黄沛飞,苏 畅,郝 伟,王贵民*
(1.吉林大学第一医院 甲状腺外科,吉林 长春130021;2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 空间二部,吉林 长春130033;3.杭州市富阳区人民医院 普外一科,浙江 杭州311400)
甲状腺癌(TC)是世界范围内增长速度最快的内分泌恶性肿瘤,过去30年,全世界范围的TC发病率增加了300%[1]。手术仍然是TC首选治疗方式[2-4]。常见的甲状腺良性疾病,如结节伴临床症状、甲亢等也会采用甲状腺全部或近全切除。甲状旁腺(PG)与甲状腺关系密切,甲状腺手术中可能损伤或误切PG,出现甲状旁腺功能减退(HP)和低钙血症。全甲状腺切除后暂时性和永久性HP发生率分别为10%-60%和1%-4%[5]。因此术中准确识别PG和保护血供尤为重要。然而PG位置、数量、外形及大小等情况变异大,这给术中辨识PG及保护血供带来了困难。近年来,国内外涌现出多种识别PG的技术,不同程度地对肉眼识别PG传统方法作出了补充和完善。虽然尚有局限性,但前景可观,为PG术中识别和血供保护研究提供了新方向。本文就现有术中识别PG和血供保护方法作一综述,概览其发展现状,简要分析其临床意义,为今后相关研究提供一些思路。
经静脉注射亚甲蓝术中正显影对定位甲状旁腺有一定效果,因其神经毒性、胃肠道反应及其他不良反应,存在安全性隐患,现已不再推荐使用。有人用低剂量亚甲蓝对PG进行定位[6],研究中采用3 mg/kg的亚甲蓝,经静脉注射,能够有效对PG染色定位,提高了甲状腺二次手术中PG的识别率。低剂量亚甲蓝的优势在于降低了毒副反应和淋巴结及脂肪组织被染色的假阳性率,但会出现假性紫绀和假性乏氧,其安全性及有效性仍需进一步研究。
纳米碳负显影技术应用于甲状腺手术,其原理是:纳米碳颗粒直径小于毛细淋巴管内皮细胞间隙,又大于毛细血管内皮细胞间隙,因此不会进入毛细血管。术中在甲状腺内注射纳米碳时应注意回抽有无出血,防止将其注入血管内。正确注射后甲状腺和区域淋巴结黑染,因甲状腺与PG的淋巴管网无交通支,黑染背景反衬出未被黑染的PG,是为纳米碳负显影技术。纳米碳混悬液能够很好区分出淋巴结,增加淋巴结切除率,但PG及周围脂肪组织不染色,不能很好区分二者,因此纳米碳更多的是为了增加TC术中淋巴结检出数量,增加手术彻底性和精准性的目的[7-8]。
其他如术中细针穿刺洗脱液PTH测定[9]以及荧光免疫层析试纸[10],一般选择穿刺制备洗脱液作为待测样品,需要重复取样,可操作性不强,不能直观定位PG;术中冰冻切片判别PG,可能破坏血供,而且术中等待时间较长,费用高。总之,在早期阶段,术中PG识别和保护主要依靠术者经验。
近期有研究发现,PG暴露于近红外光下可呈现较强的自体荧光特性(AF),对PG的识别率可达90%以上[11-12]。在Dip F[13]等的研究中,肉眼识别PG为2.6枚,利用近红外PG自体荧光技术检测到PG的数量为3.5枚。NIRAF是一种新型PG检测技术,该系统利用PG自体荧光进行定位,无需其他显影剂、辅助制剂。2011年Paras C[14]等首次报道了近红外在体研究。研究显示在785 nm波长的近红外激发光照射下,PG的自体荧光显示强度均大于甲状腺、肌肉、脂肪以及淋巴结等组织,PG与背景组织平均荧光强度比率为4.78[12],且无论PG是否处于病理状态,其自体荧光都超过周围组织,在黑色显示器上出现与PG外形、位置及大小信息一致的白色[15]。
已有研究表明NIRAF具有较高的可操作性和可行性,与肉眼识别PG的结果一致性较高,可达到经验丰富的甲状腺专科手术医师肉眼识别PG的水平[16]。Squires MH[17]等报道了NIRAF的应用研究中,外科医师对术中识别PG的信心评分从4.1分提升到了4.4分(0到5分量表)。Benmiloud F[18]等进行了一项前瞻性多中心RCT研究,纳入了241例甲状腺全切除术中应用NIRAF,PG自体移植率从13.3%降到3.3%,PG误切率从11.7%降到2.5%。术中利用NIRAF对甲状腺切除标本进行检查,有约5%的病人发现了被误切的PG[11],进而行挽救性自体移植。
