扩张皮瓣血运障碍监测技术及防治研究进展

Abstract

Objective

To summarize the monitoring methods and preventions of the disorder of blood supplying of expanded flaps, so as to provide some references for improving the survival of expanded flaps.

Methods

The domestic and abroad related literature about the disorder of blood supplying of expanded flaps was reviewed and analyzed.

Results

Handheld Doppler, digital subtraction angiography, computer tomographic angiography, magnetic resonance angiography, and fluorescein angiography can be used as reliable preoperative imaging methods in designing expanded flaps with rich blood supply. Several techniques can be used for monitoring the blood supply of expanded flaps during the early postoperative period including traditional monitoring via physical examination, monitoring via dynamic infrared thermography, near-infrared spectroscopy tissue oximeter, external and implantable Doppler, and more recently developed diffuse correlation spectroscopy. Surgical delay, bloodletting, leech therapy, hyperbaric oxygen, and so on can decrease the risk of necrosis in expanded flaps.

Conclusion

The survival of expanded flap is influenced by many factors. Preoperative design by using handheld Doppler and new imaging technology and postoperative early detection of blood supply can provide references of timely intervention, so that ischemic necrosis of the flaps can be reduced, and the success rate of surgery can be improved.

皮肤软组织扩张术是通过于正常皮肤软组织下埋置扩张器并注射液体，利用扩张机制对局部的作用获得扩张皮瓣，用于组织修复和器官再造的一种方法^[1]。因其能提供与缺损区色泽、质地及结构相近的皮肤组织，同时不增加新的供区瘢痕，成为修复皮肤缺损的首选方法之一。但扩张皮瓣血运障碍等并发症发生率较高，如果处理不当，会出现皮瓣坏死，导致手术失败。现就扩张皮瓣术后血运障碍监测技术及防治措施进展作一综述，旨在为临床扩张皮瓣血运障碍早期发现和防治提供参考。

1. 扩张皮瓣血运监测方法

1.1. 临床主观观察

常用监测指标有皮瓣颜色、张力（皮瓣大小及肿胀程度）、毛细血管充盈试验以及针刺皮瓣观察出血情况。其中皮瓣颜色是最常用、最重要的指标，具有灵敏、准确、无创、无需接触等优点。针刺观察皮瓣出血情况，出血活跃且呈鲜红色，说明皮瓣供血良好；出血活跃但颜色较暗，逐渐变鲜红，说明静脉回流障碍；出血较少或无出血，提示动脉供血障碍。皮瓣张力、毛细血管充盈试验也是重要检测指标，皮瓣动脉闭塞时表现为皮肤发白、皮瓣萎缩及张力减小，毛细血管充盈迟缓；静脉闭塞时表现为局部呈暗红色，皮瓣肿胀及张力增加。临床主观观察准确性及灵敏性较好，缺点是主观性较强，不能实现连续监测，对临床医师经验要求较高。

1.2. 客观监测方法

1.2.1. 皮瓣温度

皮瓣血运情况可通过皮瓣温度的改变表现出来，通过将监测的皮瓣温度按一定公式进行转化可得到皮瓣血流信号^[2-3]。测量皮瓣温度方法有热电偶温度计测量法及红外线热成像法^[4-5]。其中，红外线热成像技术具有简便、快速、动态采集信息、无创伤、结果直观等优点。皮肤通过辐射红外线方式进行热量传递，因此通过记录移植皮瓣的红外辐射能量，可以判断皮瓣坏死部位与周围皮瓣的血运情况，评估坏死范围，预估皮瓣活性。Lohman 等^[6]对应用红外线热成像技术监测皮瓣术中血运的相关研究进行了一次荟萃分析，发现红外线热成像技术敏感性约为 33%、特异性为 100%、准确率为 80%；在预测并发症等方面，相比植入性多普勒和组织血氧测量敏感性较低，但对吻合口血运敏感性为 100%。

1.2.2. 代谢指标监测

① 近红外组织血氧监测法：近年来，近红外光光谱技术的发展，为检测组织血氧值提供了新的方向。该检测法是利用血液中氧合血红蛋白及还原血红蛋白对近红外光散射和吸收特性的不同，监测一定皮肤面积中两者比例来判断血管的灌注情况，实现了无创伤监测组织内血氧变化，实时显示血氧值^[7-9]。因其有无创、快速、连续、实时监测、操作简便等优点，具有广泛的应用前景。Chen 等^[8]对应用近红外光血氧监测法观察术后皮瓣血运的 8 项研究进行系统分析，发现其预测血运障碍的敏感性为 100%，特异性为 100%。Koolen 等^[9]的回顾性研究发现，应用近红外光血氧监测法监测乳腺重建术后皮瓣血运情况，可显著提高皮瓣成活率。

