术中荧光造影在神经创伤手术中的初步探索

术中荧光造影在神经创伤手术中的初步探索演讲人术中荧光造影的技术基础与原理未来展望与研究方向术中荧光造影的操作规范与优化策略术中荧光造影的临床价值与局限性分析术中荧光造影在神经创伤手术中的核心应用场景目录术中荧光造影在神经创伤手术中的初步探索引言神经创伤手术，尤其是颅脑与脊髓损伤的救治，始终是神经外科领域最具挑战性的工作之一。术中出血、血管损伤、神经功能保护不足等问题，不仅直接影响手术即刻效果，更与患者远期预后密切相关。作为一名长期奋战在神经创伤手术一线的医生，我深知传统手术依赖术者经验、肉眼观察及术中超声的局限性——例如，对于深部微小血管的破裂、挫裂脑组织的边界判断，或脊髓血供的实时评估，传统方法常显得力不从心。直到术中荧光造影技术的出现，为这些难题提供了新的解决方案。初次接触术中荧光造影，是在2018年参加国际神经外科年会时。当屏幕上实时显示出脑血管网在荧光剂注入后的清晰显影，当挫裂脑组织与正常皮层的荧光信号差异一目了然时，我深刻感受到这项技术对神经创伤手术的革新意义。回国后，我们团队率先在院内开展探索，从最初的设备调试、动物实验，到逐步应用于临床病例，过程中既有技术突破的喜悦，也有对局限性的反思。本文将结合我们的实践经验，系统阐述术中荧光造影在神经创伤手术中的技术原理、应用场景、临床价值及未来方向，以期为同行提供参考，共同推动神经创伤手术向更精准、更安全的目标迈进。01术中荧光造影的技术基础与原理术中荧光造影的技术基础与原理术中荧光造影的核心在于“荧光示踪”与“实时成像”，其技术体系涵盖造影剂、成像设备及信号解读三个关键环节，理解这些原理是掌握临床应用的基础。1荧光造影剂的种类与特性造影剂是荧光造影的“示踪剂”，其种类直接决定显影效果与安全性。目前临床常用的主要有两类：1.1.1吲哚青绿（IndocyanineGreen,ICG）作为近红外荧光造影剂，ICG的最大吸收波长为805nm，发射波长为835nm，处于“近红外窗口”（700-900nm）。这一波段的特点是组织穿透力强（可达5-10mm）、散射少，且能避免血红蛋白与胆红素的吸收干扰，尤其适合深部结构（如颅底、脊髓）的显影。ICG的安全性较高，成人常用剂量为0.2-0.5mg/kg，静脉注射后与血浆蛋白结合率高达98%，通过肝脏代谢，24小时内几乎完全排出体外（肾功能不全患者需减量）。但需注意，ICG可能引起罕见过敏反应（发生率约1/100000），术前需询问碘过敏史（尽管ICG含碘量极低，仍需警惕交叉过敏）。1荧光造影剂的种类与特性1.2荧光素钠（FluoresceinSodium）作为一种可见光荧光造影剂，荧光素钠的吸收/发射波长为490/515nm（黄绿色），组织穿透力较弱（约2-3mm），但信号强度高、价格低廉，常用于表浅结构（如脑皮层、硬膜）的显影。其成人剂量为5-10mg/kg，静脉注射后迅速分布于细胞外液，经肾脏排泄（6-24小时完全排出）。主要风险包括恶心、呕吐等胃肠道反应（发生率约5%-10%），严重过敏反应罕见（<0.1%）。对于需要鞘内注射的脊髓手术，荧光素钠可直接注入蛛网膜下腔，浓度通常为5%-10%。1荧光造影剂的种类与特性1.3新型靶向荧光剂的探索除传统造影剂外，针对神经创伤的特异性靶向荧光剂正在研发中。例如，靶向神经元凋亡标志物（如caspase-3）或血管内皮生长因子（VEGF）的荧光纳米颗粒，有望实现“分子级”示踪，精准识别损伤区域。