[摘要]目的：探討連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)在皮瓣移植圍手術(shù)期中的應用價值。方法：2018年1月-2019年1月，筆者科室使用連接智能手機的便攜式紅外熱像儀（FLIR ONE Pro），在10例患者皮瓣移植術(shù)圍手術(shù)期對皮瓣及其軸形血管、穿支血管進行拍攝，并應用FLIR Tools軟件進行分析，同時在術(shù)中對穿支血管及軸形血管進行驗證，計算熱成像技術(shù)預測皮瓣壞死的敏感性、特異性、準確性、陽性預測值、陰性預測值。結(jié)果：本組10例患者有11處軟組織缺損，均行皮瓣修復。熱成像儀檢測結(jié)果顯示，8處皮瓣血供良好，3處皮瓣血供不佳。血供良好的8處皮瓣，術(shù)后觀察到1處皮瓣出現(xiàn)部分壞死。血供不佳的3處皮瓣，術(shù)后觀察到2處皮瓣出現(xiàn)遠端表淺壞死，1處皮瓣術(shù)后血供好，未發(fā)生壞死。在此基礎(chǔ)上計算熱成像技術(shù)預測皮瓣壞死的敏感性為66.7%（2/3），特異性為87.5%（7/8），準確性為81.8%（9/11），陽性預測值為66.7%（2/3），陰性預測值為87.5%（7/8）。術(shù)前探測穿支血管16支，術(shù)中證實13支；探測10支血管鏈，術(shù)中證實10支血管鏈。結(jié)論：連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)在術(shù)前探查血管穿支、血管鏈用于輔助皮瓣設(shè)計，術(shù)中術(shù)后監(jiān)測皮瓣的皮溫、血運以預測、預防皮瓣的壞死方面具有較高的客觀性及有效性，可客觀有效地輔助外科醫(yī)生設(shè)計皮瓣、評估皮瓣血運，值得臨床推廣應用。

[關(guān)鍵詞]熱成像技術(shù)；皮瓣；智能手機；圍手術(shù)期；穿支血管

[中圖分類號]R622" " [文獻標志碼]A" " [文章編號]1008-6455（2024）07-0089-04

Application of Infrared Thermal Imaging Technology Connected with Smart Phone in the Perioperative Period of Flap Transplantation

LI Pandeng， XU Xiaohan， GAO Xinyu， LI Zhihua

（ Department of Burn and Plastic Surgery， the Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University， Xuzhou 221000，

Jiangsu， China ）

Abstract： Objective" To explore the application value of infrared thermal imaging technology connected with smart phone in the perioperative period of flap transplantation. Methods" From January 2018 to January 2019， the portable infrared thermal imager （FLIR ONE Pro） connected to a smart phone was used to take pictures of the flap and its axial vessels and perforating vessels in 10 patients during the perioperative period of flap transplantation in our department， and FLIR Tools software was used for analysis. At the same time， the perforator vessels and axial vessels were verified during the operation， and the sensitivity， specificity， accuracy， positive predictive value and negative predictive value of thermal imaging technology in predicting flap necrosis were calculated. Results" There were 11 soft tissue defects in 10 patients in this group， all of which were repaired with flaps. The results of thermal imaging showed that 8 flaps had good blood supply and 3 flaps had poor blood supply. Among the 8 flaps with good blood supply， partial necrosis was observed in 1 flap after operation. Among the 3 flaps with poor blood supply， 2 flaps had superficial necrosis at the distal end after operation， and 1 flap had good blood supply without necrosis. The sensitivity， specificity， accuracy， positive predictive value and negative predictive value of thermal imaging in predicting flap necrosis were 66.7% （2/3）， 87.5% （7/8）， 81.8% （9/11）， 66.7% （2/3） and 87.5% （7/8）， respectively. Sixteen perforating vessels were detected before operation， and 13 were confirmed during operation. Ten vascular chains were detected and confirmed during operation. Conclusion" Smartphone thermal imaging technology has certain objectivity and effectiveness in detecting perforators and vascular chain used to assist skin flap design before operation. Monitoring the skin temperature of the flap after operation has certain objectivity and effectiveness in predicting the necrosis of the flap .It can objectively and effectively assist surgeons to design skin flap and evaluate skin flap blood flow， which is worthy of further clinical application.

