超声结合计算机断层扫描血管造影在游离后骨间动脉穿支皮瓣手术中的预后预测应用

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Ultrasound combined computed tomography angiography for prognosis prediction in free posterior interosseous artery perforator flap surgery

游离后交通支动脉穿支皮瓣（f-PIAP）术后并发症如血管危象和皮瓣坏死仍面临挑战。本研究通过回顾性分析250例接受f-PIAP手术的患者，结合彩色多普勒超声（CDU）与CT血管造影（CTA）的影像学参数，评估两者联合应用对预后的预测价值。结果显示，CDU测量的血管直径（1.61±0.13mm vs 1.45±0.28mm）、峰值血流速度（18.52±5.14cm/s vs 15.82±4.37cm/s）及CTA测量的深筋膜穿透角度（48.34±6.67° vs 56.15±9.73°）在两组间差异显著（均P<0.001）。联合模型AUC达0.816，敏感性和特异性分别为88.5%和65.8%，证实CDU-CTA融合评估可有效预测术后预后。

　　本研究探讨了结合彩色多普勒超声（CDU）与CT血管造影（CTA）在预测自由后骨间动脉穿支皮瓣（f-PIAP）手术结果中的预后价值。f-PIAP皮瓣作为一种微血管外科技术，已被广泛应用于手部及上肢中小型皮肤和软组织缺损的修复。尽管该技术具有较高的临床成功率，但术后并发症如皮瓣坏死和血管危象仍对患者预后和生活质量构成挑战。因此，开发有效的术前评估工具以预测手术结果显得尤为重要。

### 研究背景与意义

f-PIAP皮瓣因其穿支血管解剖结构的一致性、组织柔韧性和适中厚度等优势，成为手部创伤修复的重要手段。然而，尽管技术不断进步，术后仍可能面临一些不可预见的问题。这些并发症不仅可能导致手术失败，还可能需要二次手术，增加患者的住院时间与医疗成本，影响功能恢复和外观修复，甚至对患者的心理状态造成负面影响。因此，建立一种能够准确预测手术结果的术前评估体系，对于提高手术成功率、优化患者选择及手术方案具有重要意义。

目前，术前评估主要依赖于临床经验与术中观察，这种传统方法存在主观性强、缺乏客观数据支持的问题，难以全面反映个体的解剖差异。近年来，随着影像技术的发展，CDU和CTA在穿支皮瓣术前评估中的应用逐渐增多。CDU能够提供实时血流动力学信息，包括穿支血管直径和血流速度；而CTA则可以提供高分辨率的血管解剖图像，包括血管走行路径和穿透角度。虽然这两种技术各有优劣，CDU受操作者主观影响较大，而CTA在血流信号捕捉方面存在局限性，但它们的结合可能在功能和结构信息上形成互补，从而提升预测的准确性。

本研究旨在通过回顾性分析250例接受f-PIAP皮瓣手术的患者数据，探讨CDU与CTA联合应用在预测手术结果中的价值。通过分析术前影像参数与术后并发症之间的关系，建立术前风险分层标准，从而降低并发症发生率，提高手术成功率。研究不仅为微血管外科领域提供了新的视角，也为个性化风险评估奠定了基础。

### 研究方法

本研究采用回顾性分析方法，收集了2020年6月至2025年5月期间在山西白求恩医院接受f-PIAP皮瓣手术的250名患者的临床数据。所有患者均接受了术前CDU和CTA检查，根据术后一周内皮瓣存活情况和血管危象发生与否，将患者分为良好预后组（n=174）和不良预后组（n=76）。良好预后组指皮瓣完全存活且未发生血管危象，不良预后组则指出现血管危象的患者。

术前影像评估中，CDU用于测量穿支血管的直径和血流速度，CTA则用于评估血管的走行路径和穿透角度。通过分析手术参数和影像学特征，构建了一个预测模型，以评估CDU和CTA指标与术后不良预后之间的关系。

此外，研究还评估了术中穿支血管定位的准确性。根据定位误差、完全一致和部分一致的比例，对术前定位结果与实际手术中的穿支血管位置进行比较。定位误差、完全一致率和部分一致率均被纳入分析，以评估影像技术在术前规划中的实际价值。

研究采用SPSS统计软件进行数据分析，P值小于0.05被认为具有统计学意义。所有统计测试均为双尾检验。连续变量使用Shapiro-Wilk检验评估正态性，并以均值±标准差（M±SD）形式呈现。组间差异通过独立样本t检验进行分析。分类变量则以频率和百分比表示，组间差异采用卡方检验进行分析。为了探索影响f-PIAP皮瓣预后因素与术后不良预后之间的相关性，研究使用了Pearson相关分析或Spearman等级相关分析。多变量分析和ROC曲线分析用于评估CDU和CTA指标与不良预后之间的关系，并构建预测模型。为确保模型的稳健性，研究在ROC分析中采用了10折交叉验证。