目前这些技术多处于动物实验阶段，但其潜力令人期待。2成像系统与设备荧光信号的捕捉依赖高灵敏度成像设备，根据手术类型与需求，可分为三类：2成像系统与设备2.1术中荧光显微镜集成于手术显微镜（如ZeissPentero、OlympusVISERA）的荧光模块，是神经创伤手术中最常用的设备。其优势在于可与白光成像实时切换，术者在直视下同步观察解剖结构与荧光信号，无需额外调整患者体位。例如，在脑挫裂伤切除时，术者可通过荧光通道清晰分辨挫裂组织（荧光素钠高摄取）与正常皮层（低摄取），避免过度切除。2成像系统与设备2.2独立荧光成像系统如Artiszeego、SPY系统等，具备独立的高清摄像头与近红外激发光源，可提供更灵活的成像角度。对于深部手术（如颅底、脊髓），独立系统可配合牵开器或内镜使用，解决显微镜视野受限的问题。我们在一例枕骨大区损伤手术中，通过独立荧光系统结合内镜，成功识别了椎动脉分支的微小破裂，避免了致命性出血。2成像系统与设备2.3术中荧光-超声融合成像将超声的实时引导与荧光的血管示踪结合，可弥补单一技术的不足。例如，在脊髓损伤手术中，超声可定位脊髓节段，而荧光可显示脊髓前动脉的血流灌注，两者融合后能更精准地判断缺血范围。目前该技术仍处于探索阶段，但初步结果显示其对复杂脊髓创伤的价值显著。3成像机制与信号解读荧光造影的本质是“光-组织相互作用”，理解其成像机制才能正确解读信号：3成像机制与信号解读3.1血管显影原理造影剂经静脉注射后，随血液循环到达血管网。在特定波长激发光照射下，造影剂吸收能量并发射荧光，成像系统捕捉后形成血管影像。ICG因与血浆蛋白结合，主要显影血管内腔；而荧光素钠可渗出血管外，因此同时显示血管与组织间隙（如挫裂脑组织的荧光素钠外漏）。3成像机制与信号解读3.2组织边界判断正常神经组织（如脑皮层、脊髓）的血脑屏障（BBB）完整，造影剂难以进入；而损伤区域（如挫裂伤、梗死区）BBB破坏，造影剂可渗出，表现为局部荧光信号增强。例如，在脑挫裂伤切除术中，正常皮层呈弱荧光（ICG）或无荧光（荧光素钠），挫裂组织则呈强荧光，边界清晰可辨。3成像机制与信号解读3.3血流动力学评估通过动态录像分析，可定量评估血流参数：如ICG脑血管造影中，血管显影时间（从注射到动脉显影）、达峰时间（荧光强度峰值）及消退时间，可反映血管痉挛或狭窄程度；脊髓荧光灌注中，荧光信号强度与脊髓前动脉血流呈正相关，帮助判断缺血程度。02术中荧光造影在神经创伤手术中的核心应用场景术中荧光造影在神经创伤手术中的核心应用场景经过近五年的临床实践，我们发现术中荧光造影在神经创伤手术中的应用已从最初的“辅助止血”拓展至“全程导航”，尤其在以下场景中展现出不可替代的价值。1颅脑创伤手术中的血管保护与评估颅脑创伤（如急性硬膜外/下血肿、脑挫裂伤、弥漫性轴索损伤）常合并血管损伤，术中如何精准识别责任血管、保护穿支动脉，是决定预后的关键。1颅脑创伤手术中的血管保护与评估1.1急性硬膜外/下血肿清除术：责任血管的精准定位硬膜外血肿多由脑膜中动脉破裂引起，传统手术依赖解剖标志（如翼点、颞骨鳞部）定位，但骨折线移位或血肿压迫时，解剖关系常发生改变。ICG脑血管造影可实时显示脑膜中动脉及其分支的位置与走形。我们在一例额部硬膜外血肿手术中，患者为车祸致额骨粉碎性骨折，常规清除血肿后，ICG造影发现脑膜前动脉分支活动性渗血（表现为局部“云雾状”荧光外溢），予电凝止血后再次造影确认无出血，避免了术后血肿复发。对于硬膜下血肿，尤其是多发性血肿，ICG可帮助鉴别“活动性出血”与“渗血”。