Key words： thermal imaging technology; flaps; smartphone; perioperative period; perforator vessel

經(jīng)典傳統(tǒng)的預測、監(jiān)測、觀察皮瓣血運的臨床指標及方法包括皮瓣的顏色、溫度、腫脹程度、毛細血管充盈試驗、切緣滲血、出血情況等。雖然上述方法都有一定的準確性和有效性，但判斷結(jié)果常與臨床醫(yī)生的經(jīng)驗有關(guān)，缺乏客觀性[1]。為了改善監(jiān)測皮瓣血供的可靠性及客觀性，臨床上陸續(xù)出現(xiàn)了比較客觀的評估和監(jiān)測皮瓣血運的方法，如熒光素鈉血管造影、組織氧分壓測定、激光多普勒血流儀、吲哚菁綠血管造影術(shù)、SPY熒光成像系統(tǒng)等，但有的方法預測的敏感性和特異性均相對較差[2]，有的為有創(chuàng)性、存在造影劑過敏、肝腎功能不全患者慎用或禁用等缺點，臨床應用效果尚難滿意[3-4]。探索一種敏感性和特異性較高、無創(chuàng)性、無過敏風險、無應用禁忌的預測和監(jiān)測皮瓣血供的方法是醫(yī)患共同的期望。2018年1月-2019年1月，筆者課題組應用連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)在圍手術(shù)期對皮瓣及其軸形血管、穿支血管進行評估和監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該法具有較高的客觀性及有效性，現(xiàn)報道如下。

1" 資料和方法

1.1 一般資料：本組患者共10例，其中男6例，女4例，年齡30～56歲，平均42歲，所有患者基礎(chǔ)資料見表1。本研究已通過倫理審批。

1.2 方法

1.2.1 儀器介紹：可連接智能手機的便攜式紅外熱像儀品牌FLIR，型號FLIR ONE Pro，尺寸68 mm×34 mm×14 mm，重量36.5 g，熱分辨率160×120（19 200像素），溫度-20℃～400℃，熱靈敏度70 mK。儀器外觀見圖1。

1.2.2 紅外熱像儀使用方法：檢測前，使用冷水紗布冷敷拍攝區(qū)域約1 min，以降低檢測區(qū)域皮溫，檢測區(qū)域皮溫的恢復先后因局部組織血供不同而不同，血供好，回溫快，血供差則回溫相對較慢，使得區(qū)域之間的熱像圖呈現(xiàn)出不同顏色的對比。垂直于皮膚表面的穿支血管在熱像圖上亮度較高，呈明顯的“亮點”；平行于皮膚表面的穿支血管或血管鏈在熱像圖上亮度較高，呈明顯的“亮線”[5-6]。本組所有患者術(shù)前（術(shù)前設(shè)計皮瓣時）、術(shù)后即刻（皮瓣轉(zhuǎn)移至受區(qū)縫合后即刻）、術(shù)后第1次換藥前，需應用連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)進行3次皮瓣血運評估。術(shù)前設(shè)計皮瓣：應用熱成像儀檢測皮瓣供區(qū)，觀察標記代表穿支血管及血管鏈的“亮點”及“亮線”，并在手持式多普勒探查血管的協(xié)助下設(shè)計皮瓣；觀察記錄術(shù)前熱成像儀探查的穿支血管及血管鏈，在術(shù)中予以探查驗證。術(shù)中皮瓣轉(zhuǎn)移縫合后即刻：應用熱成像儀檢測皮溫及組織瓣的遠近端皮溫的差異，并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬牟噬珗D像，結(jié)合常規(guī)經(jīng)典方法，初步預測皮瓣的血供及可能的存活范圍。第1次換藥時：應用熱成像儀檢測皮溫，結(jié)合常規(guī)觀察方法判斷皮瓣的存活范圍。觀察記錄熱成像儀提示血供良好、血供不佳的皮瓣的預后和轉(zhuǎn)歸，并進一步計算以下指標：皮瓣壞死敏感性（壞死皮瓣中能夠預測皮瓣壞死的概率）、特異性（存活皮瓣中能夠預測皮瓣存活的概率）、準確性（預測皮瓣存活及壞死的精準性）、陽性預測值（陽性中皮瓣壞死的概率）和陰性預測值（陰性中皮瓣存活的概率）。