② 微透析技术：1998 年 Röjdmark 等^[10]首次将微透析技术应用于皮瓣的血运监测。微透析技术是通过对皮瓣组织的代谢产物如葡萄糖、乳酸、丙酮酸盐以及丙三醇等采样分析，间接监测皮瓣血运状况。如果葡萄糖降低，乳酸与丙酮酸盐的比值降低则提示无氧代谢，说明动脉血供不足；如果丙三醇水平增加则提示细胞膜损伤，说明动脉或静脉血流障碍。Frost 等^[11]对临床观察、微透析技术和植入式多普勒技术进行了前瞻性研究，发现微透析技术可以在临床表现出现之前发现血管危象，但其缺点是需要 30 min 才能完成一次检测。Tollan 等^[12]研究发现微透析技术可用于监测细胞因子等大分子物质的变化，因此不仅可用于临床监测皮瓣血运，还能用作研究皮瓣生理学的手段。

1.2.3. 多普勒技术

① 手持式多普勒血流探测仪：该方法是利用高频率超声波探测动静脉血管内红细胞的运动状态，以判断皮瓣血液循环情况，其探测动脉血流的敏感度高于静脉。目前常用于术前探测皮瓣血管走行，获得较好效果^[12-13]。Bellamy 等^[14]对外科医生选择监测皮瓣血运方法的喜好调查显示，手持式多普勒血流探测仪是最常用方法（91.7%），其中 56.1% 医生认为它是最好的皮瓣血运监测方法。该方法具有简单、易行、无创、实时获取血流信息等优点，不足之处在于操作技术性较高，探测皮瓣血管时易受组织其他信号干扰、假阳性率高，难以评估深部血管、血管走行及分支等^[15]。

② 探头植入式多普勒血流监测系统：该方法是将监测探头置于皮瓣动静脉吻合处以监测皮瓣血流情况，与传统血流监测手段相比，具有价廉、实时、可监测深部血管、灵敏度及特异性高等优势；但它是侵入性检查，探头若移位将导致假阳性结果和不必要的外科再检查。Kim 等^[16]研究报道，用探头植入式多普勒血流探测仪监测可早期发现皮瓣微循环的异常变化，从而提高皮瓣存活率。而通过建立嵌合皮瓣，应用探头植入式多普勒血流探测仪监测供应相邻筋膜皮下瓣或肌肉瓣的分支蒂血管血流，间接评估扩张皮瓣术后主要蒂血管的血流，可降低直接监测皮瓣蒂血管时对皮瓣血运的影响，进一步预防皮瓣血运障碍的发生。Chang 等^[17]对 2000 年－2012 年使用植入式多普勒血流监测仪监测游离皮瓣血运情况的研究进行了系统分析，证明该方法有高度敏感性和特异性。Rothfuss 等^[18]认为植入式多普勒血流监测技术是监测游离皮瓣血运的金标准。

③ 激光多普勒血流监测仪：该技术是利用入射光在运动中的红细胞表面发生散射时会产生多普勒频移效应，通过检测后向散射光的多普勒频移来推断血流速度。其主要应用于浅表组织（体表下 0.5 mm 左右），因具有可定性监测深部组织血运、无创、实时等优势，目前常用于整形外科领域。Rothenberger 等^[19]报道激光多普勒血流监测仪在乳房重建游离皮瓣移植术后皮瓣血流的监测中有重要价值。Kolbenschlag 等^[20]认为激光多普勒血流监测仪和组织光谱学技术监测皮瓣血运、组织血氧饱和度和血红蛋白浓度，可准确反映皮瓣的微循环情况。