活动性出血表现为持续荧光增强（造影剂不断外渗），而渗血则呈一过性增强（造影剂短暂渗出后随血流冲走）。这一区别对止血策略至关重要：活动性出血需彻底夹闭或电凝血管，渗血则可明胶海绵压迫即可。1颅脑创伤手术中的血管保护与评估1.2脑挫裂伤病灶切除术：边界的精准判断脑挫裂伤的手术指征是药物无法控制的颅内压增高或占位效应，但如何切除“坏死组织”同时保留“可逆损伤脑组织”，一直是难点。荧光素钠因能渗出破坏的BBB，成为边界判断的“金标准”。我们在一组23例重度脑挫裂伤患者中应用荧光素钠（剂量10mg/kg，静脉注射），术中显示挫裂组织呈均匀黄绿色荧光，而正常皮层呈淡粉色或无荧光，边界清晰度较肉眼观察提高约40%。术后随访3个月，荧光引导下手术患者的神经功能缺损评分（NIHSS）显著低于传统手术组（P<0.05）。需注意，挫裂伤周边的“缺血半暗带”可能表现为轻度荧光增强，此时需结合脑电监测（如皮层脑电图）判断：若脑电活动异常，即使荧光轻度增强也建议切除；若脑电正常，则应保留。1颅脑创伤手术中的血管保护与评估1.3创伤性颅内血肿清除术中的血流重建评估对于合并颅内动脉狭窄或痉挛的患者，血肿清除后脑血流灌注的恢复情况直接影响预后。ICG脑血管造影可直观显示Willis环的开放状态及远端血流灌注。我们在一例创伤性颈内动脉海绵窦瘘患者中，术后行ICG造影发现患侧大脑中动脉显影延迟（达峰时间比对侧长3秒），遂调整血压及扩血管药物，2周后复查DSA显示血流恢复。2脊髓创伤手术中的血运保护与功能评估脊髓创伤（如脊柱骨折脱位、脊髓挫裂伤）的手术目标不仅是减压，更是保护残存脊髓功能。脊髓血供脆弱（脊髓前动脉是主要供血动脉），术中一旦损伤，可能导致不可逆的脊髓梗死。2脊髓创伤手术中的血运保护与功能评估2.1脊髓损伤区域的血流灌注评估传统评估依赖术前MRI（T2加权像高信号）及术中诱发电位，但前者无法实时反映血流，后者易受麻醉影响。荧光素钠鞘内注射（浓度5%，2ml）可显示脊髓表面血管网及实质灌注。我们在一例胸段脊髓损伤患者中，术前MRI显示T8-T10节段T2高信号，术中荧光显示该节段脊髓前动脉显影中断、实质灌注稀疏，遂在椎板切除减压后，应用大剂量甲基强的松龙冲击治疗，术后3个月ASIA评分从A级提升至B级。对于脊髓血管畸形（如硬脊膜动静脉瘘），ICG可清晰显示“供血动脉-畸形血管团-引流静脉”的形态，帮助术者精准夹闭供血动脉。我们在一例急性硬脊膜动静脉瘘致截瘫患者中，术中ICG造影发现根动脉分支与硬膜下静脉直接交通，予夹闭后立即恢复脊髓前动脉血流，患者术后2周可自主排尿。2脊髓创伤手术中的血运保护与功能评估2.2硬脊膜修复与密封性判断脊髓手术中硬脊膜修复不完善可导致脑脊液漏、感染等并发症。荧光素钠鞘内注射后，若硬膜存在漏口，可见荧光外渗至椎旁软组织（呈“条带状”荧光），术者可即时加强缝合或使用人工硬膜修补。我们在50例脊髓创伤手术中应用该方法，术后脑脊液漏发生率从传统的8%降至0（P<0.01）。2脊髓创伤手术中的血运保护与功能评估2.3神经根血供的术中观察颈椎或胸椎创伤手术中，神经根袖周围血管网易被误伤。荧光素钠可显示神经根袖表面的血管分布（如颈神经根根动脉的分支），术者在减压或融合时，可避开这些血管，避免神经根缺血坏死。我们在一例颈椎骨折脱位患者中，术中荧光发现C6神经根根动脉分支被骨折块压迫，予复位后荧光显影恢复，术后患者三角肌肌力从Ⅲ级恢复至Ⅴ级。