2" 結(jié)果

本組10例患者有11處軟組織缺損，均行皮瓣修復，熱成像儀檢測結(jié)果顯示，8處皮瓣血供良好，3處皮瓣血供不佳。血供良好的8處皮瓣，術(shù)后觀察到1處皮瓣出現(xiàn)部分壞死。血供不佳的3處皮瓣，術(shù)后觀察到2處皮瓣出現(xiàn)遠端表淺壞死，1處皮瓣術(shù)后血供好，未發(fā)生壞死。在此基礎(chǔ)上計算熱成像技術(shù)預測皮瓣壞死的敏感性為66.7%（2/3），特異性為87.5%（7/8），準確性為81.8%（9/11），陽性預測值為66.7%（2/3），陰性預測值為87.5%（7/8）。術(shù)前探測穿支血管16支，術(shù)中證實13支；探測10支血管鏈，術(shù)中證實10支血管鏈。見表1。

3" 典型病例

某男，36歲，因“燒傷后右手背瘢痕攣縮握拳受限2年”入院。查體：右手背可見大片狀瘢痕組織約6 cm×8 cm，邊界不清，質(zhì)地較硬，顏色暗紅，主動被動握拳明顯受限。手術(shù)分三期進行。一期于右下腹臍旁應用熱成像技術(shù)探查臍旁穿支2支及穿支間的吻合血管鏈2條，并予以標記。于右下腹臍旁埋置400 ml長方形軟組織擴張器1枚，術(shù)中證實臍旁穿支2支及血管鏈2條，術(shù)后常規(guī)每周注水1次，共注水12次，擴張滿意后實施二期皮瓣轉(zhuǎn)移術(shù)。二期皮瓣轉(zhuǎn)移術(shù)術(shù)后即時應用連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)監(jiān)測皮溫及皮瓣血供，結(jié)果顯示皮瓣血供正常。術(shù)后皮瓣血供好，皮瓣全部存活。三期行皮瓣斷蒂術(shù)，術(shù)后3 d應用連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)監(jiān)測皮溫及皮瓣血供，結(jié)果顯示皮瓣血供正常。術(shù)后皮瓣血供好，皮瓣全部存活。見圖2。

4" 討論

始于20世紀50年代的紅外熱成像技術(shù)是運用光電技術(shù)來檢測物體表面熱輻射的紅外線特定波段信號，通過合適的軟件將該信號轉(zhuǎn)換成紅外熱像圖，并可以進一步測算出溫度值。一直被廣泛應用于軍事、工業(yè)、制造業(yè)、交通業(yè)等領(lǐng)域。紅外熱成像技術(shù)具有測量范圍寬、非接觸測量、響應速度快、測量結(jié)果直觀形象等優(yōu)點。1957年，紅外熱成像技術(shù)首次被應用于臨床醫(yī)學中腫瘤學領(lǐng)域。Ng YK等[7]的研究顯示紅外熱成像技術(shù)檢測乳腺癌敏感性和特異性可達到90%。Godoy SE[8]等報道稱紅外熱成像技術(shù)在診斷皮膚癌方面其特異性和敏感性均能達到99%以上。Lambiris E等[9]應用紅外熱成像技術(shù)監(jiān)測膝關(guān)節(jié)手術(shù)后感染有一定的臨床價值：監(jiān)測示術(shù)后感染皮膚軟組織溫度會升高，并且短暫的升高會在4～6周內(nèi)恢復到正常值。Baic A等[10]應用此項技術(shù)監(jiān)測腕管綜合征減壓手術(shù)后的情況。

