方馳華，曾思略，楊劍

(南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院肝膽一科 廣東省數字醫(yī)學臨床工程技術研究中心，廣東 廣州 510282)

原發(fā)性肝癌目前在全世界范圍系位列第6位常見惡性腫瘤及第4位腫瘤致死病因，我國肝癌發(fā)病率、死亡率均居世界前列，使得我國人民群眾的健康與生命受到嚴重威脅[1-2]。根治性手術是肝癌病人首選的治療方式，但由于存在腫瘤切除不夠徹底、微小癌灶漏診等問題，目前術后5年生存率僅為18%[3]。

近年來，以吲哚菁綠(indocyanine green，ICG)分子熒光影像為代表的分子影像技術已經廣泛應用在普通外科的手術中，并為肝癌的外科治療提供了新的武器[4]。自上世紀50年代被FDA批準進入臨床以來，ICG主要被應用于眼底血管造影、肝功能儲備檢查等方面；2008年日本Aoki教授首次使用ICG熒光導航系統(tǒng)進行解剖性肝切除術，實現肝段染色，成功率達94.3%[5]。目前ICG在肝臟腫瘤的創(chuàng)新應用主要包括微小肝癌偵測、腫瘤邊界界定以及聯合三維可視化技術實現肝段染色導航解剖性肝切除等方面[6]。國內外各個中心相繼開展該項技術為ICG分子熒光影像在肝癌手術應用療效提供更多的循證醫(yī)學證據，其實用價值值得進一步討論及關注。

一、偵測微小肝癌

傳統(tǒng)影像學檢查對于小于1 cm的微小肝癌的偵測率并不理想，容易漏診，導致肝癌術后復發(fā)率較高。在近紅外光照射下，ICG利用本身特性，與血清蛋白結合的大分子化合物對于腫瘤具有高度敏感性，術中病灶僅需200個腫瘤細胞即可顯像，可觀察到最小1 mm的病灶[7]。Ishizawa于2009年首次報道ICG分子熒光影像在肝切除術中能夠實時高靈敏度識別微小癌灶，提高手術的準確性[8]。其原理為ICG在肝臟被肝細胞選擇性攝入后，經膽道排泄，當肝細胞癌變或出現肝硬化結節(jié)時，一方面ICG可在肝癌組織特異性聚集；另一方面由于正常肝臟組織被破壞、擠壓變形，使得對ICG的攝取及排泄均受影響，從而肝癌組織與正常的肝組織在熒光照射下形成光強對比，術中實時顯示病灶。一項研究報道顯示[9]：28例病人通過術前注射ICG術中新發(fā)現微小病灶10個，其中肝細胞肝癌4個(4/10，40.0%)；37例病人術中給藥，新發(fā)現微小病灶12個，病理回報肝細胞肝癌5個(5/12，41.6%)。筆者團隊研究結果顯示[10]：ICG分子熒光影像可發(fā)現術前CT、MRI等傳統(tǒng)影像所未發(fā)現的微小癌灶及肝硬化結節(jié)。57例病人術中ICG熒光影像比術前CT多發(fā)現17個病灶，其中病理證實10個為肝細胞肝癌(10/17，58.8%)，7個為肝硬化結節(jié)?？梢奍CG分子熒光對于原發(fā)性肝癌病人術中偵測微小癌灶、衛(wèi)星灶具有實用價值。對于復發(fā)性肝癌再次接受手術病人，術中尋找復發(fā)癌灶十分困難，應用ICG分子熒光影像技術能夠準確定位癌灶，指導術中再次切除腫瘤。復發(fā)癌灶常不局限于一處，ICG熒光能夠偵測到CT及釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA)磁共振增強圖像未發(fā)現的微小轉移灶。與傳統(tǒng)的腫瘤偵測手段相比，ICG的應用使得微小癌灶的偵測率上升，有利于降低術后復發(fā)率，提高術后生存率。

ICG分子熒光影像對于微小肝癌及衛(wèi)星病灶的偵測有較高的靈敏度，但由于ICG熒光本身缺陷，具有較高的假陽性率，術中單憑肉眼難以區(qū)分癌灶與肝硬化結節(jié)等良性病變，建議切除后送快速病理切片明確熒光結節(jié)性質，進一步確定或修改手術方案。對于深部病灶，ICG熒光影像偵測深度有限，無法探及肝實質深部結節(jié)。在離斷肝實質過程中，如發(fā)現有可疑結節(jié)可行熒光偵測，防止遺漏微小癌灶；肝切除后可再次用ICG熒光偵測肝斷面，確保切緣無腫瘤殘余，以達到R0標準，實現根治性肝切除。

