陳爐良　陸才德

20世紀70年代，人們首次發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)合吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）可以發(fā)射熒光，在近紅外光（750～810nm）的照射下可在840nm處達到峰值[1]；在840nm處只有很少的光被Hb或水吸收，蛋白質(zhì)結(jié)合ICG發(fā)射的熒光信號可以通過5～10mm厚的結(jié)締組織成像。在臨床上，ICG在20世紀90年代早期首先應(yīng)用于眼底血管造影術(shù)[2]。進入21世紀后，應(yīng)用ICG的熒光成像技術(shù)作為外科手術(shù)中導(dǎo)航工具被廣泛的應(yīng)用于檢測肢體中的淋巴、乳腺癌患者前哨淋巴結(jié)、胃癌淋巴結(jié)、肺結(jié)節(jié)和大腦動脈瘤等領(lǐng)域[3-7]。在肝膽外科手術(shù)領(lǐng)域，日本外科醫(yī)師最早開始應(yīng)用ICG熒光成像及其只經(jīng)膽汁排泄的特性來顯現(xiàn)肝膽結(jié)構(gòu)[8-9]。2009年，Ishizawa等[10]第1次報道了在腹腔鏡膽囊切除術(shù)中，通過術(shù)前靜脈注射ICG作為熒光來源，利用ICG排泄到膽汁的原理完成熒光膽管造影。在肝腫瘤熒光膽管造影的發(fā)展階段，發(fā)現(xiàn)ICG可在肝細胞癌的癌組織以及腺癌灶周圍的非癌性肝實質(zhì)中積累[11-12]。由于成像技術(shù)的改進，ICG熒光成像可應(yīng)用于肝段的可視化，能夠更準確地解剖肝臟[13-14]?，F(xiàn)今，ICG熒光造影技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于腹腔鏡肝切除術(shù)[15]和開放肝切除術(shù)中，用于識別肝臟腫瘤。本文就ICG熒光造影在肝膽外科手術(shù)中的研究進展綜述如下。

1　膽道的ICG熒光造影

人的膽汁中含可與ICG結(jié)合的白蛋白和脂蛋白，可將ICG經(jīng)膽道內(nèi)注射進行熒光造影。與蛋白結(jié)合的ICG熒光濃度約為0.25mg/ml，因ICG在較高的濃度下對近紅外光的吸收能力降低，所以為了獲得在膽管內(nèi)注射ICG后膽管的清晰熒光圖像，可以將ICG溶液稀釋到0.025mg/ml用于造影[16]。為促進ICG與蛋白質(zhì)更好的結(jié)合，可在注射ICG前將少量膽汁吸入注射器。在識別肝內(nèi)膽管解剖和肝外膽道系統(tǒng)的過程中，ICG可應(yīng)用放射造影劑稀釋，這樣可以在熒光膽道造影后立即進行放射膽道造影。

靜脈注射ICG后也可以進行熒光膽管造影術(shù)，因為排泄到膽汁中的ICG可以充當(dāng)熒光的來源；這種技術(shù)通過靜脈注射少量的ICG，通常是將2.5mg的ICG稀釋到1ml溶液中[17]；雖然靜脈注射后幾分鐘內(nèi)就會有含ICG的膽汁開始排泄[18]，但為了獲得更好的信號背景對比度，ICG應(yīng)至少在成像15min前注射。實際上，ICG在肝外膽道中的熒光顯像會持續(xù)到注射后6h[8]。靜脈注射ICG與常規(guī)放射膽道造影相比，可以節(jié)省時間，并避免因注射對比劑需插入導(dǎo)管導(dǎo)致的膽道損傷。盡管熒光膽道造影術(shù)在檢測膽總管中的小結(jié)石時具有局限性，近期其作為提供肝外膽道走行的一種新穎且易于使用的導(dǎo)航工具獲得了關(guān)注，在腹腔鏡[19-21]和機器人[22-23]膽囊切除術(shù)中可以增加其安全性，減少術(shù)中放射膽道造影。