1.2.4. 造影技术

① 近红外荧光造影技术：常用造影剂为吲哚菁绿（indocyanine green，ICG）。ICG 是水溶性化合物，静脉注入后能迅速与体内血红蛋白结合，在 750～810 nm 激发光的激发下，可产生荧光并被近红外相机捕捉记录，从而形成动态荧光图像。近年来，近红外荧光造影技术因经济、无毒副作用、可定性监测皮瓣血流等优点，在术前皮瓣设计、术中术后预测皮瓣血运障碍方面均有重要价值^[21-22]。Diep 等^[23]对比术中采用 ICG 荧光造影技术或仅采用临床观察对于乳腺癌切除即时乳房重建皮瓣坏死发生率的影响时，发现术中应用 ICG 荧光造影可显著降低皮瓣缺血坏死的发生率。Hitier 等^[24]研究证明，ICG 荧光造影发现皮瓣血运障碍较临床主观观察更早、更准确。Lohman 等^[25]对 ICG 荧光造影相关文献进行 Meta 分析后报道，术中 ICG 荧光造影敏感性为 90.9%，准确率为 98.6%，特异性为 98.6%。荧光造影技术结合针刺试验^[26]、激光辅助^[27-28]、FLOW 800 分析系统^[29]可提高其检测血管血流情况的灵敏度和特异性，用于监测皮瓣移植术后血管灌注情况。

② 数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）：DSA 能显示血管的走行及分支，并提示血管是否通畅，能提供准确的血管解剖影像图像及血管病变信息，但也存在不能提供相关软组织信息、有创、辐射剂量较大等缺点^[30]。因此，术前可用超声多普勒确定穿支血管是否存在及其大体位置，必要时经 DSA 观察穿支血管走行、分布及其与周围动脉的吻合情况，确定皮支动脉的轴点部位，防止穿支血管细小、解剖变异及术中牵拉或扭曲损伤等意外，以保证皮瓣及其蒂部血管网的完整性。唐举玉等^[31]将 DSA 造影技术应用于术前辅助设计旋股外侧动脉降支分叶穿支皮瓣，术中发现穿支血管走行与术前 DSA 模拟基本一致。张子阳等^[32]利用 DSA 导航指导切取 13 例胫前动脉穿支皮瓣，提高了移植皮瓣切取的成功率。徐业凯等^[33]总结术前用 DSA 指导选择皮瓣以修复严重手外伤创面的经验，认为 DSA 造影可清晰显示血管网，有效指导术前皮瓣选择，从而减少移植皮瓣缺血坏死发生。

③ 计算机断层扫描血管造影术（computer tomographic angiography，CTA）：CTA 是将 CT 容积扫描技术和计算机三维重构图像处理技术相结合，采集流经血管内腔造影剂信号的成像技术。近年，CTA 才开始用于皮瓣血管形态学的研究，它能够清晰显示全身各部位的血管形态、血流情况，目前多用于腹壁下动脉皮瓣及股前外侧皮瓣穿支血管的术前探查和定位。术前利用 CTA 三维重建技术，预先判断穿支血管的位置、分支、走行及其与周围组织的关系等，从而设计血运丰富的皮瓣，这对于减少皮瓣缺血坏死、提高移植皮瓣的成活率有重要意义。CTA 成像有客观、非侵入、重复性高，扫描时间短、空间分辨率高，可显示直径 0.3 mm 的微血管等优点，但因需要注射造影剂而不适用于造影剂过敏或肾功能损伤的患者，且有辐射暴露等缺点^[34]。杨克勤等^[35]认为 CTA 可准确显示穿支血管位置、管径及走行，将 CTA 三维重建技术应用于指导构建小腿穿支皮瓣，可提高小腿穿支皮瓣移植的成功率。Maricevich 等^[36]发现 CTA 可清晰显示穿支血管的位置，并利用 CTA 设计大腿外侧穿支皮瓣用以进行乳房重建，提高了穿支皮瓣的存活率。Hummelink 等^[37]利用 CTA 定位穿支皮瓣血管，并结合三维立体摄影测量技术设计合适体积的腹壁下动脉穿支皮瓣，用以进行乳房重建。Ono 等^[38]总结皮瓣修复术前应用 CTA 的临床经验，认为 CTA 显示穿支血管准确率高，有利于设计血运和体积合适的穿支皮瓣，从而缩短手术时间、降低移植皮瓣的并发症。

④ 磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）：目前临床上使用的 MRA 成像技术有两种，一种无需对比剂，一种是以钆制剂为对比剂的增强 MRA（CE-MRA）。MRA 无过敏、辐射暴露等缺点，且有良好的肌肉血管成像分辨率、同时获取动静脉血管影像等优点。但其准确率及空间分辨率与 CTA 相比较低，且有检查费用昂贵、检查耗时长、不可用于体内有金属物的患者等缺点^[34]。段家章等^[39]查阅国内外文献，总结 MRA 可三维立体地显影穿支血管的分布、走行及分支解剖情况，已用于术前设计以旋股外侧动脉为穿支血管的股前外侧皮瓣。Gryseleyn 等^[40]分析对比术前应用 MRA 或 DSA 对游离腓骨成活率影响时发现，MRA 在发现血管粥样硬化、减少皮瓣缺血坏死方面表现更佳。Swanson 等^[41]对 3 篇应用 CTA 及 MRA 定位腹壁下动脉穿支皮瓣血管的文献进行系统综述，发现两者在定位穿支血管的准确性上无明显差异（P=0.282）。