二、原發(fā)性肝癌邊界界定

如何在手術中精準、實時顯示腫瘤邊界是外科醫(yī)師面臨的一個挑戰(zhàn)性問題。以往對于腫瘤邊界的判斷依靠醫(yī)師的肉眼觀察、觸診及術中超聲定位，存在一定的誤差。ICG分子熒光影像可在活體狀態(tài)下對生物體內細胞分子水平的病變狀態(tài)進行定性和定量分析，客觀顯示腫瘤邊界信息，進行腫瘤邊界界定，同時實現目標區(qū)域肝實質的3D染色及術中實時導航。不同分化程度的肝癌病灶所顯示的熒光類型不同，高分化的肝癌組織由于形態(tài)結構接近正常肝細胞，表現為全熒光信號；低分化的肝癌細胞由于本身不攝取ICG，但是壓迫周圍正常的肝臟組織，導致ICG排泄緩慢，從而大多表現為環(huán)形熒光；中分化的肝癌所表現的熒光類型介于兩者之間，為混合性部分熒光。

在行肝切除術過程中，若切除范圍不足，則導致腫瘤殘余。無法達到R0切除標準；若切除范圍過大，會增加血管損傷概率及導致術后肝衰竭發(fā)生。以往觀點認為：最為理想的切除范圍是切緣至少距離腫瘤1.5～2.0 cm。但是，對于瘤體巨大的復雜性巨塊型肝癌病人，需要考慮剩余肝體積以及防止術后肝衰竭，難以滿足此要求[11]。ICG具有良好的腫瘤邊界界定能力，術中根據熒光所顯示腫瘤邊界進行切除，結合快速冰凍病理檢查，在切緣陰性前提下，保留更多殘肝組織，為巨塊型肝癌病人提高手術安全性，降低術后復發(fā)。Nishino等[12]應用ICG開發(fā)一個新型醫(yī)學圖像投射系統(tǒng)(medical imaging projection system，MIPS)用于實時導航肝切除術；23例病人中有21例可清晰顯示邊界線，MIPS有望作為一種新型的肝切除實時導航系統(tǒng)用于肝切除過程中的解剖邊界界定。有Meta分析報道，ICG分子熒光影像在肝臟腫瘤精準診療的應用，可有效界定腫瘤邊界，提高切緣的陰性率[13]。

三、確定左右半肝界線

1888年，Rex通過研究肝臟分葉與門靜脈分支情況，提出以肝鐮狀韌帶將肝臟分為左右葉的不合理性。1897年，James Cantlie通過研究發(fā)現，從膽囊底部到下腔靜脈的平面切開肝臟，兩側肝臟的重量相近，從而提出了把肝臟分為左右半肝的Cantlie線[14]。但在臨床手術實踐中，并非所有病人左右半肝分界均為直線，正常解剖學定義的Cantlie線無法很好作為解剖標志用于術中定位左右半肝切除。應用ICG分子熒光影像進行半肝染色時，多數Cantlie線為不規(guī)則走向，包括地圖狀、駝峰狀等形態(tài)。這對于導航半肝切除具有重要意義，一般肝功能正常病人保留30%肝體積即可確保避免術后出現肝衰竭風險，而對于肝硬化病人則需要保留40%左右的剩余肝體積才能保證圍手術期安全。正常肝臟為不規(guī)則楔形，肝中葉左右半肝交界部分最為厚實，半肝切除界線稍微偏移可能導致切除過多的肝組織，可謂“差之毫厘，失之千里”。因此，根據ICG熒光染色個體化確定左右半肝界線，更符合實際肝臟解剖，能夠實施更為精準的肝切除，盡可能保留更多正常肝組織，降低圍手術期肝衰竭風險。而且，與阻斷半肝血流、觀察肝臟表面缺血線、超聲引導下門靜脈注射美藍標記等方法相比，ICG能夠避免缺血線顯示不清、染色劑易被快速洗脫等問題，對肝臟持久染色，且染色不局限于表面，達到立體染色效果，能在術中較好地顯示左右半肝界限，輔助導航手術。