2　肝臟腫瘤的ICG熒光造影

2.1ICG熒光造影給藥時機的選擇Ishizawa等[11]報道ICG在術(shù)前2～14d通過外周靜脈給藥，手術(shù)時正常肝組織已將ICG代謝，不再顯示熒光；而腫瘤組織代謝能力差，組織內(nèi)仍有ICG殘留，應(yīng)用熒光顯像儀進行觀察發(fā)現(xiàn)肝臟腫瘤可呈現(xiàn)清晰的、邊界清楚的熒光影像，并可對腫瘤性質(zhì)進行初步鑒定。張雅敏等[24]認為我國肝腫瘤患者多合并肝硬化，采用術(shù)中給藥的方式，正常肝組織可以迅速攝取ICG，并呈現(xiàn)出均勻的熒光。而腫瘤組織無論是性質(zhì)、大小、血供情況，均無法像正常肝組織一樣在短時間內(nèi)攝取ICG呈現(xiàn)熒光表現(xiàn)，故在腫瘤與正常肝組織之間可呈現(xiàn)清晰、準確的界線，且此界限在手術(shù)完成的數(shù)小時內(nèi)無明顯變化。

2.2ICG熒光類型與腫瘤的分化程度Ishizawa等[11]研究37例肝細胞癌和12例結(jié)腸直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者，術(shù)前靜脈注射0.5mg/kg的ICG，利用近紅外光攝像頭在屏幕上的實時顯示來觀察肝細胞癌和結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者肝臟表面的熒光圖像。這些腫瘤的熒光模式可以分為3種類型：全部熒光型，即所有腫瘤組織顯示均勻的熒光；部分熒光型，即部分腫瘤組織顯示熒光；環(huán)狀熒光型，即腫瘤組織不顯示熒光，周圍肝實質(zhì)顯示熒光。這些熒光模式與肝腫瘤的特征密切相關(guān)。

肝細胞癌ICG熒光成像的機制可通過免疫組織化學(xué)染色和基因表達分析[12]闡明。在高分化的肝細胞癌組織中，ICG門靜脈攝取轉(zhuǎn)運蛋白（有機陰離子轉(zhuǎn)運多肽8和Na+/?；悄懰猁}共轉(zhuǎn)運多肽）的表達水平完好，但存在功能或形態(tài)學(xué)膽汁排泄障礙，導(dǎo)致在術(shù)前靜脈注射的ICG在癌組織中滯留[25]，可較長時間顯示熒光，多為全部熒光型。中分化肝癌組織中部分細胞喪失攝取功能，因而多表現(xiàn)為部分熒光型[26]。低分化肝細胞癌和結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移組織的門靜脈攝取轉(zhuǎn)運蛋白減少，幾乎完全喪失肝細胞的正常功能或本身不具備肝細胞功能，因而不顯示熒光，腫瘤周圍正常肝臟組織因受壓迫常導(dǎo)致結(jié)合膽汁的ICG排泄能力降低[27]，出現(xiàn)環(huán)狀熒光顯像。Shibasaki等[28]發(fā)現(xiàn)肝細胞癌組織不同類型的ICG熒光顯像與肝切除術(shù)后的復(fù)發(fā)風(fēng)險相關(guān)。

2.3ICG熒光造影在發(fā)現(xiàn)微小病灶及切緣界定中的優(yōu)勢ICG熒光造影對于肝細胞癌微小病灶的識別有較高的靈敏度，可以發(fā)現(xiàn)其他常規(guī)檢測手段不能發(fā)現(xiàn)的肝臟表面微小病灶，如常用的術(shù)中超聲檢查，主要是一種結(jié)構(gòu)成像方式，對于肝臟表面小病灶或切緣殘留病灶的檢測仍然是一個盲點[29]。目前腫瘤切除術(shù)中更多的是依靠術(shù)者的觀察和觸診，主觀因素太多且缺乏客觀證據(jù)，尤其是腹腔鏡肝切除術(shù)在視覺和觸覺的限制，ICG熒光成像起著更為重要的作用[13]。ICG熒光成像技術(shù)可以在術(shù)中精確定位淺表腫瘤組織，尤其是采用術(shù)中給予ICG的方式。因肝腫瘤組織不具備正常的肝臟功能，攝取ICG速度慢，故不論腫瘤病理分型如何，均表現(xiàn)為邊界清晰的暗結(jié)節(jié)影[28，30]，可以客觀顯示腫瘤的邊緣信息，對于直徑＜1cm的肝臟淺表微小病灶或切緣殘留病灶的檢查有著特有的優(yōu)勢[24，31]，同時為精準肝切除也提供了進一步的依據(jù)。ICG熒光造影還可用于檢測由腫瘤侵襲引起的膽管堵塞[32]，來自胰腺癌的微轉(zhuǎn)移[34]和HCC的肝外擴散[26]。