### 研究结果

#### 1. 人口学特征

在比较两组人口学特征时，发现年龄（P=0.208）、性别分布（P=0.683）、BMI（P=0.193）、吸烟史（P=0.273）、糖尿病史（P=0.441）或淋巴细胞计数（P=0.117）均无显著差异。然而，不良预后组中存在显著更多的既往手术史（15例，19.74%），而良好预后组中既往手术史为15例（8.62%），这表明既往手术史可能是影响手术预后的重要因素。此外，不良预后组的血红蛋白水平（126.74±11.98 g/L）显著低于良好预后组（132.06±12.35 g/L），白细胞计数（7.67±1.61×10^9/L）也显著高于良好预后组（7.16±1.48×10^9/L），血清白蛋白水平（36.76±4.83 g/L）显著低于良好预后组（38.56±3.84 g/L），血清肌酐水平（79.23±14.26 μmol/L）也显著高于良好预后组（74.41±10.63 μmol/L），估算的肾小球滤过率（eGFR）同样显著低于良好预后组（99.62±9.75 mL/min/1.73m2 vs 102.72±8.36 mL/min/1.73m2）。这些数据表明，术前的血液指标与手术结果之间存在显著关联。

#### 2. 手术特征

在比较两组的手术特征时，发现受伤部位分布（P=0.829）、受伤原因（P=0.086）、缺损部位（P=0.073）、受伤至手术的时间（P=0.594）、缺损面积（P=0.064）、皮瓣面积（P=0.054）、皮瓣获取时间（P=0.190）、血管蒂长度（P=0.338）和术中失血量（P=0.083）均无显著差异。然而，不良预后组的手术时间显著长于良好预后组（196.78±29.36 min vs 186.57±25.61 min，P=0.006）。此外，不良预后组的缝合张力更高（47.37%中等，23.68%高），需要更频繁使用血管移植物（25.00% vs 10.34%），且较少采用端端吻合（68.42% vs 83.33%）。这些结果表明，手术时间、缝合张力和血管移植物使用频率可能是影响手术预后的重要因素。

#### 3. 术前影像指标

术前CDU和CTA指标的比较显示，穿支血管直径（CDU：1.61±0.13 mm vs 1.45±0.28 mm，P<0.001）和血流速度（18.52±5.14 cm/s vs 15.82±4.37 cm/s，P<0.001）在两组间存在显著差异。同样，CTA指标中，穿支血管直径（1.53±0.12 mm vs 1.43±0.17 mm，P<0.001）和深筋膜穿透角（48.34±6.67° vs 56.15±9.73°，P<0.001）也存在显著差异。这些数据表明，穿支血管的直径和血流速度与术后不良预后呈负相关，而深筋膜穿透角则与不良预后呈正相关。

#### 4. 术中指标

术中穿支血管定位的准确性在两组间存在显著差异。良好预后组的定位误差较小（3.03±1.05 mm），而不良预后组的定位误差较大（3.57±1.03 mm），P值小于0.001。此外，良好预后组的完全一致率（97.70%）显著高于不良预后组（89.47%），部分一致率则在不良预后组中更高（10.53% vs 2.30%）。这表明，术前定位的准确性对于手术成功至关重要。

#### 5. 相关性分析

相关性分析结果显示，既往手术史与不良预后呈正相关（r=0.157，P=0.013），提示患者曾有该区域手术史可能影响血管的完整性。血红蛋白水平（r=-0.200，P=0.001）、白蛋白水平（r=-0.192，P=0.002）和eGFR（r=-0.122，P=0.053）均与不良预后呈负相关，表明这些指标对组织供血和修复能力有重要影响。相反，白细胞计数（r=0.148，P=0.019）、血清肌酐水平（r=0.169，P=0.008）、手术时间（r=0.159，P=0.012）、缝合张力（r=0.216，P<0.001）和血管移植物使用（r=0.190，P=0.003）均与不良预后呈正相关。此外，穿支血管的直径（CDU：r=-0.319，P<0.001；CTA：r=-0.289，P<0.001）和血流速度（CDU：r=-0.238，P<0.001）均与不良预后呈负相关，而深筋膜穿透角（CTA：r=0.407，P<0.001）与不良预后呈正相关。定位误差（r=0.238，P<0.001）与不良预后呈正相关，而完全一致（r=-0.177，P=0.005）和部分一致（r=0.177，P=0.005）则与不良预后呈负相关。这些结果强调了术前影像参数在预测手术结果中的重要性。