1.2.5. 扩散相关光谱技术

扩散相关光谱技术是一种基于多散射近红外光时间变化的动态散射方法，当红细胞在微血管运动时会发生散射，通过收集散斑的波动可以推测红细胞的运动，从而定量分析组织血流。Agochukwu 等^[42]认为扩散相关光谱技术是一种新兴、便携、价廉的非接触性血运监测方法，并且可监测深度达 1.5 cm 的血管，它在预测皮瓣缺血坏死、提高皮瓣成活率方面有重要价值。

2. 预防扩张皮瓣血运障碍方法

2.1. 改进扩张器扩张方式

常谨等^[43]认为扩张器植入早期皮瓣缺血、缺氧以及扩张器压迫等致 VEGF 等相关促血管生成因子合成增加，而中晚期新生血管成熟稳定，扩张皮瓣已耐受扩张器压力，内环境达到氧的供需平衡，VEGF 表达逐渐下降至正常水平。所以通过反复快速扩张法可使扩张皮瓣长时间处于微缺血、缺氧状态，促进 VEGF 合成分泌，进一步促进内皮细胞增殖、扩张皮瓣中血管增生。

扩张过程中皮瓣血运障碍的预防要掌握扩张器少量多次注水、持续扩张的原则。每次注水过程中要观察扩张皮瓣的指压反应，当出现扩张皮瓣颜色苍白，无充血反应时应回抽部分扩张液，以防止出现扩张皮瓣血运障碍^[44]。

2.2. 术前合理设计，术中精细操作，术后仔细管理

Omranifard 等^[45]通过计算扩张器注射容量与扩张面积的关系，得出扩张面积=17.9+6.3×注射容量。术前评估所需皮瓣量及注射容量，利用影像学技术选择设计血运丰富的扩张皮瓣。术中严格遵守整形外科皮瓣设计的原则，皮瓣近端和远端尽可能不要超过扩张区，保证皮瓣血运良好；尽量减少附加切口；剥离纤维囊壁时要仔细，尽可能保留具有血供的包膜，但需要将导致皮瓣挛缩的纤维膜部分去除；充分合理利用扩张皮瓣，避免皮瓣局部张力过大，当皮瓣局部较松时可加压包扎。术后充分引流、预防使用抗生素避免感染等，以降低扩张皮瓣血运障碍的发生率。

2.3. 皮瓣延迟术

皮瓣延迟术是阻断皮瓣边缘及基底部的部分血管，从而使皮瓣内的血管发生符合血供需要方向的变化，同时造成适当可耐受的缺血、缺氧状态，诱发 VEGF 等细胞因子的合成释放，诱导血管扩张增粗及新生血管发生，增加侧支血液循环，以确保皮瓣转移后的血供，是制备超长宽比皮瓣、超大面积皮瓣、预制皮瓣、反流轴型皮瓣的一种可靠而有效的方法，可预防皮瓣出现缺血坏死，提高皮瓣成活率^[46-47]。运用皮瓣延迟术治疗出现静脉瘀血的扩张皮瓣，可有效改善扩张皮瓣远端血运，缓解原有静脉回流障碍，防止局部静脉瘀血症状加重，在一定程度上避免坏死灶的出现，改善皮瓣远端静脉回流保证扩张皮瓣的成活。

研究发现，供区皮肤软组织扩张结合埋线法结扎周边血管主干可使扩张皮瓣周边血管主干逐渐变细，阻断主干血管收集的回流静脉，造成皮瓣静脉血不同程度的回流障碍，对皮瓣进行静脉延迟，从而诱导血管新生及血管增粗^[48-49]。赵宇辉等^[50]研究发现通过对皮瓣血管蒂的维持扩张，可增加皮瓣血运。其机制可能为：① 蒂部扩张器间断、规律注液扩张，可暂时阻断蒂部血流，与皮瓣延迟术效果相似。② 蒂部扩张器的埋置可以进一步增强蒂部扩张皮瓣的血循环重构，其血供改变主要表现为血管数量增加和增粗，以及皮肤血流量增加。