3　肝段的ICG熒光造影

在解剖性肝切除之前，肝段的邊界可以通過染色技術(shù)來鑒定，方法是在超聲引導(dǎo)下將靛藍胭脂紅溶液注射到相應(yīng)的門靜脈分支中，陽性定義為肝表面出現(xiàn)藍色染色。2008年，門靜脈注射ICG后的熒光成像首先用于術(shù)中鑒別肝段[8]。該技術(shù)隨后通過使用更稀釋的ICG溶液[14]作為熒光源，使熒光圖像在成像系統(tǒng)上呈現(xiàn)彩色圖像。與少量ICG一起注射的靛藍胭脂紅溶液可以提高肝段識別的成功率，尤其是在肝硬化患者和那些由于以前手術(shù)而肝臟表面覆蓋厚結(jié)締組織的患者[15]。

除了利用門靜脈注射ICG溶液來識別肝段外，還可以在阻斷該肝段門靜脈蒂后通過靜脈注射ICG來鑒定為缺血區(qū)域[14，34]，這種技術(shù)在腹腔鏡肝段切除術(shù)中特別有用，因為腔鏡下將ICG溶液注射到門靜脈中在技術(shù)上是困難的[34]。術(shù)中熒光成像技術(shù)也可以通過測量注射ICG后肝表面的熒光強度，在肝切除術(shù)或活體供體肝移植術(shù)中肝臟的靜脈閉塞區(qū)域用于估計門靜脈吸收功能。

4　ICG熒光造影在肝膽外科手術(shù)中應(yīng)用的局限性和展望

由于ICG熒光造影技術(shù)在肝膽外科領(lǐng)域尚處于起步階段，很多機制尚不明確，實施原則也未統(tǒng)一。ICG熒光造影需要的近紅外光透過人體組織的能力有限，＞10mm的肝內(nèi)組織結(jié)構(gòu)無法清楚地識別，如術(shù)前CT提示腫瘤位于肝實質(zhì)內(nèi)，應(yīng)避免應(yīng)用術(shù)中行ICG熒光造影來確定腫瘤切緣，未來可以通過改進探查設(shè)備和增加目標病灶與肝實質(zhì)的對比度來更清楚地顯示病灶。除高分化的肝細胞癌組織外，肝硬化結(jié)節(jié)、肝臟增生不良性結(jié)節(jié)等也可顯示較強的熒光，導(dǎo)致其有40%～50%的假陽性率[11-12]。有肝硬化或術(shù)前化療導(dǎo)致肝功能下降的患者，在手術(shù)前1d禁止注射ICG可以降低假陽性的發(fā)生率[11]。ICG熒光造影聯(lián)合術(shù)中超聲檢查可以在腫瘤的范圍確定、病灶發(fā)現(xiàn)以及腫瘤惡性程度初步鑒定方面起重要作用。

隨著腹腔鏡及達芬奇機器人手術(shù)設(shè)備在臨床中的應(yīng)用，ICG熒光造影技術(shù)也可應(yīng)用于這些領(lǐng)域中。這需要進一步的技術(shù)創(chuàng)新，以提高開放手術(shù)中熒光成像的可行性為前提，使外科醫(yī)師能夠快速適應(yīng)在顯示器下操作手術(shù)。

