研究背景:晚期喉癌和下咽癌向周围浸润生长侵犯舌根和舌体、口咽、颈段食管、甲状腺、颈部肌肉和皮肤,扩大切除是其主要的治疗手段。切除后的修复及功能重建是手术的一大难题,目前采用的修复方法主要有3种:1.局部组织瓣转位修复,如利用下咽残存的黏膜直接缝合关闭咽腔,喉气管瓣替代修复下咽及颈段食道;2.带蒂或游离组织瓣修复,如带蒂的胸大肌肌皮瓣、游离的前臂皮瓣和游离的股前、股外侧皮瓣等;3.游离或带蒂的消化道组织瓣修复,常用的组织有胃、游离的空肠或结肠等。各种修复方法均有其适应证及优缺点。为了提高患者术后的生存质量,临床常通过采用各种游离组织瓣或带蒂组织瓣移植的方式来恢复患者的外形和功能。目前常用的组织瓣有胸大肌皮瓣、斜方肌皮瓣、背阔肌皮瓣、腹直肌皮瓣、股前外侧皮瓣、小腿外侧皮瓣、游离前臂皮瓣等,以上组织瓣均在不同程度上存在着如需显微血管吻合、手术时间延长、供区部位出现程度不一的并发症等不足。穿支皮瓣是显微外科未来发展的主要趋势,然而,皮肤穿支血管变异较多,到目前为止,对穿支血管进行定位的方法多种多样,常用的方法有彩色多普勒超声、计算机断层血管造影(Computed Tomographic Angiography,CTA)、磁共振血管造影(Magnetic Resonance Angiography,MRA)等。超声多普勒定位穿支的假阳性率较高,且与操作者的经验直接相关。计算机断层血管造影可用于临床活体穿支定位,但有放射性,且费用较高。磁共振扫描时间长,费用高,亦难普及。各种方法均有其优缺点。自1998年Taylor等报道了应用明胶-氧化铅作为灌注剂进行尸体灌注以获得小腿血管体的资料,这对于更好地进行小腿穿支皮瓣的设计提供了极大的帮助。Koshima等用立体血管造影的方法测量了胫后动脉穿支的位置。近年来,更多的研究关注于如何使用三维血管造影的方法来标记,诸如腹壁下动脉穿支、胸背动脉穿支、股前外侧穿支、股部皮穿支、尺动脉穿支、前臂背侧部穿支、小腿外侧穿支、肋间后动脉外侧穿支、尺动脉近端穿支等穿支的定位。穿支皮瓣因其不损伤肢体主要血管而备受推崇。三维重建有利于对穿支进行准确地量化,并能够更精确定位穿支及其源血管。进入21世纪后,Tang等、张元智等将血管造影与电脑图像处理技术相结合,成功地将数字解剖学引入显微、整形外科领域。近年来,随着交互式的医学影像控制系统 Mimics(materialise ’s interactive medical image control system)的出现,有学者开始尝试将其应用到穿支血管的定位以及皮瓣的设计上,从三维空间观察皮瓣穿支血管的起源、走形、分支以及血管的分布情况,并重建出精确的皮瓣三维可视化模型。和以往传统的轴型皮瓣相比较,穿支皮瓣具有其独特的个性。就皮瓣血管蒂的切取方式而言,传统轴型皮瓣的切取方式是采用“从主干血管开始(源动脉)再向远端的分支血管解剖”,而穿支皮瓣的切取方式则是采用“从外周穿支血管开始,然后逆行解剖至近端源动脉”。因此,穿支的变化特点及其选择成了目前的研究焦点。锁骨上皮瓣因具有位置毗邻头颈部、皮瓣的厚度适中、颜色及质地相近、制备过程简便和供区并发症少等优点,近年来日益受到人们的关注。然而,皮肤穿支血管变异较多,而专门针对锁骨上动脉及其穿支血管的表面定位方法的研究报道较少,这给临床锁骨动脉穿支皮瓣的设计和切取带来了较大的困难。因此,我们研究CT造影技术定位锁骨上动脉,应用数字解剖学方法,采用三维重建技术,为锁骨上动脉及其穿支血管进行精确定位、设计和切取提供依据。结合术前CTA检查,个性化设计、应用锁骨上动脉岛状皮瓣修复晚期喉癌、下咽癌术后的缺损,并对其效果进行评价。第一部分CTA定位锁骨上动脉及其穿支皮瓣的3D可视化研究方法:1.取新鲜成人尸体15具(30侧),行一次性全身动脉造影。通过直接层次解剖,应用图像分析和测量系统Scion image,对锁骨上动脉穿支及源动脉进行定性、定量分析。2.通过螺旋CT扫描数据以Dicom格式输入Mimics图像工作站,对锁骨上动脉穿支皮瓣进行三维重建,CT扫描后用交互式医学影像控制系统(Mimics)进行3D可视化研究,获取锁骨上动脉血管信息,观测其穿支的数量以及彼此间的吻合情况、供血面积等。3.对锁骨上动脉及源动脉的管径及走行、锁骨上动脉外径>0.5mm的穿支、供血面积、吻合支进行统计分析。