创伤手术中近红外荧光图像引导清创的潜力

概要
本病例报告介绍了使用吲哚青绿（ICG）的近红外荧光（NIRF）成像及其在创伤病例中评估软组织活力的潜力。 这种新型成像模式的标准实施可能减少复杂创伤性伤口中的外科清创程序的数量。



介绍
组织活力的充分和早期评估对于治疗具有全面软组织缺损的四肢开放性骨折非常重要[1]。所有非活组织的早期彻底清创对于治疗这些骨折至关重要，因为不充分的初始清创可能伴随着感染和骨不连的风险增加[2]。应推迟最终闭合策略，直至伤口“稳定”，由存活的创伤床和不存在坏死组织确定。评估软组织和骨骼的可行性通常基于外科医生主观判断的判断[3]。

近红外荧光（NIRF）成像可以提供（软）组织生存力的更客观的评估。在近红外（NIR）光谱（例如吲哚菁绿（ICG））中静脉内施用具有荧光特性的造影剂后，外科医生可以使用专用相机系统捕获实时增强的组织检测和表征。这种创新的成像方法允许目标组织的深入（最大穿透深度高达1.5厘米）可视化，包括各种解剖结构[4]。 NIRF被整形外科医生广泛用于评估游离皮瓣手术中的组织灌注并研究淋巴系统[5-7]。

根据目前的报告，NIRF成像结合ICG的潜在附加临床价值可用于增强下肢创伤性创伤的清创。

案例报告
一名健康的40岁男子在高能量事故后在急诊室就诊，左下肢和足部有多处骨折和全面的软组织缺损。 参见图1.在临床检查结合X射线图像和左下肢CT扫描后，确定了以下骨折：Gustilo IIIB级骨折，内踝骨折，Tillaux-Chaput骨折，胡桃夹骨骨折 长方体，舟骨的撕脱性骨折，第三，第四和第五跖骨头的骨折，第三近节指骨的中轴骨折和第一和第二近节指骨的基部骨折。 参见图2.在补充在线图1中，显示左小腿和脚的CT扫描。 保留了脚趾的主动伸展和屈曲，以及脚趾和前脚的敏感性。 在脚底发现了对触觉和疼痛的不安感。 没有发现隔室综合征的迹象。


图1。
左小腿伤口的术前方面（足底，足底和小腿内侧的软组织缺损）。


图2。
骨折的X射线照片。

在入院后的前13个小时内，放置外固定器并进行近端内侧伤口的清创术。 用EpigardTM（Biovision，Ilmenau，Germany）和吸收敷料暂时覆盖软组织缺损。 在术后的最初24小时内进行NIRF成像。 请参见图3和补充在线图2。


图3。
非活组织的标记边缘和皮肤的临床方面结合NIRF成像。 （A：传统的“白光”图像; B：NIRF成像）。

FluobeamTM（Fluoptics，Grenoble，France）的成像头位于皮肤上方约8英寸处。在静脉内注射2mL（5mg）ICG后10秒开始，在120秒内获得实时图像。荧光区域（白色区域）表示生命组织的区域。标记无荧光（黑色区域）和较少荧光（周围灰色区域）的区域以指示非活组织的区域。

患者在首次入院后约2.5天接受第二次清创术。剩余的缺陷用EpigardTM和吸收性敷料覆盖。通过NIRF成像再次标记术后无活力的皮肤。值得注意的是，在外踝处可见荧光区域的轻微增加。入院后6天在最后的软组织覆盖范围内进行最后一次清创。在实时术中NIRF图像引导下移除剩余的软组织。与先前的NIRF成像相比，术中成像显示荧光区域的延伸没有差异。采集游离的前外侧大腿皮瓣以覆盖内踝和足底的缺损。放置额外的分裂皮肤移植物以覆盖外踝的浅表缺损。没有记录并发症，患者在五周后出院。术后9周，患者和皮瓣表现良好。完成临床康复护理，并用拐杖操作。参见补充在线图3,4和5，以说明小腿和足部的临床过程。