[1]Landsman ML,Kwant G,Mook GA,et al．Lightabsorbingproperties,stability,and spectral stabilization ofindocyanine green[J]．Appl Physiol,1976,40(4）：575-583．

[2]Guyer DR,Puliafito CA,Mons JM,et al．Digitalindocyanine-green angiography in chorioretinal disorders[J]．Ophthalmology,1992,99(2)：287-291．

[3]Ogata F,Azuma R,Kikuchi M,et al．Novel lymphographyusing indocyanine green dye for near-infrared fluorescencelabeling[J]．Ann Plast Surg,2007,58(6)：652-655．

[4]Wishart GC,Loh SW,Jones L,et al．A feasibility study(ICG-10)of indocyanine green(ICG)fluorescence mapping for sentinel lymph node detection in early breastcancer[J]．Eur J Surg Oncol,2012,38(8)：651-656．

[5]Kusano M,Tajima Y,Yamazaki K,et al．Sentinel nodemapping guidedbyindocyaninegreenfluorescenceimaging：anew method for sentinel node navigationsurgery in gastrointestinal cancer[J]．Dig Surg,2008,25(2)：103-108．

[6]Okusanya OT,Holt D,Heitjan D,et al．Intraoperative near-infrared imaging can identify pulmonary nodules[J]．Ann Thorac Surg,2014,98(4)：1223-1230．

[7]Hardesty DA,Thind H,Zabramski JM,et al．Safety,efficacy,and cost of intraoperative indocyanine green angiography compared to intraoperative catheter angiography in cerebral aneurysm surgery[J]．J Clin Neurosci,2014,21(8)：1377-1382．

[8]Aoki T,Yasuda D,Shimizu Y,et al．Image-guided livermapping using fluorescence navigation system withindocyanine green for anatomical hepatic resection[J]．World J Surg,2008,32(8)：1763-1767．

[9]Ishizawa T,Tamura S,Masuda K,et al．Intraoperativefluorescent cholangiography using indocyanine green：a biliary road map for safe surgery[J]．J Am Coll Surg,2009,208(1)：e1-e4．

[10]Ishizawa T,Bandai Y,Kokudo N．Fluorescentcholangiography using indocyanine green for laparoscopiccholecystectomy：an initial experience[J]．Arch Surg,2009,144(4)：381-382．

[11]Ishizawa T,Fukushima N,Shibahara J,et al．Real-time identification of liver cancers by using indocyanine greenfluorescent imaging[J]．Cancer,2009,115(11)：2491-504．

[12]Ishizawa T,Masuda K,Urano Y,et al．Mechanisticbackground and clinical applications of indocyanine greenfluorescence imaging of hepatocellular carcinoma[J]．AnnSurg Oncol,2014,21(2)：440-448．

[13]Inoue Y,Arita J,Sakamoto T,et al．Anatomical liverresections guided by 3-dimensional parenchymal stainingusing fusion indocyanine green fluorescence imaging[J]．Ann Surg,2015,262(1)：105-111．

[14]Miyata A,Ishizawa T,Tani K,et al．Reappraisal of a Dye-Staining Technique for Anatomic Hepatectomy by the Concomitant Use of Indocyanine Green Fluorescence Imaging[J]．J Am Coll Surg,2015,221(2)：e27-e36

[15]Kudo H,Ishizawa T,Tani K,et al．Visualization ofsubcapsular hepatic malignancy by indocyanine-greenfluorescence imaging during laparoscopic hepatectomy[J]．Surg Endosc,2014,28(8)：2504-2508．

[16]Mullock BM,Shaw LJ,Fitzharris B,et al．Sources ofproteins in human bile[J]．Gut,1985,26(5)：500-509．

[17]Ishizawa T,Bandai Y,Ijichi M,et al．Fluorescentcholangiography illuminating the biliary tree duringlaparoscopic cholecystectomy[J]．Br J Surg,2010,97(9)：1369-1377．

