Del, , Google Plus, Pinterest,

Print

Posted in:

Evaluering av mikrosirkulasjon ved lappekirurgi med termografi

Medisinsk infrarød termografi brukes i dag innenfor mange spesialiteter som for eksempel nevrologi, revmatologi, onkologi, hjerte- karkirurgi, ortopedi og plastikkirurgi[1,3].

Mennesket holder en konstant kroppstemperatur til tross for skiftende temperatur i omgivelsene. Dette er mulig fordi det er en fin balanse mellom varmeproduksjon og varmetap. Varmeproduksjon skjer ved metabolisme og muskelkontraksjon. Den produserte varmen transporteres videre gjennom kroppen via blodsirkulasjonen. Kroppens temperaturregulering, som holder kjernetemperaturen relativt konstant, er en komplisert prosess, og huden spiller en viktig rolle i denne reguleringen. Mer enn 30 % av kroppens temperaturfølsomme reseptorer finnes i huden. Varmetap til omgivelsene skjer gjennom konduksjon, konveksjon, fordampning og varmestråling (figur 1)[1].

Under stabil omgivelsestemperatur mellom 18 og 25 grader Celsius er den viktigste mekanismen av disse varmestråling fra huden til omgivelsene. Slik varmestråling skjer i form av infrarød stråling[2,3] som er den del av det elektromagnetiske spekteret og har bølgelengde fra 1 millimeter til 750 nanometer, det vil si området mellom mikrobølger og synlig lys. Selv om infrarød stråling er usynlig for øyet, kjennes strålingen som varme.

Figur 1: For å opprettholde konstant kroppstemperatur er det en fin balanse mellom varmeproduksjon og varmetap.

Figur 2: Perforatorer passerer gjennom muskelen på vei til det subdermale pleksus og gir varmepunkter som er synlige på termografi.

Medisinsk infrarød termografi

Hudtemperatur har lenge vært brukt som en indikator for mulig patologi. Det er en definert sammenheng mellom hudtemperaturen og infrarød stråling fra hudens overflate. Studier har også vist at det hos mennesker er god korrelasjon mellom hudens temperatur og grad av perfusjon[4,5,6]. Måling av hudtemperatur kan derfor gi oss nyttig informasjon om hudens perfusjon.

Den infrarøde strålingen fra hudoverflaten kan registreres med et varmekamera. Ved medisinsk infrarød termografi brukes et slikt kamera til å lage bilder der ulike farger representerer ulike temperaturer på hudoverflaten. Moderne varmekameraer er svært nøyaktige og kan måle hudens temperatur og visualisere temperaturforskjeller på mindre enn 0.1 grader Celsius. Med dagens digitale varmekameraer kan bildene analyseres og bearbeides på en vanlig bærbar datamaskin. Medisinsk infrarød termografi brukes i dag innenfor mange spesialiteter som for eksempel nevrologi, revmatologi, onkologi, hjerte- karkirurgi, ortopedi og plastikkirurgi[1,3].

Ved Universitetssykehuset Nord-Norge (UNN) har termografi vært brukt ved plastikkirurgisk avdeling i mer enn ti år, og røntgenavdelingen etablerte for fem år siden et eget laboratorium for medisinsk termografi. Ved dynamisk infrarød termografi (DIRT) utsettes området som skal undersøkes for en varm eller kald termisk belastning, for eksempel ved at man blåser luft over området med en elektrisk vifte. Varmekameraet registrerer så forandringene i hudtemperatur som oppstår av selve nedkjølingen og gjenoppvarmingen etterpå. Noen hudområder varmes raskere opp enn omgivelsene. Slike varmepunkter samsvarer med hvor det kommer blodkar fra dypet, såkalte perforatorer, som har forbindelse med det subdermale pleksus (figur 2). Slik kan varmekameraet brukes til å lokalisere perforatorer under huden, for eksempel i forbindelse med brystrekonstruksjon.

Figur 3: Ved DIEP brystrekonstruksjon flyttes hud og fett fra magen til brystveggen hvor blodforsyningen blir gjenopprettet.

Brystrekonstruksjon med fri DIEP-lapp

Ved brystrekonstruksjon med fri DIEP-lapp brukes hud og fettvev fra abdomen til å rekonstruere et nytt bryst (figur 3). Det nye brystet får sin blodforsyning via en såkalt perforator (figur 4). Denne består av en liten arterie og en eller to vener som har utgangspunkt fra arteria og vena epigastrica inferior profunda. Når lappen flyttes til brystveggen kobles disse karene til arteria og vena mammaria interna. Ved disse inngrepene bruker vi i dag termografi både pre-, per- og postoperativt.

Figur 4: DIEP-lappen er basert på en perforator som kommer fra arteria og vena epigastrica inferior profunda.

Preoperativ DIRT

I planleggingen av en DIEP-lapp er det viktig å finne en god perforator som skal forsyne lappen etter rekonstruksjon av brystet. Siden 2006 har det blitt svært vanlig å bruke CT-angiografi for å få oversikt over de ulike perforatorene i bukveggen. Ulemper med CT er den høye dosen røntgenstråler og at man må bruke intravenøs kontrast. I de siste ti årene har vi derfor ved UNN brukt DIRT under planleggingen av slike operasjoner. Teknikken ble beskrevet så tidlig som i 1993 av Itoh og Arai[7]. Etter nedkjøling ses tydelige varmepunkter på huden der sirkulasjonen kommer tilbake. Vår forskning har vist at de punktene som kommer raskest til syne og varmer opp de største hudområdene ligger over perforatorer som også egner seg til å forsyne en DIEP-lapp. Varmepunktene korresponderer godt med lokalisasjonen til perforatorer på CT, arteriell lyd med håndholdt Doppler og peroperative funn[8,9]. Figur 5 viser bruk av teknikken under planleggingen av en DIEP-rekonstruksjon.