讨论
这个案例说明了使用ICG进行NIRF成像的可能性，以帮助准确清除下肢复杂的创伤性伤口。 NIRF成像可能会减少手术清创程序的次数，然后才能进行最终重建。在这种情况下，如果患者在NIRF成像的指导下进行，可以从较少数量的外科清创手术中获益，从而使外科医生更加激进和精确。这个案例支持Koshimune等人的结论。 [1]谁应用NIRF成像技术重建Gustilo IIIB级开放性下肢骨折，以排除坏死组织的存在并确定清创的边缘。

此外，NIRF血管造影可能有助于在临床变化明显之前早期发现受损的血管形成。所描述的病例显示临床过程和NIRF成像之间的良好相关性。事故发生后的第一天到第一天图像没有实质性变化，因此与经验评估相比证明更可靠。然而，在第一次和第二次评估之间，在外踝腹侧区域可以看到荧光分界的细微差别。这可能是由于静脉内ICG给药和获得NIRF成像之间的时间略有不同。因此，应该在更多患者的情况下确定在NIRF成像性能的时间方面的标准方案。

NIRF成像的一个重要限制是难以描述活的和非活的组织之间的边界区域（灰色区域）中的精确截止点。通常情况下，“灰色区域”围绕“黑色区域”，最大宽度为1-1.5厘米。在这种情况下，两个区域都被标记。如有疑问，通过在皮肤上进行表面切割以检查灌注，临床相关性是必要的。

NIRF成像设备相对昂贵（大约$ 40.000）[8]，但是通过减少清创程序和相关的医疗保健费用（例如手术室费用和住院额外天数的费用）可以很容易地补偿费用。此外，在快速增长的医院中，NIRF成像设备已经可用，因为它已被购买用于其他手术（例如淋巴手术，游离皮瓣手术，肿瘤手术）。在上述情况下，每次评估的剩余成本仅为20美元（即输注用5mg ICG的最大成本），通过减少清创程序使其更具成本效益。

总之，需要进一步的临床研究来评估进行NIRF成像的适当时机并获得NIRF图像的广义量化方法，从而确定精确的截止点。因此，需要确定NIRF成像在创伤手术中的成本效益方面的可能优势。

参考：
Potential of near-infrared fluorescence image-guided debridement in trauma surgery
1. Koshimune S, Shinaoka A, Ota T, et al. Laser-Assisted Indocyanine Green Angiography Aids in the Reconstruction of Gustilo Grade IIIB Open Lower-Limb Fractures. J Reconstr Microsurg. 2017;33(2):143–150. [PubMed] [Google Scholar]
2. Southam BR, Archdeacon MT. “Iatrogenic” Segmental Defect: How I Debride High-Energy Open Tibial Fractures. J Orthop Trauma. 2017;31:S9–S15. [PubMed] [Google Scholar]
3. Erdle NJ, Verwiebe EG, Wenke JC, et al. Debridement and Irrigation: Evolution and Current Recommendations. J Orthop Trauma. 2016;30:S7–S10. [PubMed] [Google Scholar]
4. Schols RM, Connell NJ, Stassen LPS. Near-Infrared Fluorescence Imaging for Real-Time Intraoperative Anatomical Guidance in Minimally Invasive Surgery: A Systematic Review of the Literature. World J Surg. 2015; 39(5):1069–1079. [PubMed] [Google Scholar]
5. Burnier P, Niddam J, Bosc R, et al. Indocyanine green applications in plastic surgery: A review of the literature. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2017;70:814–827. [PubMed] [Google Scholar]
6. Narushima M, Yamamoto T, Ogata F, et al. Indocyanine Green Lymphography Findings in Limb Lymphedema. J Reconstr Microsurg. 2016;32(1):72–9. [PubMed] [Google Scholar]
7. Cornelissen A.J.M., et al. , Near-infrared fluorescence image-guidance in plastic surgery: A systematic review. European Journal of Plastic Surgery, 2018. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
8. Hirche C., et al. An experimental study to evaluate the Fluobeam 800 imaging system for fluorescence-guided lymphatic imaging and sentinel node biopsy. Surg Innov, 2013;20(5):516–23. [PubMed] [Google Scholar]