[18]Cherrick GR,Stein SW,Leevy CM,et al．Indocyaninegreen：observations on its physical properties,plasma decay,and hepatic extraction[J]．J Clin Invest,1960,39(4)：592-600．

[19]Sherwinter DA．Identification of anomolous biliaryanatomy using near-infraredcholangiography[J]．J Gastrointest Surg,2012,16(9)：1814-1815．

[20]Osayi SN,Wendling MR,Drosdeck JM,et al．Near-infraredfluorescentcholangiographyfacilitatesidentificationofbiliary anatomy during laparoscopiccholecystectomy[J]．Surg Endosc,2015,29(2)：368-375．

[21]Dip F,Roy M,Lo Menzo E,et al．Routine use offluorescent incisionless cholangiography as a new imagingmodality during laparoscopic cholecystectomy[J]．Surg Endosc,2015,29(6)：1621-1626．

[22]Spinoglio G,Priora F,Bianchi PP,et al．Real-time near-infrared(NIR)fluorescent cholangiography in single-site robotic cholecystectomy(SSRC)：a single-institutional prospective study[J]．Surg Endosc,2013,27(6)：2156-2162．

[23]Daskalaki D,Fernandes E,Wang X,et al．Indocyaninegreen(ICG)fluorescent cholangiography during roboticcholecystectomy：results of 184 consecutive cases in asingle institution[J]．Surg Innov,2014,21(6)：615-621．

[24]張雅敏,侯建存,史源,等．吲哚菁綠熒光顯像技術(shù)在術(shù)中確定肝臟腫瘤邊界的應(yīng)用[J]．中華肝膽外科雜志,2015,22(7)：487-488．

[25]De Graaf W,Hausler S,Heger M,et al．Transportersinvolved in the hepatic uptake of(99m)Tc-mebrofenin andindocyanine green[J]．J Hepatol 2011,54(4)：738-745．

[26]Satou S,Ishizawa T,Kokudo N,et al．Indocyaninegreen fluorescent imaging for detecting extrahepaticmetastasis of hepatocellular carcinoma[J]．J Gastroenterol,2013,48(10)：1136-1143．

[27]Van der Vorst JR,Schaafsma BE,Hutteman M,et al．Near-infraredfluorescence-guided resection of colorectal livermetastases[J]．Cancer,2013,119(18)：3411-3418．

[28]Shibasaki Y,Sakaguchi T,Hiraide T,et al．Expression ofindocyanine green-related transporters in hepatocellularcarcinoma[J]．J Surg Res,2015,193(2)：567-576．

[29]Abo T,Nanashima A,Tobinaga S,et al．Usefulness of intraoperative diagnosis of hepatic tumors located at the liver surface and hepatic segmental visualization using indocyanine greenphotodynamic eye imaging[J]．European Journal of Surgical Oncology,2015,41(2)：257-264．

[30]Morita Y,Sakaguchi T,Unno N,et al．Detection of hepatocellular carcinomas with near-infrared fluorescence imaging using indocyanine green：its usefulness and limitation[J]．International Journal of Clinical Oncology,2013,18(2)：232-241．

[31]Nguyen QT,Olson ES,Aguilera TA,et al．Surgery withmolecular fluorescence imaging using activatable cell-penetratingpeptides decreases residual cancer and improves survival[J]．Proc Natl Acad Set,2010,107(9)：4317-4322．

[32]Harada N,Ishizawa T,Muraoka A,et al．Fluorescencenavigation hepatectomy by visualization of localizedcholestasis from bile duct tumor infiltration[J]．J Am Coll Surg,2010,210(6)：e2-e6．

[33]Yokoyama N,Otani T,Hashidate H,et al．Real-timedetection of hepatic micrometastases from pancreaticcancer by intraoperative fluorescence imaging：Preliminaryresults of a prospective study[J]．Cancer,2012,118(11)：2813-2819．

[34]Ishizawa T,Zuker NB,Kokudo N,et al．Positive andnegative staining of hepatic segments by use of fluorescentimaging techniques during laparoscopic hepatectomy[J]．Arch Surg,2012,147(4)：393-394．