四、結合三維可視化技術實現解剖性、根治性、功能性肝切除

Makuuchi于上世紀提出的解剖性肝切除，目前已被廣泛學者認可。解剖性肝切除的理論基礎為通過完整切除腫瘤所在門靜脈流域，從而切斷腫瘤經門靜脈流域肝內傳播的途徑。既往受技術限制無法獲得精準肝段界線，因此行解剖性肝切除時多以Couinaud分段作為理論基礎。但是，肝臟腫瘤生長位置不定，臨床中常發(fā)現由于腫瘤對正常肝臟的擠壓等使得肝臟內部結構變形，導致實踐中根據正常解剖標志進行肝切除術時不準確，正常肝臟被切除過多或者進行肝段切除時殘余沒有功能的肝臟組織。三維可視化技術根據血流拓撲學理論，即每個獨立的肝段有其獨立的門靜脈供血及肝靜脈回流，進行個體化肝分段，在術前精準評估肝段區(qū)域，確定肝臟切除平面，從而更好地指導術前規(guī)劃。術中將ICG通過正染法或反染法進行肝段立體染色，精準導航肝段及半肝切除。該項技術的關鍵在于術中精準定位目標門靜脈分支。王曉穎等[15]報道了超聲引導下聯合三維可視化行門靜脈穿刺，26例病人均穿刺成功，其中22例(84.6%)ICG染色滿意，術后無Ⅲ級以上并發(fā)癥，圍手術期無死亡病人，證明了該項技術的安全性及可行性；筆者所在研究團隊研發(fā)了LHNS手術導航系統(tǒng)(軟件著作權號：No. 2018SR840555)，應用增強現實技術將三維圖像和ICG熒光影像進行多模圖像實時融合用于導航3D腹腔鏡肝切除手術，更好地實現腫瘤邊界界定、肝切除范圍確定和肝內血管導航，預防和減少術中出血，實現了解剖性、功能性和根治性肝切除[16-17]。目前該項技術正在逐步完善及推廣應用。

五、ICG相關分子探針研究進展

盡管ICG分子熒光影像技術已經比較成熟并得到廣泛應用，但是對于近紅外熒光探針的研究從未停止。由于ICG熒光本身的特性，所能偵測的腫瘤較為表淺且沒有主動靶向性，現有研究通過借助不同分子探針，聯合磁共振、光學、核素和超聲等影像學技術實現對細胞的非侵入式顯像，同時通過主動靶向實現術中精準的近紅外熒光手術導航。針對肝癌的特異性靶向關鍵分子，將ICG分子染料結合其他材料制作特異性多模納米分子探針，注入肝癌動物模型，可以特異性與肝癌細胞表面關鍵分子受體相結合，利用光聲成像技術，實現功能可視化，并且有助于實現診療一體化[18-20]，目前正逐步從動物實驗研究轉化為臨床診療。

六、ICG近紅外二區(qū)熒光的研究進展

臨床上目前所應用大部分為近紅外一區(qū)熒光。與常規(guī)的近紅外一區(qū)熒光成像(波長400～900 nm)相比，近紅外二區(qū)熒光成像(波長1 000～1 700 nm)具有更高的信噪比、更好的組織穿透力和分辨率的特性，能夠實現提高對微小癌灶及轉移灶的偵測率，在肝癌診斷及術中導航肝切除中具有巨大的應用潛力。以往傳統(tǒng)的影像如CT、MRI、PET-CT等對于微小癌灶的偵測率不高，且無法術中進行導航識別毫米級肝癌病灶及轉移灶。Hu等[21]的研究報道通過開發(fā)一種集成可見光和NIR-Ⅰ/Ⅱ多光譜成像儀,可在不同的光學窗口下進行動物及人體研究，并首次在臨床中實現ICG近紅外二區(qū)手術導航，建立了具有更高空間和時間分辨率的術中實時診斷技術，實現更為徹底的微小癌灶清除，改善肝癌病人的手術療效及遠期預后。相信隨著ICG近紅外二區(qū)熒光技術的逐漸成熟及發(fā)展應用，將會使更多的腫瘤病人從中獲益，接受更為徹底根治性手術和取得更好的預后。

七、展望

ICG分子熒光影像技術作為數字智能化體系的重要組成部分之一，實現了對肝臟腫瘤的精確邊界界定、微小癌灶偵測以及實時導航肝切除等。相信隨著ICG分子熒光影像技術的發(fā)展，必將為肝臟腫瘤的外科診療提供新的思路，推動數字智能化體系在臨床更為廣泛的應用，造福更多病人。