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微血管皮瓣灌注监测:荧光成像在血管血栓发现中的应用
来源: | 作者:康森特生物科技 | 发布时间: 2023-11-10 | 242 次浏览 | 分享到:

头颈部重建中的组织移植成功率很高。然而,在所有病例中,多达10%会发生严重的并发症。皮瓣监测技术设备有助于早期发现血管问题,以便及时进行干预。在这项研究中,我们测试了荧光成像在测量游离皮瓣血管血栓形成的灌注依赖参数方面的适用性。PreSens 的 VisiSens 系统原型用于在移植前、吻合成功后和手术后1天测量10个微血管移植物的皮肤氧通量。使用这种方法可以在手术后 1 天清楚地识别灌注不良的皮瓣。

微血管游离组织移植通常用于重建口腔颌面区域的缺损,成功率为 91% 至 99%。尽管如此,在某些情况下,血管闭塞会导致严重的并发症并导致皮瓣衰竭。通常,微循环的逐渐关闭是主要问题,这是一个难以察觉的缓慢过程。虽然有皮瓣移植的监测方法,但尚未建立可靠、准确和简便的操作规程。在这项研究中,通过测量灌注依赖性参数来监测游离皮瓣,测试了其对发现吻合组织并发症的适用性。使用PreSens的VisiSens系统原型进行的荧光成像来测定组织灌注。使用手持式显微镜读取荧光传感器箔的响应,并将其放在皮肤表面。



皮瓣荧光成像

在移植前、吻合成功后和手术后 1 天对皮瓣的真皮组织进行荧光成像。将传感器箔的感应面直接放在皮肤表面,并用手持式荧光显微镜非侵入性地读取其响应。每项测量都记录在图片中,以光学判断皮瓣灌注。组织氧合取决于血管提供的氧气供应和组织细胞的耗氧量。氧分压 (pO2)是监测组织氧合的理想参数,因为它与物理溶解氧的浓度成正比。在实验中,荧光传感器箔从环境空气中加载氧气并放在皮肤表面。它根据组织的需求释放其氧气储存器。在测量过程中,储层没有重新加载,因为传感器的透明聚酯支架是不透水的。由氧通量驱动的氧气释放可以记录下来,测量传感器随时间的变化响应。测量在传感器放在皮肤表面后立即开始,并且仅在传感器和组织的分压平衡时间内进行,时间序列为每 10 秒 10 张图像(100 秒记录时间)。在确定图像上的某个感兴趣区域 (ROI) 后,可以绘制传感器对氧气的响应随时间的变化。由组织氧张力驱动的灌注依赖性参数可以从这些图的斜率计算出来。


图1:VisiSens原型用于皮瓣二维氧成像的测量原理


监测结果

低灌注率导致组织中的氧张力低,因此斜率高,而高灌注率导致氧张力高并显示低斜率。研究的 10 个移植物在移植前的平均斜率为 0.14(标准差± 0.12)。吻合成功后,平均斜率值为0.25(标准差±0.14)。手术后一天,灌注良好的移植物(n=6)的斜率值在0.07-0.27之间(平均斜率值0.18±0.07),与术前斜率值基本相等。另一方面,灌注不良的移植物 (n=4) 强烈改变了灌注依赖性斜率,其值在 0.35 - 0.75 范围内(平均斜率值 0.52 ± 0.19),因此可以清楚地识别。通过手术可以成功修复其中三个皮瓣。在这些测试中可以确定阈值斜率值为 0.3,当阈值小于0.3时,表明皮瓣灌注良好。高标准偏差值是由于样本3中异常高的斜率值造成的,这是一个在研究早期丢失的高度受损的皮瓣。

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图2:低灌注组织、正常组织和高灌注组织内氧分压的斜率图(上图);低灌注、正常和高灌注组织的平均斜率值(下图)

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图3:一个样本记录图像的时间序列


结论

微血管移植物上使用荧光传感器箔成像可以对组织氧合进行二维和非侵入性评估。当然,它需要用更多的测量样品进行测试和评估,但它可能是监测自由皮瓣的客观测量工具。此外,本本研究确定的0.3的阈值需要在更大的试验中得到证实。利用氧成像对整个皮瓣进行长期监测的可能性是一个重要的优势,有助于评估外科医生进行皮瓣检查,并明确指示皮瓣灌注的程度。

文献参考:

J. K. Meier (2012), Simple, Fast and Reliable Perfusion Monitoring of Microvascular Flaps, Clinc. Hemorh. Microcirc., 5 (1-2), pp. 13 - 24





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