討論

顯微外科移植后游離皮瓣的存活有賴于保持足夠的組織灌注和氧合。值得注意的是，發(fā)現(xiàn)皮瓣受損的時間已被證明是預(yù)測皮瓣挽救結(jié)果的重要指標(biāo)。組織氧合的評估可以基于幾項原則，所有這些原則的目的都是為了尋求一種無創(chuàng)、準(zhǔn)確、可靠且適用于所有類型皮瓣且易于使用的方法。近紅外組織血氧儀是一種無創(chuàng)技術(shù)，可連續(xù)監(jiān)測實時皮瓣灌注情況，并測量校準(zhǔn)波長的近紅外光的散射和吸收，這與監(jiān)測組織內(nèi)血紅蛋白的含氧量有關(guān)。其優(yōu)點包括使用方便、可靠和靈敏。組織血氧儀的主要缺點仍與成本有關(guān)。

為了改進(jìn)無創(chuàng)組織監(jiān)測技術(shù)，人們進(jìn)行了大量研究。Jeffcoate等人曾對組織反射光的檢測進(jìn)行過研究，他們探討了如何利用基于光散射的高光譜成像技術(shù)來預(yù)測糖尿病足潰瘍的愈合情況，結(jié)果表明高光譜成像技術(shù)評估的血紅蛋白含氧量與潰瘍愈合時間之間存在正相關(guān)，這表明高光譜成像技術(shù)可能被證明是預(yù)測潰瘍愈合的重要工具。

一直以來，整形外科領(lǐng)域都采用手持式多普勒超聲、溫度探頭、植入式多普勒探頭、彩色雙工超聲、微透析和近紅外組織血氧儀來監(jiān)測皮瓣。在本研究中，我們介紹了最近開發(fā)的一種氧傳感涂敷繃帶，它依賴于基于磷光淬滅的皮膚氧合檢測。在目前已知的氧響應(yīng)材料中，金屬卟啉因其良好的結(jié)構(gòu)多樣性和光物理性質(zhì)而成為令人關(guān)注的焦點，這些特性可轉(zhuǎn)化為寶貴的氧傳感特性。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)繃帶內(nèi)的氧傳感探頭在檢測組織氧合方面與使用近紅外組織血氧儀的模式相似，而近紅外組織血氧儀是我們醫(yī)院目前皮瓣灌注評估的一項技術(shù)。主動脈結(jié)扎手術(shù)導(dǎo)致測量到的皮膚含氧量迅速下降，其方式與近紅外成像類似。在數(shù)分鐘內(nèi)，氧傳感繃帶就能檢測到組織灌注不足的情況，這表明在臨床上檢測皮瓣受損情況的反應(yīng)是相關(guān)的。事實上，與近紅外成像設(shè)備相比，氧傳感液體繃帶在鉗夾后的下降速度更快。這項探索性研究證明了基于實時傳感的涂膜和繃帶在早期識別灌注受損情況的潛力。肢體血流恢復(fù)后，氧氣注冊量急劇增加，再次復(fù)制了近紅外成像記錄的模式。

除了近紅外成像，我們還使用克拉克電極進(jìn)行了傳統(tǒng)的氧張力測量。用于電化學(xué)測量的克拉克電極氧探頭傳感器基于極譜學(xué)原理：這是一種典型的安培傳感器，通過流過電極的電流來檢測化學(xué)反應(yīng)的速率。它可以測量凈組織氧張力，在監(jiān)測氧張力(如新生兒)方面有許多臨床應(yīng)用。例如，如果組織灌注減少，而氧分壓保持不變，皮膚氧張力就會降低，從而將外周灌注和組織氧合聯(lián)系起來。在這項研究中，克拉克電極在常氧和缺血條件下測得的肌內(nèi)氧張力與之前報道的極譜電極測得的數(shù)值一致，表明氧傳感繃帶對組織氧合的監(jiān)測準(zhǔn)確可靠。

與使用克拉克電極進(jìn)行肌肉內(nèi)氧張力監(jiān)測相比，使用氧傳感繃帶和近紅外成像檢測氧飽和度下降的時間要延遲幾分鐘。這可能是因為與插入克拉克電極的肌肉組織相比，皮膚的耗氧量較慢。因此，預(yù)計這些軌跡不會在每個時間點上重疊。不過，每種研究模式所確定的一致變化模式具有特別重要的意義。雖然有人可能會認(rèn)為這些方法評估的是微血管功能的不同方面，不能直接進(jìn)行比較，但以基線值的變化來表示微血管流量的穩(wěn)定迭代，就能克服這個問題。雖然在分析絕對值時差異不太明顯，但我們觀察到這些不同的組織灌注測量方法之間的變化是一致的，這有力地證明了這些發(fā)現(xiàn)是可靠的。