隨著科技的發(fā)展及智能手機的普及，近年來有人陸續(xù)將智能手機鏈接下的熱成像技術(shù)應用于修復重建外科。Muntean MV等[11]應用動態(tài)紅外線熱成像技術(shù)（DIRT）及彩色多普勒超聲檢測豬腹部血管穿支，并將檢測結(jié)果與實體解剖進行對比，對比結(jié)果無明顯統(tǒng)計學差異，說明了DIRT可以準確定位穿支血管。Whitaker IS等[12]和de Weerd L等[13]在乳房重建術(shù)前分別使用DIRT及CTA檢測并比較腹壁下動脈穿支皮瓣（DIEP）的穿支血管，再次證實了DIRT對于穿支血管定位的準確性。有學者嘗試將紅外線熱成像技術(shù)應用于燒傷后創(chuàng)面溫度測定，并計算溫度變化，用于評估創(chuàng)面愈合時間，取得了較好的臨床效果[14]。

目前，監(jiān)測皮瓣血運的常見方法分為主觀法和客觀法。主觀法包括觀察皮瓣的顏色和腫脹程度、感觸皮瓣的溫度及按壓皮瓣完成毛細血管充盈反應試驗、觀察切緣滲血、出血情況等，雖然為監(jiān)測皮瓣血運的經(jīng)典及常用方法，但缺乏相對的客觀性，與臨床醫(yī)師的經(jīng)驗密切相關(guān)。近年來，監(jiān)測皮瓣客觀的方法有吲哚菁綠血管造影（ICG）、彩色多普勒超聲（CDFI）等[15]。彩色多普勒超聲（CDFI）多用于探測蒂部血管、探測穿支，并可以檢測血管口徑、血流速度及血管阻力，臨床應用價值較大，但難以檢測到皮瓣的微循環(huán)情況及組織血供情況。吲哚菁綠血管造影（ICG）是近年來出現(xiàn)的比較客觀的監(jiān)測皮瓣血管及微血管血供的方法，但該方法受到周圍血管疾病、腎上腺素使用、吸煙史等因素的影響[16]，且為有創(chuàng)檢測，存在吲哚菁綠造影劑過敏、潛在肝腎功能損傷、操作程序繁瑣、造影設(shè)備體積龐大、攜帶移動不方便、設(shè)備價格較昂貴等缺點，難以普及推廣應用。術(shù)中使用紅外熱像儀可在不接觸術(shù)區(qū)的情況下，隨時監(jiān)測皮瓣血供，在熱像圖中可大致觀察皮瓣血運狀況[17]，可以通過皮瓣蒂部在圖像上溫度的高低，來判斷蒂部血管是否通暢：若皮溫變高，圖像上顏色較深，可以看見明顯血管亮區(qū)，則說明蒂部通暢；若皮溫變低，圖像上顏色較淺，看不見明顯的血管亮區(qū)，則說明蒂部可能不通暢。皮瓣血運障礙是皮瓣轉(zhuǎn)移術(shù)后最常見的并發(fā)癥，經(jīng)典的判斷皮瓣血供的方法為肉眼觀察皮瓣的顏色、觸摸皮瓣的溫度、指壓毛細血管反應，但存在主觀性強、早期血供障礙不易判斷等缺點。有報道使用DIRT監(jiān)測皮瓣溫度，若皮瓣整體溫度呈持續(xù)性下降可提示皮瓣出現(xiàn)血運障礙[18]。一般情況下，皮瓣切取6 h后若監(jiān)測發(fā)現(xiàn)皮溫不升甚至持續(xù)下降，則提示皮瓣發(fā)生血運障礙的可能性較大[19]。Tenorio X等[19]發(fā)現(xiàn)在血供正常的DIEP皮瓣及腹壁淺動脈（SIEA）皮瓣中，通過DIRT監(jiān)測可發(fā)現(xiàn)在皮瓣上“亮點”在皮瓣上逐漸出現(xiàn)，可能反映了血管在移植皮瓣中的重建新生過程。紅外熱成像技術(shù)能夠監(jiān)測皮瓣整體皮溫，從而反映皮瓣局部微循環(huán)情況；可以通過動態(tài)監(jiān)測移植后的皮瓣皮溫的變化趨勢，從而較早發(fā)現(xiàn)皮瓣的血運障礙，以便采取及時有效的干預措施，盡量減少皮瓣壞死發(fā)生率。熊哲禎等[20]采用便攜式紅外熱像儀對16例皮瓣移植患者行術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后監(jiān)測觀察，并將穿支血管定位觀察結(jié)果與采用彩色多普勒超聲穿支血管定位結(jié)果進行比較，結(jié)果顯示兩種方法在穿支血管定位方面一致，并可以早期發(fā)現(xiàn)皮瓣血運障礙，取得較好的臨床應用效果，認為具有較高的臨床應用價值。