在手术中,并非所有的PG都能被NIRAF找到,可能是这类PG被组织覆盖,激发光未能很好穿透或PG自身荧光未能有效反射的缘故。但随着术中解剖的深入,PG被覆组织逐渐减少,术中实时进行NIRAF检测,有利于提前发现PG。而术中应用NIRAF与常规手术相比,平均手术时长基本一致[19]。在实施解剖和靠肉眼辨认前,已有32%的PG被NIRAF准确找到[11]。NIRAF能够有效降低暂时性低钙血症的风险,并可能降低永久性低钙血症的发生率[18,20-21]。
对于PG自体荧光的机制,目前尚未阐明,可能与钙敏受体或维生素D受体有关[22]。产生荧光团的物质本质是一种蛋白质,其理化性质稳定,半衰期长,耐高温,耐极低温(高达-196℃),在PG被切除后1小时或用福尔马林固定后,仍有荧光活性[23]。因此,NIRAF不能判别PG血供和活性。揭示PG自体荧光机制可能对后续研究有所帮助。
总之,NIRAF因其无接触、免造影剂、可重复等优点,在PG识别应用中前景光明。不足之处在于成本较高,现阶段难以推广。国内相关研究尚处于起步阶段[24-25]。未来可进行多中性RCT研究,发挥NIRAF术中提早识别PG的优势,以及对误切PG进行挽救性移植。
OCT的工作原理与超声相似,但使用的是光而非超声波,是一种无接触、无创、分辨率达微米级别的断层成像技术[26]。Hou F等对16例患者进行OCT图像体外分析,识别PG的准确率为99.21%[27]。OCT能区别PG、甲状腺和脂肪组织,但PG与淋巴结间容易混淆[28]。在活体应用中,血液流动状态、呼吸、心跳等可以影响OCT成像状态,尽管分辨率高,但无法提供PG清晰的图像,干扰判断。现阶段OCT主要应用于血管介入科和眼底疾病研究中,对术中识别PG作用有限,在甲状腺外科领域,有关其应用转化研究也较少。
吲哚菁绿是一种惰性的、水溶性的无毒荧光染料,1959年首先由美国食品药品监督管理局批准应用于临床[29]。静脉注射后迅速与血浆蛋白结合,并局限在血管内。由于内分泌腺体具有丰富的血供,毛细血管网发达,故可在ICG灌注下显影[30-31]。ICG可被波长750-810 nm的红外光激发,发射波长为840 nm的近红外光,生物安全性好[32]。利用光源设备产生的近红外激发光,激发光的光子到达组织内ICG分子表面,ICG分子受激发产生相应发射光,并重新穿越组织,被低光度成像仪和滤光片收集后,呈现实时定位。Yu HW等在机器人甲状腺手术中利用近红外诱导ICG荧光能有效识别PG[30]。ICG除了对PG识别作用外,有研究证实ICG可评估术中PG活性状态,评估PG血流灌注情况[33-35]。PG高荧光信号患者比低荧光信号患者术后更少发生低钙血症[36]。ICG血管造影(ICGA)是一种新型辅助方式,ICGA与肉眼判断相比,更能准确评估PG的血供状态。Rudin[37]等研究发现,术后正常的甲状旁腺激素水平与术中ICGA显示正常的PG数量(枚数)有明显的相关性。这为策略性旁腺自体移植时机的把握提供参考。现阶段ICG荧光定位PG有一定局限性[38],如ICG剂量与效应关系、给药时间、出血后荧光“污染”术野等情况。在术中实时评估PG血供状态这一研究方向上,可以给予更多关注,进行多中心的RCT研究,以期协助在术中对PG作出恰当的处理方式。
激光散斑是一种光学干涉现象,对微血管血流相当敏感,已在皮肤病、眼科、风湿病和神经学等研究中得到应用[39]。LSCI具有成像范围广、无接触、可重复、无损伤的优点。能够采集血流的时空参数,检测区域血流的分布。流体速度越快,对应的衬比值越小,流速图上相应的颜色越黑,流速越慢则越白。在甲状腺手术中,LSCI可早于肉眼识别PG颜色改变,检测出PG血流状态。这为原位保留PG的效果评估提供了除肉眼观察以外的办法,减少错过旁腺自体移植的几率,从而降低术后并发症的发生率。LSCI局限性在于其易受运动的影响,如患者呼吸、心跳等。LSCI与术后PTH水平及低钙血症的相关性仍需要进一步研究。
术中PG识别从示踪剂到光学技术的应用,已经有了长足的发展。特别是光学技术,有着快速、可重复、无接触、基本无创伤的优点,甚至可以检测术中PG血流的灌注状态,在甲状腺手术中识别PG、保护其血供有着独特的优势,前景光明。未来需要深入研究,解决现有的局限性,或者以此开拓新的研究方向。值得一提的是,无论开发出如何精良的设备,都只是术中PG保护的辅助工具,PG术中识别和血供保护的重心仍在于:外科医生要掌握甲状腺、PG及其周围组织结构的解剖关系,学习甲状腺、PG的组织胚胎学起源,熟练掌握精细被膜解剖技术,精准把握PG自体移植时机。