手术切除和肝移植是根治性治愈HCC的主要方法，对合适的患者进行外科手术切除能提高患者远期预后[2]。然而即使根治性切除，由于HCC的生物学特性，肝切除术后3年复发率为57%～81%，术后5年累积复发率达70%～100%[3]。可能的原因之一是术前漏检微小病灶和/或存在多病灶中心而导致术后复发。近年来，术中超声检查在发现新病灶(小病灶)、肿瘤准确定位以及清晰探查肿瘤与毗邻脉管关系等方面具有显著优势，因而在肝脏外科手术中应用广泛[4]。但其对小于1 cm的肿瘤，以及对浅表肿瘤病灶的检出率较低，并且在肝肿瘤外科手术切除过程中不能实时手术导航[5]。因此，需要一种新的影像学方法以精确发现肝脏微小病灶并对术中操作进行实时导航。自2009年Ishizawa等[6]首次使用吲哚菁绿(indocyanine green，ICG)荧光显像技术指导肝切除术以来，该技术在肝肿瘤定位、诊断和手术导航中的应用越来越广泛[7-8]。ICG介导的近红外光检测技术在外科手术导航中应用十分广泛[9]。基于ICG具有近红外荧光特性，ICG荧光成像在肝肿瘤病灶边界界定、微小病灶检测、术中实时导航和门静脉流域识别方面具有较明显优势[10]。基于此，本文主要对ICG荧光技术在肝肿瘤外科肝切除术中的应用研究进展进行阐述。

1 成像原理

ICG是一种通过美国食品与药物管理局认证、目前应用较广泛的近红外荧光染料，可被750～810 nm波长的外来光激发，发射约840 nm波长的近红外光。这种红外光可被ICG荧光显像系统接收，并在显像设备显示出来。ICG经门静脉入肝后可快速被肝细胞摄取，在激发光的照射下显示荧光，随着ICG排泄入胆道，胆道可显影[11]。临床上该技术已广泛应用于血管造影，淋巴系统、胆管显影以及肝功能储备检查中[12-13]。

2 在肝切除术中的染色方法及作用

2.1 ICG荧光显像技术的染色方法 ICG荧光显像技术从分子、细胞水平层面实现肿瘤边界界定、微小病灶或转移灶的侦测及术中实时导航肝切除。ICG荧光显像染色方法：于术前24 h经外周静脉注射ICG 0.05～0.10 mg/kg，视肝硬化程度，适当延长时间窗，如延长至48 h，甚至72 h；正染色法，即对目标肝段进行荧光显像，经目标门静脉缓慢注射ICG 0.25 mg，防止返流或溢出；负染色法，即目标肝段无荧光显像，其他肝段有荧光显像，解剖出目标肝段门静脉后予以阻断结扎，经外周静脉注ICG 2.5 mg[14]。

2.2 ICG荧光显像技术的主要作用 ICG分子荧光影像系统主要包括近红外摄像头、激光激发器、显示屏。术中游离和显露肝脏后，将荧光侦测设备近红外光摄像头放在距离肝脏表面20～30 cm处扫描肝脏，根据肝肿瘤的荧光信号特点，外科医师可通过主控摄像机踏板和手动控制器在正常模式(白光)和荧光模式(近红外)之间进行切换。可以根据手术者的需要进行：(1)实时定位并标记肝切除术预切除范围(预切除线)；(2)通过ICG荧光显像染色技术指导解剖性肝切除术；(3)通过ICG荧光显像技术标记肿瘤切除范围，进行不规则肝切除术；(4)肝外科手术切除术后对残肝切缘进行ICG探测，评估有无病灶残余和胆漏。

3 在肝肿瘤边界界定和分化程度鉴别中的应用价值

3.1 ICG荧光显像技术在肝肿瘤边界界定中的价值 ICG介导的近红外光检测技术可以在术中精确定位肿瘤组织，显示肿瘤病灶边界，进行肿瘤边界界定、肝切除范围的界定、微小病灶和残余病灶侦测，以及术中实时导航，具有重要价值和优势[15]。方驰华等[10]对11例患者于术前48 h注射ICG的研究发现，15个病灶均能被ICG荧光定界，肿瘤切除后，再次荧光探测未见肿瘤残留，术后病理学结果亦证实均获得R0切缘，对肝切除术具有指导意义。Zhang等[16]对35例接受肝切除的患者术中给予注射ICG，结果显示32例患者的正常肝脏与肿瘤组织之间形成强烈对比，9例患者的半肝或肝段界线被确认。Morita等[17]对58例术中运用ICG荧光定界的肝癌患者进行了随访，结果显示ICG荧光切缘定界患者的术后复发率较术中未使用ICG的患者低，提示ICG 荧光显像技术可降低肿瘤术后复发率。Ishizawa等[6]将ICG荧光成像应用于肝癌外科手术切除中，能实时地高敏感性识别微小病灶，根治性切除肝肿瘤。

3.2 ICG荧光显像技术在肝肿瘤分化程度鉴别中的价值 根据标本的荧光形态可对肿瘤分化程度进行初步鉴别，高分化HCC组织表现为全荧光信号，中分化HCC组织表现为部分荧光信号，低分化HCC组织或转移癌组织表现为环绕肿瘤病灶组织的环形荧光[18]。低分化HCC组织摄取ICG 的能力低下，导致病灶本身可提供的荧光信号较弱，但肿瘤病灶周围正常肝组织受肿瘤压迫会使ICG 的排泄延迟，常见于低分化HCC等[19]。Satou等[20]首次在术中利用ICG荧光显像技术侦测HCC肝外转移病灶，实现对肝外转移病灶的识别及定位。