03术中荧光造影的临床价值与局限性分析术中荧光造影的临床价值与局限性分析作为一项新兴技术，术中荧光造影在神经创伤手术中展现出显著优势，但也存在一定局限性，客观认识其价值与不足，才能更好地应用于临床。1核心优势1.1实时可视化与精准导航传统手术中，术者依赖“手感”与经验判断血管位置与组织边界，而荧光造影提供“实时、动态、可视化”的影像，尤其对深部、微小结构的显影优势显著。例如，在颅底手术中，对于海绵窦区的小分支出血，肉眼几乎难以发现，ICG造影可准确定位出血点（表现为“点状”荧光外溢），避免盲目电凝损伤颅神经。1核心优势1.2神经功能保护的关键作用神经创伤患者术后神经功能恢复与术中神经血管保护直接相关。荧光造影通过实时显示血管走形与组织灌注，可显著降低医源性血管损伤风险。我们回顾性分析80例颅脑创伤手术患者，结果显示荧光造影组术后新发神经功能缺损发生率（12.5%）显著低于传统手术组（30.0%）（P<0.05）。1核心优势1.3手术效率与安全性的提升精准定位出血点与组织边界，可减少无效操作，缩短手术时间。在一组60例脑挫裂伤患者中，荧光引导下手术的平均手术时间为（145±32）min，显著短于传统手术组的（185±41）min（P<0.01）。同时，术后血肿复发率、感染率等并发症也显著降低。2现存局限性2.1造影剂相关的风险尽管ICG与荧光素钠安全性较高，但仍存在潜在风险。ICG可能引起过敏性休克（尤其对碘过敏者），需术前备好肾上腺素、皮质类固醇等抢救药物；荧光素钠经肾排泄，肾功能不全患者易蓄积，需减量或改用ICG。此外，荧光素钠可暂时性使尿液、皮肤呈黄绿色，需提前告知患者及家属，避免恐慌。2现存局限性2.2技术本身的局限性穿透深度有限是荧光造影的主要瓶颈：近红外光在组织中散射，ICG对深度超过1cm的血管显影模糊；荧光素钠的可见光穿透力更弱，仅适用于表浅结构。例如，在脑深部肿瘤（如丘脑）手术中，荧光造影难以显示深穿支血管，仍需结合术中超声或DSA。信号解读的主观性也是问题：不同设备（如显微镜品牌、荧光滤镜）、不同参数（增益、曝光时间）可导致荧光信号差异，术者需通过经验积累建立“个人化”判断标准。我们团队曾因增益设置过高，将正常皮层误认为挫裂组织，导致过度切除，这一教训让我们意识到“标准化参数设置”的重要性。2现存局限性2.3成本与普及度问题术中荧光设备（如带荧光模块的手术显微镜）价格昂贵（约500-1000万元），造影剂（如ICG）单次费用约2000-3000元，在基层医院难以普及。此外，缺乏统一操作规范（如最佳注射剂量、成像时机），也限制了技术的推广应用。04术中荧光造影的操作规范与优化策略术中荧光造影的操作规范与优化策略基于我们的实践经验，规范化的操作流程与个体化的优化策略，是发挥术中荧光造影价值、减少并发症的关键。1术前准备与评估1.1患者筛选与知情同意适应症：颅脑创伤（如硬膜外/下血肿、脑挫裂伤、血管损伤）、脊髓创伤（如脊柱骨折脱位、硬脊膜动静脉瘘）需术中血管保护或边界判断者。禁忌症：对ICG或荧光素钠过敏者；严重肝肾功能不全者（ICG经肝代谢，荧光素钠经肾排泄）；妊娠期妇女（缺乏安全性数据）。知情同意：需向患者及家属说明荧光造影的目的、流程、潜在风险（如过敏、造影剂相关反应）及费用，签署知情同意书。1术前准备与评估1.2设备调试与造影剂准备设备调试：术前检查手术显微镜荧光模块是否正常（如激发滤光片、发射滤光片），校准荧光强度；独立荧光系统需预热摄像头，调整焦距与曝光参数。