#### 6. ROC分析

ROC分析进一步验证了CDU和CTA指标在预测不良预后中的价值。CDU指标中，穿支血管直径的最佳阈值为1.435 mm，敏感度为48.7%，特异度为93.1%，AUC值为0.700。血流速度的最佳阈值为16.135 cm/s，敏感度为55.3%，特异度为71.3%，AUC值为0.649。CTA指标中，穿支血管直径的最佳阈值为1.385 mm，敏感度为40.8%，特异度为93.1%，AUC值为0.682。深筋膜穿透角的最佳阈值为53.505°，敏感度为68.4%，特异度为80.5%，AUC值为0.756。定位误差的最佳阈值为2.855 mm，敏感度为78.9%，特异度为49.4%，AUC值为0.650。完全一致的最佳阈值为0.895，敏感度为72.4%，特异度为39.7%，AUC值为0.559。部分一致的最佳阈值为0.500，敏感度为10.5%，特异度为97.7%，AUC值为0.541。

这些结果表明，穿支血管直径和深筋膜穿透角在预测不良预后方面具有较高的判别能力。其中，穿支血管直径和血流速度的AUC值较高，提示它们在预测术后并发症中的重要性。然而，其他指标如完全一致和部分一致的AUC值较低，表明其在预测中的作用相对有限。

#### 7. 联合预测模型

通过构建CDU与CTA联合预测模型，研究发现该模型的AUC值为0.816，显示出较强的判别能力。在ROC曲线上，最佳截断点位于0.425，此时敏感度为88.5%，特异度为65.8%。这表明，结合CDU和CTA的影像参数可以有效区分出可能获得良好预后与不良预后的患者。这一结果为术前风险评估提供了新的依据，有助于选择更合适的患者进行手术，并优化手术方案以减少并发症的发生。

### 讨论

本研究的发现对微血管外科领域具有重要意义。首先，既往手术史与不良预后之间的显著关联提示，术前应充分评估患者的手术史，特别是与供区相关的既往手术，以避免因组织结构改变而影响皮瓣存活。其次，血红蛋白和白蛋白水平与不良预后呈负相关，这与组织修复和血供能力密切相关。较低的血红蛋白和白蛋白水平可能反映患者营养状态不佳或存在贫血，从而影响术后恢复。

此外，手术时间、缝合张力和血管移植物使用频率的显著差异表明，这些术中参数对预后有重要影响。较长的手术时间可能增加组织缺血和炎症反应的风险，而较高的缝合张力可能导致穿支血管的扭曲或损伤，影响血流。血管移植物的使用则提示术中可能存在血管损伤，需要额外的修复措施。

术前影像指标的分析进一步支持了CDU和CTA在预测手术结果中的作用。穿支血管直径和血流速度的增加有助于提高皮瓣存活率，而深筋膜穿透角的增大则可能增加血管扭曲或受压的风险。定位误差的增加也与不良预后相关，这提示术前定位的准确性对于手术成功至关重要。

CDU和CTA的结合能够弥补各自的技术局限。CDU提供了实时血流动力学信息，而CTA则提供了详细的血管解剖结构。这种多模态影像技术的整合，有助于全面评估穿支血管的生理和解剖特征，从而提高预测的准确性。

然而，研究也存在一些局限性。首先，回顾性设计可能影响数据的控制和收集，尽管研究采用了标准化的影像评估流程，但仍可能存在一定的数据偏差。其次，研究未考虑患者的基础疾病或外科医生的经验，这些因素可能对术前评估和手术结果产生影响。因此，未来的研究应进一步纳入这些变量，以更全面地评估CDU和CTA联合应用的预测价值。

此外，本研究仅在单一中心进行，可能影响结果的普遍适用性。因此，未来可开展多中心研究，验证这些影像指标在不同医疗机构中的实际应用效果。同时，研究未进行成本效益分析，这在临床实践中具有重要意义，因为影像技术的引入可能增加医疗成本。因此，未来的研究可探讨如何在保证评估准确性的前提下，优化影像检查流程，降低时间和费用成本。

最后，研究关注的是术后即时结果，而长期的功能恢复和患者主观感受仍需进一步探讨。未来可结合患者术后随访数据，评估长期预后情况，从而为临床提供更全面的指导。

### 结论

综上所述，本研究证明了CDU和CTA联合应用在预测f-PIAP皮瓣手术结果中的重要性。通过分析术前影像参数与术后并发症之间的关系，研究为术前风险评估提供了科学依据。这些发现不仅有助于优化手术方案，提高手术成功率，也为微血管外科的个性化治疗奠定了基础。随着影像技术的不断进步，其在手术流程中的系统整合有望进一步提高复杂重建手术的成功率。