Информация за статия

Кристина Л. Кауфман, Кристин М. Клайнерт Институт за ръце и микрохирургия, 225 Abraham Flexner Way, Suite 850, Louisville, KY 40202, САЩ. Имейл: [имейл защитен]

инфрачервено

Резюме

Цели:

Целта на това проучване беше да се определят параметрите на движение на индоцианиновото зелено в горния крайник на реципиенти с нормален контрол и трансплантация на ръка. Целта беше да се установи неинвазивен метод за определяне нивото на лимфната функция при реципиенти на трансплантирана ръка. При трансплантация на ръце (и реплантация) дълбоките лимфни съдове рядко се поправят, което води до променени лимфни връзки. В повечето случаи относително бързото иноскулиране на повърхностни лимфни мрежи и дренаж през венозните системи води до достатъчно интерстициална течност и лимфен дренаж на присадката, за да се предотврати оток. Въпреки това, нашата група и други са установили, че някои получатели на трансплантация показват хроничен оток, който е свързан с лимфен застой. В един случай пациент с хроничен оток е развил хронично отхвърляне, характеризиращо се с изтъняване на кожата, загуба на придатъчни структури и фиброза и контрактура на ръката.

Методи:

Лимфната функция се оценява чрез интрадермално приложение на близка инфрачервена флуоресцентна боя, индоцианиново зелено и динамично изобразяване с инфрачервена система от камери (LUNA). Към днешна дата оценката на лимфния дренаж в горния крайник чрез клирънс на индоцианиново зелено багрило е проучена главно при онкологични пациенти с нарушена лимфна функция, което прави проблематично оценката на нормалния дренаж. За установяване на нормални параметри бяха проведени функционални тестове за индоцианинов зелен лимфен клирънс в серия от нормални контроли и впоследствие сравнени с индоцианиновия зелен клирънс при получатели на трансплантация на ръка.

Резултати:

Резултатите демонстрират различни модели на лимфен дренаж при пациенти с трансплантация на ръка, които частично имитират нормален лимфен дренаж на ръка, но също така споделят характеристиките на пациентите с лимфедем, определени в други проучвания. Изследването разкрива значително забавяне на оттичането на багрилото в алотрансплантата на пациент със съмнение за хронично отхвърляне и оток на присадката. Анализът на други реципиенти на трансплантирани ръце разкрива различни нива на забавяне на багрилото, често локализирани на нивото на хирургична анастомоза.

Заключение:

Тези проучвания предполагат, че интрадермалното инжектиране на индоцианиново зелено и визуализацията с близки инфрачервени лъчи може да бъде полезен клиничен инструмент за оценка на адекватността на лимфната функция при реципиенти на трансплантирана ръка.

Въведение

Използването на изображения на индоцианиново зелено (ICG) е помогнало да се дефинират настоящите класификации на лимфедема при онкологични пациенти. Описателни модели са предложени от Chang et al. 9, както и Yamamoto et al. 10 И двете групи описват четири модела на лимфен поток въз основа на линеен поток срещу забавяне и натрупване на ICG. Тези модели на движение на багрилото са описани като линейни, дифузни, звезден прах или пръски на багрилото и отразяват тежестта на лимфния дефект. Има ограничени доклади за обективно измерване на лимфната функция на горните крайници при нормални контролни субекти. 11,12 Yamamoto et al. 10 използва контралатералния крайник при едностранни пациенти с рак на гърдата като контрол за динамична оценка на ICG и демонстрира полезността на тази техника за оценка на отока на горните крайници.

Присаден оток е наблюдаван при пациенти, получаващи васкуларизирана композитна алотрансплантация (VCA) 13, както и при различни животински модели на VCA. 14,15 Експериментални модели показват, че лимфните реанастомози обикновено се появяват независимо чрез процес, изискващ активност на съдов ендотелен растежен фактор (VEGF). 16 Времето, необходимо за това да се случи при животински модели, варира между 5 и 14 следоперативни дни. 15 Mundinger et al. 14 съобщават, че подуването на алотрансплантата е намаляло при техния VCA модел на нечовекоподобни примати (NHP) по време, през което са възникнали лимфни връзки между присадката и реципиента. Отокът е често срещано откритие след трансплантация и може да отразява комбинация от проблеми с венозния отток, отхвърляне и неадекватен лимфен дренаж 13 и дори може да бъде свързан с лекарствена токсичност. 17 Cavadas et al. 13 са открили доказателства за умерен лимфедем чрез сцинтиграфски проучвания при двама от трима реципиенти на трансплантирана ръка. Предполага се, че лимфостазата може да доведе до повишена фиброза, адипогенеза и възпаление. Това повишено възпаление може да доведе до последващо отхвърляне на присадката. 18.