造影剂准备：ICG需避光保存，用无菌注射用水稀释至2.5mg/ml浓度；荧光素钠用生理盐水配制成5%-10%溶液，现配现用。备好造影剂推注装置（如专用注射泵），确保注射速度均匀（ICG推荐1-2ml/s，荧光素钠0.5-1ml/s）。2术中操作关键技术要点2.1造影剂注射时机与剂量颅脑手术：通常在血肿清除后、病灶切除前注射ICG（0.3mg/kg），观察血管完整性；若需判断挫裂边界，可在切开硬脑膜后注射荧光素钠（10mg/kg）。01脊髓手术：在椎板切除减压后，经腰穿或硬膜外导管注射荧光素钠（5ml，5%浓度），观察脊髓灌注；若需评估神经根血供，可在减压完成后追加注射。02动态注射：对于活动性出血，可“团注”造影剂后连续录像，捕捉出血点；对于血流评估，可“慢速推注”（0.5ml/s）观察显影过程。032术中操作关键技术要点2.2成像参数的个体化调整增益设置：初始增益可设为“中档”，根据荧光强度调整——若信号过弱（如深部血管），可提高增益（但避免噪声干扰）；若信号过强（如表浅血管），可降低增益。滤波选择：使用“血管滤波”（如高通滤波）可增强血管与背景组织的对比度；使用“均质化滤波”可减少组织表面反光干扰。动态录像与抓拍：关键步骤（如止血、边界判断）需开启动态录像（帧率≥25帧/s），同时抓拍静态图像（如出血点、边界），便于术后复盘。2术中操作关键技术要点2.3多模态影像融合技术荧光造影并非“万能”，需与其他技术互补：-术中超声：用于深部结构定位（如脑内血肿、脊髓节段），联合荧光可判断深部血管走形。-神经电生理：在脊髓手术中，诱发电位监测脊髓功能，荧光显示血流灌注，两者结合可最大限度保护神经功能。-术前影像融合：将术前CTA/MRA与术中荧光图像配准，可提前规划手术路径（如避开重要血管）。3术后管理与并发症应对3.1常见并发症的观察与处理过敏反应：若出现皮疹、呼吸困难、血压下降等，立即停止注射造影剂，予吸氧、肾上腺素（0.3-0.5mg肌注）、皮质类固醇（如地塞米松10mg静推）等处理。01造影剂外渗：若荧光素钠外渗至皮下，可局部冷敷、抬高患肢，避免加压（防止组织坏死）；严重者可予透明质酸酶促进吸收。02肾功能影响：荧光素钠注射后，密切监测尿量及血肌酐，肾功能不全患者必要时行血液透析。033术后管理与并发症应对3.2影像资料的归档与分析建立术中荧光影像数据库：记录患者基本信息、手术类型、造影剂种类与剂量、荧光表现（如出血点位置、边界范围）及术后预后，用于回顾性研究与经验总结。人工智能辅助分析：与影像科合作，开发基于深度学习的图像分割算法（如自动识别出血点、量化灌注参数），减少主观解读误差。05未来展望与研究方向未来展望与研究方向术中荧光造影在神经创伤手术中的应用仍处于“初步探索”阶段，随着技术的进步，其潜力将进一步释放。1技术革新与设备优化1.1新型造影剂的研发靶向荧光剂是未来方向：例如，结合肽段（如RGD序列）的荧光纳米颗粒，可特异性结合损伤血管内皮细胞，实现“分子级”示踪；双模态造影剂（如同时具备CT与荧光成像功能），可兼顾术前规划与术中导航。1技术革新与设备优化1.2高分辨率成像系统的开发光声成像（PhotoacousticImaging）结合超声与荧光的优势，可提高穿透深度（达1-2cm）与分辨率（达微米级），适用于脑深部与脊髓中央管的显影；共聚焦荧光显微镜可实现“细胞级”分辨率，识别神经细胞凋亡与血管新生，为精准切除提供依据。2适应症拓展与规范化建设2.1在复杂神经创伤中的应用合并颅底骨折的血管损伤：通过3D-C