结果:1.CTA扫描与Mimics图像工作站相结合可准确、有效地定位锁骨上动脉及其穿支血管,能清楚显示锁骨上动脉穿支及其相邻穿支血管体间的毗邻关系。2.锁骨上动脉来源于颈横动脉,颈横动脉起自甲状颈干者占40.0%(6/15),起自锁骨下动脉者占60.0%(9/15),未见起自肋颈干者。锁骨上区血管穿支间存在大量的吻合支。3.锁骨上动脉外径(1.2±0.20)mm,蒂长(3.76±0.79)cm,锁骨上动脉共有外径≥0.5mm的穿支(1.0±2.0)支,单穿支的供血面积(16.25±3.61)cm2。结论:1.CTA扫描与Mimics图像工作站相结合可准确、有效地定位锁骨上动脉及其穿支血管,使整个血管重建过程在个人的电脑上即可完成,软件自带图像后处理工作站,极大地方便了科研工作。2.CTA扫描与Mimics图像工作站相结合后收集的数据信息量大,一次扫描后即可对需研究的全身任何部位进行解剖学研究,大大地节约了科研成本。3.CTA扫描与Mimics图像工作站相结合后可以反复调整不同的放射参数,直至清楚显示细小血管的空间结构为止;并可根据研究部位的需要,对锁骨上动脉及其穿支血管体进行提取、分色处理,同时能清楚显示锁骨上动脉穿支及其相邻穿支血管体间的毗邻关系。4.CTA扫描与Mimics图像工作站相结合后可用于临床医师术前对患者进行个体化手术模拟设计。5.锁骨上动脉来源于颈横动脉,颈横动脉起自甲状颈干者占40.0%(6/15),起自锁骨下动脉者占60.0%(9/15),未见起自肋颈干者。6.锁骨上动脉外径(1.2±0.20)mm,蒂长(3.76±0.79)cm,锁骨上动脉共有外径≥0.5mm的穿支(1.0±2.0)支,单穿支的供血面积(16.25±3.61)cm2。既可以设计为带蒂皮瓣使用,也可以设计为游离皮瓣使用。7.锁骨上动脉位置及走行较为恒定,穿支间存在大量吻合支,适合穿支皮瓣的切取,且皮瓣面积大,为皮瓣的切取应用提供了一种新的术式选择。第二部分晚期喉癌、下咽癌术后缺损的修复及锁骨上动脉岛状皮瓣的应用方法:1.晚期喉癌、下咽癌的患者术后缺损的修复分为三组:胸骨舌骨肌瓣修复组、管状胃修复组及锁骨上动脉岛状皮瓣修复组。2.对行锁骨上动脉岛状皮瓣修复的患者,根据术前CTA定位设计锁骨上动脉岛状皮瓣。术中记录术中皮瓣蒂长、皮瓣大小。供区可根据情况直接缝合或植皮。3.术后即时观察皮瓣血供情况,如发现血管危相则及时处理。供区每天换药,观察记录相关并发症,喉镜下观察记录有无皮瓣相关并发症的出现。4.术后分别对胸骨舌骨肌瓣修复组、管状胃修复组及锁骨上动脉岛状皮瓣修复组三组患者行吞咽功能、发声功能及供区功能进行评估。结果:1.胸骨舌骨肌瓣修复组8例。8例患者分别于术后8-14天能进食、堵管,无咽瘘,并于手术后5-22个月,分别接受放射治疗60Gy左右,进食及发声情况具体见附录4-5。2.管状胃上提修复组7例。7例患者中保留喉功能者5例。术后并发症:术后出血、乳糜漏1例,精神异常1例,胸壁皮下气肿1例。7例患者于手术后5-22个月,分别接受放射治疗60Gy左右。进食及发声情况具体见附录4-5。3.锁骨上动脉岛状皮瓣修复组6例。6例患者皮瓣全部成活,1例患者供皮区伤口裂开,经局部换药后愈合,无其他并发症。供区缺损均直接拉拢关闭,术后患者肩部功能均无影响,但肩部均留有一疤痕。5例患者接受术后放疗,1例下咽癌(T3N0M0)患者拒绝接受术后放疗。6例患者中,除1例全喉切除的患者外,其余5例患者均恢复发声及吞咽功能,具体见附录4-5。结论:1.胸骨舌骨肌瓣、管状胃及锁骨上动脉岛状皮瓣均可用于晚期喉癌、下咽癌术后缺损的修复。但应根据患者的具体情况,分别采用。对食管环周缺损者,宜采用管状胃上提修复术后缺损;对小于5cm的非环周性缺损可采用胸骨舌骨肌瓣或锁骨上动脉岛状皮瓣修复,但胸骨舌骨肌瓣显得较臃肿,当肿瘤侵犯胸骨舌骨肌时,则应放弃胸骨舌骨肌瓣,改用锁骨上动脉岛状皮瓣或其他皮瓣修复;对大于5cm的非环周性缺损则宜采用锁骨上动脉岛状皮瓣修复。2.术前CTA可有效评估颈横动脉及锁骨上动脉的走行及通畅度,为锁骨上动脉岛状皮瓣的设计提供参考及形态学依据。3.锁骨上动脉岛状皮瓣修复晚期喉癌、下咽癌术后缺损具有位置邻近、制备简单、成活率高、术后并发症少等优点,可以有效地保留/恢复患者的发声及吞咽功能,是晚期喉癌、下咽癌术后缺损修复的适宜材料。