Предполагаме, че значителното увреждане на лимфния дренаж при трансплантация на ръце не предпазва от имунна активация, но може да влоши или да позволи развитието на хронично възпаление/фиброза и атрофия на кожата. В допълнение, докато острото клетъчно отхвърляне под формата на обрив или еритем рядко засяга функцията на присадката, отокът намалява гъвкавостта и обхвата на движение, и двете са от решаващо значение за функцията при трансплантация на ръка. Хроничният оток може също да окаже натиск върху периферните нерви и да доведе до интраневрална исхемия, клинично проявена като бавна прогресия на възстановяването на усещането, както и при дългосрочни парестезии, слабост и болка в трансплантираната присадка. И накрая, дали отокът, наблюдаван при нашите пациенти, е резултат от нарушена лимфна функция, неадекватен венозен дренаж или изтичане на кръвоносни капиляри не винаги е ясно. Капилярното изтичане също може да доведе до оток, а в редки случаи, като пациенти с болестта на Кларксън, може да доведе до смърт от масивно изтичане на течности и макромолекули в тъканите. 19.

За да се определи анормална лимфна функция, налична при реципиенти, е от решаващо значение да се разбере лимфната функция на горните крайници при нормални субекти. Целта на настоящото проучване е да се установят параметри на лимфната функция на горните крайници при нормални, здрави контролни субекти, определени от времето на клирънс на ICG след интрадермално инжектиране на ICG. Подобни проучвания бяха проведени и върху реципиенти на трансплантирани ръце с цел да се определи адекватна и/или неадекватна лимфна функция при пациенти с трансплантация и пресаждане на ръка.

Материали и методи

Популация от пациенти

След като получихме одобрение от вътрешния съвет за преглед (IRB), записахме 13 здрави субекта и 4 пациенти с трансплантация на ръка. Факторите за изключване включват известна алергия към индоцианиново зелено, йод или черупчести мекотели. Осем мъже и пет жени бяха включени в нормалната контролна група. В проучването са включени четирима реципиенти на трансплантирани ръце. Средната възраст е 57,7 (диапазон 42–69), а времето след трансплантацията е 8,5 години (диапазон 17 години до 5 месеца). Трима от субектите бяха мъже, а един - жена. Мъжките реципиенти получиха едностранна трансплантация на ръка на нивото на средната част на предмишницата (Htx01 и Htx03) или на нивото на китката (Htx07), а реципиентът на жената (Htx10) беше четиристранна ампутация, получила двустранна трансплантация на ръка в средата на предмишницата вляво отстрани и на китката от дясната страна.

Образна система

Използвахме индоцианинова зелена флуоресцентна лимфангиографска система (система LUNA: Stryker, Kalamazoo, MI), съставена от камерен блок, инфрачервен лазер и контролен блок, който управлява камерата. Системата позволява визуализация на анатомични структури чрез откриване на близка инфрачервена радиация в тъканта на дълбочина приблизително 20 mm от повърхността.

Реактиви

ICG багрилото (Stryker, Kalamazoo, MI), разтворено в стерилна вода до основна концентрация от 2,5 mg/ml, се разрежда в стерилна вода до работни концентрации. ICG става флуоресцентен при свързване с протеини след инжектиране. Тези белязани с ICG протеини се изчистват от лимфната течност с течение на времето. Максималната абсорбция на ICG настъпва при 806 nm (между 750 и 810 nm), а максималната му флуоресценция присъства в плазмени концентрации между 4 и 10 mg/ml. Полуживотът на серумен клирънс е между 2,5 и 3,0 минути.

Администрация на ICG

След първоначални проучвания за определяне на най-ниската концентрация на ICG, необходима за ефективна визуализация със системата LUNA, и след проучвания на различни места за инжектиране на дорзалната и вентралната страна на ръката, както и на китката, на хората се правят интрадермални инжекции във втората и четвърти уеб пространства, състоящи се от 10 µg ICG, разредени в 100 µL физиологичен разтвор на място на инжектиране. Инфрачервеното изобразяване с апарата за флуоресцентна ангиография LUNA се извършва веднага след или по време на инжектирането и видеото се запазва за 2 минути на мястото на инжектиране. Последващи видеозаписи с дължина приблизително 2 минути са направени в областта на воларната антебрахиална област, а след това отново в лакътя, аксилата се гледа в края на всеки видеоклип на лакътя. Тези последователности се повтарят на всеки 15 минути в продължение на минимум 1 час. Времето, необходимо за откриване на ICG в областта на кубиталните лимфни възли, се отбелязва като времето до лакътя (TTE).