這項研究存在一些局限性。一般來說，溫度和皮膚質(zhì)量(例如，照射過的皮膚和之前接觸尼古丁后的皮膚)是影響皮膚氧合的重要因素。眾所周知，皮膚溫度升高會導(dǎo)致氧解離曲線移動，從而導(dǎo)致氧溶解度降低。氧傳感繃帶貼在皮膚上，因此會受到皮膚血管運動反應(yīng)的影響，從而可能干擾氧測量。由于氧解離曲線的變化，近紅外成像可能對溫度更加敏感。皮膚的血管運動反應(yīng)在某種程度上會使皮膚的氧張力與深層組織的氧張力脫鉤；因此，任何經(jīng)皮測量(如氧傳感繃帶)都有可能受到溫度變化的影響。

盡管存在這些局限性，氧傳感液體繃帶是由美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)的傷口敷料組成的，已知具有生物相容性，從而為未來的臨床試驗和使用提供了良好的臨床基礎(chǔ)。該系統(tǒng)不僅能預(yù)測局部組織壞死，還能通過監(jiān)測接觸組織的耗氧率實際檢測壞死。在此之前，我們已經(jīng)證明了該繃帶在燒傷創(chuàng)面組織壞死方面的可視化能力。未來的臨床應(yīng)用可能包括燒傷深度測定、截肢程度測定、慢性缺血性傷口監(jiān)測、復(fù)合異體移植后的皮膚監(jiān)測、血管損傷后的評估等。

目前的應(yīng)用需要阻隔膜，因為它有助于減緩與室內(nèi)空氣的氧氣交換，從而使傳感繃帶對來自組織的氧氣作出反應(yīng)。繃帶是以液體形式粘貼的，因此其應(yīng)用并不局限于平面，還可用于復(fù)雜的組織拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。繃帶和讀出設(shè)備之間無需布線，因為它是"免提"的。與近紅外血氧測量法相比，繃帶的另一個優(yōu)勢在于它能夠提供大面積組織區(qū)域的二維實時地圖，而不是點測量。通過優(yōu)化照明強(qiáng)度和時間間隔，可實現(xiàn)組織氧合圖的長期記錄，而不會造成繃帶內(nèi)傳感器染料的明顯飽和或光漂白。

本研究中使用的相機(jī)是單色相機(jī)，配有帶通濾光片(綠色或紅色)，可選擇性地通過感興趣顏色的發(fā)射光。因此，黑白圖像的亮度可直接用于分析。值得注意的是，也可以使用帶有彩色芯片的相機(jī)；任何能夠分離紅、綠、藍(lán)三色圖像成分的圖像處理軟件都可用于定量分析。在我們之前的工作中，我們已經(jīng)證明可以使用消費級數(shù)碼單反相機(jī)，甚至是智能手機(jī)攝像頭來捕捉傳感器分子的顏色變化，這為臨床醫(yī)生未來的實踐提供了可行的技術(shù)。由于該技術(shù)可在智能手機(jī)攝像頭上使用，因此它具有遠(yuǎn)程醫(yī)療組織灌注篩查的優(yōu)勢，無需進(jìn)行院內(nèi)評估。

作者預(yù)計成本不會成為這項技術(shù)轉(zhuǎn)化的障礙，因為每條繃帶的材料成本應(yīng)低于現(xiàn)有工具。此外，讀出裝置的制造成本與產(chǎn)品工程中的標(biāo)準(zhǔn)"點拍式"消費相機(jī)相當(dāng)。市面上的繃帶可佩戴長達(dá)一周，這比擬議用例所需的時間要長。然而，當(dāng)前迭代的一個潛在障礙是，傳感繃帶在使用時需要約20分鐘的平衡時間，這可能不適合某些急性臨床應(yīng)用。如果在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)有問題，進(jìn)一步的工程設(shè)計可以縮短平衡時間。

新開發(fā)的氧傳感熒光粉也有望顯著改善這些繃帶的性能和易用性。最近的這項研究產(chǎn)生了四種新的氧傳感卟啉，其中兩種具有強(qiáng)烈的可見光發(fā)射，在陽光充足的房間里可以用肉眼看到。在繃帶中加入這些新的氧傳感分子將大大提高信噪比和靈敏度，并可進(jìn)一步簡化攝像設(shè)備，或最終通過比較繃帶的發(fā)射與校準(zhǔn)色標(biāo)，用肉眼評估經(jīng)皮pO2。

總結(jié)

使用氧傳感涂敷繃帶進(jìn)行組織氧合分析既簡單又無創(chuàng)，因此可以成為游離組織轉(zhuǎn)移后皮瓣常規(guī)臨床管理的重要工具。在美國食品藥品管理局批準(zhǔn)的簡單傷口敷料中加入氧傳感功能，既能保護(hù)傷口，又能持續(xù)評估傷口氧合情況。氧傳感繃帶顯示出與傳統(tǒng)氧飽和度評估方法類似的氧飽和度記錄趨勢。這一發(fā)現(xiàn)為今后的研究提供了一個良好的基礎(chǔ)，有助于優(yōu)化對即將發(fā)生的游離皮瓣損傷的檢測，改善重建手術(shù)后的臨床效果。