本研究應用的熱成像儀為FLIR ONE Pro，F(xiàn)LIR ONE Pro是一款便攜式紅外熱像裝置，尺寸為68 mm×34 mm×14 mm，重量僅為36.5 g，圍手術(shù)期方便攜帶及使用。將該技術(shù)應用于10例患者（11處皮瓣），總體效果較好。本研究術(shù)前監(jiān)測皮瓣穿支血管、皮瓣中血管鏈，術(shù)中監(jiān)測皮瓣皮溫預測皮瓣壞死率，并結(jié)合了皮瓣溫度的數(shù)字化測量與圖像的明亮度，更加科學準確預測皮瓣的血供情況。本研究亦對皮瓣的蒂部血管進行了不同維度（縱向及橫向）的研究觀察，并與術(shù)中探查的皮瓣蒂部血管予以比較研究，顯示了較高的準確性。

紅外熱像技術(shù)具有以上所述很多優(yōu)點，但目前仍存在如下缺點：①由于紅外熱像技術(shù)監(jiān)測的是皮瓣的皮膚溫度，而深部血管對皮膚溫度影響較小，故僅適合監(jiān)測、觀察相對表淺的血管；②對于血流速度、口徑及動靜脈性質(zhì)類型無法監(jiān)測；③監(jiān)測皮溫的結(jié)果干擾因素較多，如室溫、機體自身代謝等，故監(jiān)測要求室溫恒定、機體代謝穩(wěn)定的環(huán)境下進行。本研究為增加紅外熱像技術(shù)在術(shù)前探查血管穿支、血管鏈中的準確性，特意于拍攝前使用冷水紗布冷敷拍攝區(qū)域約1 min以降低檢測區(qū)域的皮溫，檢測區(qū)域皮溫的恢復因局部組織血供不同而先后不同，可以更加清晰地顯示明顯的“亮點”（穿支）及“亮線”（血管鏈）；在術(shù)中術(shù)后監(jiān)測皮瓣的皮溫來預測皮瓣血運時，由于皮溫受外界影響較大，故本組不僅注意觀察皮瓣皮溫的絕對值，更注重觀察皮瓣遠近端皮溫的差異度。本研究小組認為：皮瓣遠近端皮溫的差異度（超過2℃）的臨床意義遠大于皮瓣皮溫的絕對值的概念。但由于本課題的研究樣本量尚少，研究的方法尚不深入，有待進一步擴大研究樣本量及進一步深入研究，以便更有效、更準確、更客觀地應用于皮瓣的臨床應用。

綜上所述，應用連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)在術(shù)前探查血管穿支、血管鏈輔助皮瓣設(shè)計，術(shù)中術(shù)后監(jiān)測皮瓣的皮溫、血運以預測、預防皮瓣的壞死方面具有一定的客觀性及有效性，可客觀有效地輔助外科醫(yī)生設(shè)計皮瓣、評估皮瓣血運，值得臨床推廣應用。

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[收稿日期]2023-05-08

本文引用格式：李攀登，徐曉涵，高新宇，等.連接智能手機的紅外熱成像技術(shù)在皮瓣移植圍手術(shù)期檢測中的應用[J].中國美容醫(yī)學，2024，33（7）：89-93.