吲哚菁绿在荧光内窥镜中的应用
荧光内窥镜的原理是利用荧光标记物与原发肿瘤、微小病灶、血流、淋巴转移病灶、淋巴等结合标记,然后以常规内窥镜改造而成的特殊成像设备发射特定波长的光,激发荧光标记物产生荧光信号,以数字化图像的方式显示在屏幕上。其中,最常用的荧光标记物叫作吲哚菁绿(ICG),是一种水溶性的近红外荧光染料。
ICG有四个比较明显的特点:最大吸收波长为805nm,最大荧光波长为835nm,均处于近红外光范围内;与血浆蛋白结合率高达98%,由于其主要与血浆中较大分子形状的高密度和低密度脂蛋白相结合,会形成较大体积的ICG-血浆蛋白复合体,故极少从脉络膜毛细血管漏出;ICG分子为三维立体结构,其两个多环结构具有亲脂性(如亲磷脂成分),而其硫酸盐基团具有亲水性,因此ICG具有亲脂和亲水的双重特性;ICG的血浆清除有两个高峰,第一个高峰在注入后的3~4min,第二个高峰在1h后。
最初,ICG被柯达公司用于彩色成像。1959年,ICG获得了美国FDA的批准用于医疗检测。1960年ICG被梅奥诊所用于检测肝功能。1965年ICG开始被应用于生理性灌注。
1990年,Kohso使用吲哚菁绿作为造影剂,用带有激光二极管光源的红外线电子视频内窥镜来获取黏膜下区域的信息。注射ICG(3mg/kg)后用波长810nm的红外光连续检查可以看到胃黏膜表面下的血管和血液循环。随着CCD(电荷耦合器件)的发现和商业化,开放式内窥镜成像系统中的ICG荧光成像成为了可能。2005年,加拿大Novadaq公司的外科影像系统SPY Imaging System获得美国FDA批准。全球领先的医疗器械公司史赛克注意到了荧光引导外科手术系统的发展潜力,与Novadaq公司展开合作,推广SPY系列产品。2017年,史赛克全资收购了Novadaq公司。
现在,荧光内窥镜已经广泛应用于外科手术中,相较普通的内窥镜,其增加了一根荧光腹腔镜,光源和主机摄像头都做出了相应的增配和调整,以实现荧光和白光的随时切换。
根据《吲哚菁绿标记荧光腹腔镜技术在腹腔镜胃癌根治术中的应用专家共识》,ICG标记在腹腔镜外科中的应用主要包括以下两方面。
静脉内注射用以评估组织血供 ICG注射入血后绝大多数会迅速与血中白蛋白、脂蛋白结合。结合后的ICG因无法通过血管壁外溢而被限制在血管内,并随血液循环至组织器官的毛细血管。因此,通过近红外线成像系统观察组织的荧光程度,可判断组织的血液灌注情况。此技术在腹腔镜结直肠癌等手术得到了一定应用,在胃癌根治术中的应用亦有报道。
在肿瘤周围局部注射用以肿瘤定位、肿瘤淋巴结导航 ICG局部注射后,一部分与组织中的白蛋白结合而存留在局部,可通过近红外腹腔镜观察局部荧光情况进而定位肿瘤;另一部分逐渐被淋巴系统吸收并与淋巴管内白蛋白结合,随淋巴管引流至淋巴结,最终回流至血液系统在肝脏内分解代谢。由于淋巴液的回流速度缓慢,加之淋巴结的存在,淋巴系统对ICG的转运速率很慢,因此ICG可在淋巴系统内存在较长时间。这也是ICG应用于淋巴引流导航的原理。
在腹腔镜胃癌根治术中,淋巴结导航的应用主要集中在前哨淋巴结导航。近年来,对于淋巴引流导航指导淋巴结清扫的应用报道亦逐渐出现。除了在胃肠外科,荧光腹腔镜还被广泛应用在肝胆外科、妇科、胸外科等肿瘤手术中。
(作者单位:上海淮隆医疗科技有限公司)
(责任编辑:周雨同)
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