3. 皮瓣血运障碍的防治措施

3.1. 放血疗法

如果术后皮瓣远端出现轻度青紫等回流不畅表现，可在皮瓣远端轻微加压包扎以利回流。当扩张皮瓣因静脉回流障碍，导致瘀血水肿而保守治疗不能有效挽救皮瓣活性时，可采用放血疗法，如瘀血部位针刺放血疗法或水蛭吸血疗法。针刺放血是将皮瓣瘀血部位的血液抽出并用肝素纱布湿敷。此方法可减轻静脉瘀血，降低毛细血管后循环压力，改善血液动力学，改善血管内皮功能，扩张血管，但仅适用于小面积瘀血皮瓣。薛文丽等^[51]提出针刺放血法、微小血管放血法可挽救瘀血扩张的皮瓣。Cheng 等^[52]认为对出现瘀血的皮瓣行放血治疗，可提高皮瓣存活面积。

水蛭吸血疗法是将医用水蛭放置在皮瓣瘀血部位，利用它吸取瘀血皮瓣的积血，改善皮瓣血液循环^[53-54]。水蛭唾液中的许多活性成分，如抗凝血剂、血小板聚集抑制剂和蛋白酶抑制剂等，具有活血化瘀作用。Herlin 等^[53]及 Mumcuoglu 等^[54]推荐将医用水蛭应用于挽救瘀血的移植皮瓣，但应注意其后遗症较多，如失血、感染、暴发性紫癜和偏头痛等。

3.2. 天然或重组水蛭素的应用

水蛭的获得易受地域及气候的影响，限制了其在临床的应用。研究发现，水蛭素是水蛭唾液中具有活血化瘀作用的有效成分。用天然水蛭素或重组水蛭素挽救静脉瘀血皮瓣已成为国内外研究热点^[55-57]。Peng 等^[56]在动物实验中发现，水蛭素可能通过抑制凝血酶/蛋白酶激活受体/p38/NF-κB 信号通路的传导，抑制炎性反应，从而改善皮瓣活力。Pan 等^[57]研究发现，水蛭素可能通过干扰 p38 MAPK-ERK 通路，调节血管生成因子和抗血管生成因子的表达，发挥其血管生成作用，从而缓解皮瓣远端的瘀血。

3.3. 高压氧治疗

高压氧治疗扩张皮瓣血运障碍的关键在于预防，一旦在术中或术毕时发现皮瓣远端发紫，术后应立即应用高压氧进行治疗，利用其能挤出皮瓣瘀血、选择性关闭皮瓣远端的动静脉短路、提高组织氧分压等特点^[58]，改善皮瓣血运，以取得满意效果。Ju 等^[59]研究证明高压氧治疗组的扩张皮瓣血管比空白对照组更丰富、血运更好，从而可以提高扩张皮瓣成活率并降低血运障碍。

3.4. 其他

传统方法如体位引流+局部按摩、负压吸引等可促进皮瓣血液循环，提高瘀血皮瓣成活率。学者们研究发现，氧自由基清除剂（如维生素 E、依达拉奉）^[60]以及毛柳甙^[61]、间充质细胞移植^[62]、血液稀释疗法^[63]等，可促进皮瓣血管新生、抑制细胞凋亡、减少炎性反应、降低氧化应激等。必要时用抗凝和/或抗溶栓药物，如阿司匹林、低分子肝素、尿激酶等可挽救出现血运障碍的扩张皮瓣。

4. 总结与展望

扩张皮瓣血运障碍受多种因素影响，术前可利用多普勒血流检测仪、荧光血管造影技术、CTA 和 MRA 等影像学技术选择有知名血管的供区、获取血运丰富的扩张皮瓣；术中及术后可利用红外线热成像技术、近红外光血氧监测技术、植入式多普勒等方法密切监测移植皮瓣的血运，有利于早期发现血运障碍、减少皮瓣缺血时间，从而对缺血的移植皮瓣进行干预治疗（如放血、抗凝溶栓、水蛭吸血等），达到减少皮瓣坏死、提高手术成功率的目的。

如何减少扩张皮瓣移植术后血运障碍的发生，开发灵敏度、特异性及准确率高，可实现连续监测，对患者及皮瓣无损害的血运监测方法，提高对已出现血运障碍皮瓣的挽救率，仍然是整形修复重建外科面临的难题，需要开展更多、更深入的研究。