4 在解剖性肝切除术中的应用价值

Hasegawa等[21]认为，HCC肿瘤细胞按门静脉流域转移，进行包括肿瘤在内的以门静脉为肝分段的肝段切除的解剖性肝切除术具有比非解剖性肝切除术更好的预后。解剖性肝段切除术是HCC治疗中必不可少的手术，按肝脏解剖和功能单位进行肝切除的手术方法可获得外科安全切缘及较好的预后[22]。然而肝脏没有明显的解剖标准定位，以往传统的“精准肝切除术”是通过预切肝段的门静脉注入亚甲蓝染料显示预切范围，但是只能在肝脏表面看到切除范围且亚甲蓝染色很快被洗脱，难以通过缺血线和亚甲蓝染色有效且持久地界定切除平面，而且在肝切除术中对肝脏深部无法进行良好的切除边界界定。近年来ICG荧光显像技术不仅能够提供肝脏表面的肝段分界，还能持久提供肝断面的三维界限，通过ICG荧光染色技术，可获得肝表面及实质内确切持久的荧光染色，ICG可停留在肝脏断面组织上达8 h左右。荧光染色法介导的解剖性肝切除术，可在肝实质内部产生一个肝段与肝段间不规则的荧光面，在外科手术切除过程中，能够使术者更直观、更精准地判断肝实质内部立体染色区域[23]。初步实现了细胞功能层面的边界界定，在肝切除术中能进行动态观察，根据肝实质的荧光界线对肝切除的平面进行调整，实现术中实时导航。门静脉区域染色法使目标肝段产生荧光信号，通过荧光显影范围可以有效地区分相邻肝段及界定肝切除范围，以实现解剖性、功能性、根治性肝切除[7，10，15]。

Ishizawa等[24]首次报道腹腔镜超声引导穿刺肝S4段门静脉注射ICG实现荧光正染及肝S3段肝蒂阻断+外周静脉ICG注射的负染技术。王宏光等[25]采用 ICG对21例患者进行了腹腔镜解剖性肝切除，其中20例成功完成腹腔镜解剖性切除，另1例中转开腹，均获得较好的近期疗效。王晓颖等[26]通过3D技术对门静脉属支进行流域分析并行穿刺注射ICG实现精准肝段染色，完成S2～S8段的解剖性切除，说明腹腔镜ICG荧光显像技术在解剖性肝切除中的有效性。Sakoda等[27-28]报道经皮超声引导门静脉穿刺ICG荧光染色后施行腹腔镜解剖性亚肝段切除术；还报道了腹腔镜超声引导肝S5、S6段门静脉穿刺ICG染色腹腔镜解剖性肝段切除术。Mizuno等[29]报道腹腔镜下Glisson蒂横断联合ICG荧光负染技术行解剖性肝S6段切除术。陈琳等[30]将ICG荧光技术初步与机器人结合，完成了精准机器人肝切除术，获得了良好的近期疗效，认为 ICG 荧光显像技术应用于机器人辅助腹腔镜肝切除术中是安全有效的。有研究者在这些成像系统上作了很多改进与研究，提出了一种新的成像装置—医学成像投影系统(MIPS)，其利用ICG发射信号和主动投影映射，使外科医生在解剖肝切除术中准确地切割平面和得到正确的解剖方向，为肝脏手术的实时导航提供了一种选择[31]。

5 在胆道外科的应用价值

ICG荧光显像技术在围肝门胆道疾病术前评估中具有重要作用，可通过正染色法或负染色法精准标定肝段，成功率高达95.8%，可全面展示胆管走行，同时可辅助术中界定肝断面，实现可视化荧光肝脏分段效果及肝脏实质的三维染色[14]。Ankersmit等[32]报道ICG荧光显像技术辨认胆道的研究，18例患者中有6例在分离过程中荧光辨认胆囊管要早于单纯白光，有7例患者荧光可视化胆总管的走行尤其有效。荧光及可视化胆囊管、胆总管有助于预防复杂围肝门胆道疾病处理过程中的胆总管损伤，与术中胆道造影比较，荧光造影可视化胆道解剖结构更为便捷、省时及高效。肝门部炎症或粘连较重时，荧光成像可清楚显示肝外胆道系统，防止胆道损伤。荧光侦测设备内的图像和录像资料可通过存储设备导出[10，33]。ICG荧光显像技术在肝移植术中指导胆道重建、预防胆道狭窄、防止肝功能衰竭等方面具有巨大潜力[34]。

有研究显示，ICG荧光显像技术在围肝门胆道疾病活体肝移植中，对降低胆漏、胆管狭窄等并发症发生率具有重要价值，同时还有助于评估重建后血管通畅性及移植肝的肝功能恢复情况[34]。

6 不足与展望

近年来ICG荧光显像技术在肝脏外科的临床应用中获得了较好的结果。但是也有一定的不足：ICG荧光仅能穿透<10 mm(5～10 mm)的肝组织[35-37]，距离表面超过>10 mm，即较深位置的肿瘤尚无法通过ICG技术显示，可通过结合术中超声弥补这一不足；肝脏局灶性结节增生、肝硬化结节等在ICG技术下可以显示较强的荧光，出现一定假阳性；另外，操作人员的技术水平、探头照射的距离也影响着判定准确性。故需联合术中冰冻病理、超声造影、三维可视化技术等综合分析进而作出正确的决策，以确定最优的手术策略。总之，ICG荧光显像技术能够在肝肿瘤外科切除术中清晰显示肿瘤病灶，为术者提供实时导航，使肿瘤切除更完整、更安全，有望降低肝肿瘤外科切除术后复发率，改善预后；ICG荧光显像技术为外科医生提供了以前无法得到的实时反馈。随着临床实践和技术的创新，智能化诊疗技术进一步发展成熟，ICG荧光显像技术将为肝肿瘤外科的精准诊疗提供更良好的临床应用前景。