Figur 5: Preoperativt markeres punkter med arteriell Dopplerlyd på huden. Ved DIRT kommer de kraftigste varmepunktene til syne over store perforatorer som her markeres med kryss og samsvarer med arteriell Dopplerlyd.

Figur 6: Etter åpning av anastomosen ser vi et oppvarmingsmønster med varmepunkter.

Peroperativ DIRT

Når DIEP-lappen høstes er det veldig lett å skade perforatorene[10]. Derfor er det veldig viktig å vite om en perforator fungerer. Etter at lappen er høstet, men fortsatt får sin blodforsyning fra abdomen, kan vi ved hjelp av DIRT teste om lappen er sirkulert gjennom perforatoren. For å nedkjøle huden bruker vi helt enkelt en steril metallplate som har romtemperatur. Varmekameraet registrerer så om det skjer en adekvat oppvarming i etterkant eller ikke. Når lappen er flyttet opp på bryst-veggen og blodkarene er anastomosert er det viktig å se at blodsirkulasjonen gjenopprettes. Nå er lappen allerede nedkjølt siden den har vært uten sirkulasjon en stund. Med varmekameraet kan vi da raskt se om sirkulasjonen kommer tilbake. Ved manglende sirkulasjon er det viktig å erkjenne dette så raskt som mulig, helst under operasjonen og ikke senere. Lappen har et oppvarmingsmønster med varmepunkter (figur 6). Vi har vist at ved venøs stase vil dette mønsteret forsvinne og lappen blir diffust oppvarmet[11]. Slik kan vi således skille mellom arteriell og venøs sirkulasjonssvikt. I noen tilfeller er det nødvendig å koble til en ekstra vene for å oppheve den venøse stasen. Ved slutten av operasjonen bruker vi DIRT for å bekrefte at det er sirkulasjon i lappen.

Figur 7: Arteriell okklusjon tredje postoperative dag. Termografi viser en kald lapp. Ved reoperasjon fikk vi gjenopprettet blodforsyningen og termografi etterpå viser igjen en varm lapp.

Postoperativ DIRT

I den postoperative fasen er det svært viktig å overvåke at lappen har tilstrekkelig blodforsyning. Nytten av å måle lappens temperatur har vært diskutert. Når man ser på termografibilder er det tydelig at man i alle fall må måle temperatur på nøyaktig samme punkt fra gang til gang, nettopp fordi det finnes områder med varmepunkter og andre områder som har lavere temperatur. Vi har brukt termografi for å se på perfusjonsdynamikken i DIEP-lapper den første uken etter operasjonen[12]. Det viser seg at perfusjonen i en DIEP-lapp er en dynamisk prosess. De første dagene er det en gradvis økning av perfusjonen i lappen, dette stabiliserer seg etterhvert. I noen tilfeller, særlig når huden er veldig blek, kan man være i tvil om den arterielle anastomosen fungerer. Da kan DIRT raskt gi et pålitelig svar på dette (figur 7).

Konklusjon

Mikrosirkulasjonen i DIEP-lapper kan enkelt overvåkes med DIRT. Teknikken er enkel å bruke, den gir ingen ioniserende stråling og krever ikke bruk av intravenøs injeksjon. Preoperativt kan DIRT være et godt alternativ til CT. Per- og postoperativt gir metoden verdifull informasjon om lappens perfusjon.

Referanser

  1. Jiang LJ, Ng EYK, Yeo ACB, et al. A perspective on medical infrared imaging J Med Eng Tech 2005;29:257-267.
  2. Head JF, Elliott RL. Infrared imaging; making progress in fulfilling its promise. IEEE Eng Med Biol Mag 2007;21:80-85.
  3. Ring EF, Ammer K. Infrared thermal imaging in medicine.  Physiol Meas. 2012;33:R33-46.
  4. Awwad AM, White RJ, Webster MHC, et al. The effect of temperature on blood flow in island and free skin flaps: an experimental study. Br J Plast Surg 1983;36:373-82.
  5. Mercer JB, de Weerd L. The effect of water-filtered infared-A (wIRA) irradiation on skin temperature and skin blood flow as evaluated by infrared thermography and scanning laser Doppler imaging. Thermol Int 2005;15:89-94.
  6. Merla A, Di Romualdo S, Di Donato L, et al. Combined thermal and laser Doppler imaging in the assessment of cutaneous tissue perfusion. Conf Proc IEEE Med Biol Soc S 2007; 2530-2533.
  7. Itoh Y, Arai K. The deep inferior epigastric artery free skin flap : anatomic and clinical application. Plast Reconstr Surg 1993;91:853-863.
  8. de Weerd L, Weum S, Mercer JB. The value of dynamic infrared thermography (DIRT) in perforator selection and planning of DIEP flaps. Ann Plast Surg 2009;63:274-279 
  9. Whitaker IS, Lie KH, Rozen WM, et al. Dynamic infared thermography for the preoperative planning of microsurgical breast reconstruction: A comparison with CTA. J Plast Reconstr Aesth Surg  2012;65:130-132
  10. Busic V, Das-Gupta R, Mesic H, Begic A. The deep inferior epigastric perforator flap for breast reconstruction, the learning curve explored. J Plast Reconstr Aesthet Surg 2006;59:580-584. 
  11. de Weerd L, Mercer JB, Bøe SL. Intraoperative dynamic infrared thermography and free-flap surgery. Ann Plast Surg 2006;57:279-284
  12. de Weerd L, Miland ÅO, Mercer JB. Perfusion dynamics of free DIEP and SIEA flaps during the first postoperative week monitored with dynamic infrared thermography (DIRT). Ann Plast Surg 2009;62:40-47.