Определение на лимфните модели

Ние оценихме и анализирахме лимфния клирънс, използвайки динамична ICG лимфография, за да разграничим тежестта на дермалния обратен поток (пръски, звезден прах и дифузни модели) според Yamamoto et al. 10 Моделите са описани въз основа на наблюдения на лимфография на ICG при дермален обратен поток. С напредването на тежестта на лимфедема моделите на дермалния обратен поток се променят от модел на изпръскване, към модел на звезден прах и накрая към дифузен модел. Тези наблюдения бяха използвани първоначално върху лимфедем, свързан с рак на гърдата, но намерихме за полезно да опишем дермален обратен поток, наблюдаван при пациенти с трансплантация на горни крайници с VCA (както е показано на фигура 3).

Резултати

Динамика на подкожно инжектиране на ICG във времето при нормални контролни субекти

Фигура 1. Първоначални проучвания с използване на 250 mg на инжекция от 100 ml подкожно във всяко от второто и четвъртото гръбно пространство. Пример за прекомерно "цъфтеж" на боята в ръката на нормалния контролен субект 5 минути (a) и 1 h (b) след инжекции.

Фигура 2. Визуализация на ICG след прилагане на 10 μg ICG, инжектирана с игла с размер 27 във второто и четвъртото гръбно пространство на нормалните контроли, както е показано на снимката. По време на пилотни проучвания за определяне на най-добрата концентрация на багрилото беше установено, че косото интрадермално инжектиране води до възпроизводимо движение на багрилото и по-малко случаи на багрилото да се инжектира твърде дълбоко или неволно в кръвоносен съд, в сравнение с по-вертикалните подкожни инжекции.

Таблица 1. Тематични демографски данни.

Таблица 1. Тематични демографски данни.

Образни изследвания на лимфния поток в горния крайник при нормални контроли и реципиенти на трансплантирани ръце чрез инжектиране на ICG разкриха подобни модели на движение на багрилото, както е показано при проучвания на горния крайник при лекувани пациенти с рак на гърдата 10 и на долния крайник при лекуван рак на матката или яйчниците пациенти. 20 Линейният модел (Фигура 3 (а)) е типичен за нормалните субекти, както се наблюдава и минимум в рамките на алотрансплантата при всички получатели на трансплантирана ръка. Дермални модели на обратен поток, също описани като изпръскване (Фигура 3 (b)), модели на звезден прах (Фигура 3 (c)) или дифузен (Фигура 3 (d)) са наблюдавани при участниците в трансплантацията на ръка. Моделът на изпръскване има по-големи ярки петна с по-малко интензивно, почти дифузно заобикалящо го, докато модел на звезден прах е по-малко интензивен, но с малки области с ярка интензивност, подобно на нощното небе. Дифузният модел се появява като неясен подобен интензитет в дадена област. Използвайки тази терминология, ние определихме модела на лимфен клирънс от 10 µg ICG след интрадермално инжектиране при нехирургични, здрави пациенти и пациенти с трансплантация на четири ръце по различно време след операциите им.

Фигура 3. Модели, наблюдавани при оценка на лимфния дренаж след интрадермално инжектиране на ICG в ръката. Пациентите с контролна и ръчна трансплантация на VCA показаха дренаж с линеен модел (а) от местата на инжектиране, съответстващ на лимфните колекторни съдове. Дермалните обратни потоци, наблюдавани при получателите на VCA, включват тези, наречени пръскане (b), звезден прах (c) и дифузен (d).

При всички нормални контроли се наблюдава модел на клирънс на ICG при по-големите линейни колектори без натрупване в повърхностните лимфни възли, които пораждат другите модели на разпръскване на багрилото. В получените изображения са открити линейни модели при всички контролни индивиди в ръката (Фигура 4 (а)), предмишницата (Фигура 4 (б)), медиалния лакът (Фигура 4 (в)) и средната ръка (Фигура 4 (д) ). ICG е визуализиран, движещ се в линеен модел между 5 и 15 минути от мястото на инжектиране през дорзалната страна на ръката и вентралната страна на китката, а кубиталната поява се появява в рамките на 30 минути за повечето субекти. Когато средното артериално налягане (MAP) на всеки индивид по време на оценката е сравнено с TTE, е намерена обратна корелация с R 2 = 0,724 за всички субекти заедно и R 2 = 0,672 за жените и R 2 = 0,845 за мъжете (Фигура 5). Таблица 2 показва MAP спрямо времето за преминаване на ICG от инжекцията до появата в средния лакът (TTE). Като цяло, колкото по-високо е артериалното налягане, толкова по-бързо се движи багрилото през лимфните съдове.

Фигура 4. Във всички нормални контроли открихме линейни модели, както е показано на ръката (а), предмишницата (b), лакътя (c) и аксилата (d).