游離微血管組織移植在當(dāng)前醫(yī)學(xué)實(shí)踐中是不可或缺的。移植組織與受體部位血管吻合術(shù)的創(chuàng)建，使各種組織，如皮膚組織、皮下組織、骨組織、肌肉組織，甚至器官，都能被移植。自20世紀(jì)70年代初首次報(bào)道以來，游離微血管組織移植使由先天性畸形、創(chuàng)傷和惡性腫瘤切除引起的組織缺損的功能和美觀重建成為可能。然而，雖然微血管組織移植具有很多好處，但可能存在移植后微血管組織發(fā)生缺血癥狀的風(fēng)險(xiǎn)，其發(fā)生率可達(dá)3%-5%。這是由于移植組織成功血管化所依賴的動脈和靜脈形成了血栓或產(chǎn)生了其他問題。因此，缺血癥狀需要被盡早識別，并通過緊急手術(shù)予以治療，否則會造成組織損傷，導(dǎo)致移植失敗。所以，對組織循環(huán)進(jìn)行實(shí)時(shí)評估對術(shù)后護(hù)理尤為重要。

術(shù)后第一周是發(fā)生缺血癥狀風(fēng)險(xiǎn)最高的時(shí)期，因此，血流監(jiān)測設(shè)備必須提供持續(xù)的術(shù)后監(jiān)測。此外，多點(diǎn)監(jiān)測是必要的，因?yàn)槿毖Y狀的發(fā)生并不總是黑白分明或全有全無的。通常，當(dāng)缺血出現(xiàn)時(shí)，相關(guān)癥狀只出現(xiàn)在該支血管缺血部位的下游區(qū)域。同時(shí)，考慮到較長的監(jiān)測周期，開發(fā)一種便攜、佩戴舒適、不限制患者自由走動的設(shè)備也很重要。目前，已有關(guān)于各種組織監(jiān)測設(shè)備的報(bào)道，但迄今為止沒有一種設(shè)備能滿足所有這些要求。經(jīng)常進(jìn)行體檢是一種替代方法，但是，這一方法會占用大量的時(shí)間和人力資源，并且人為評估也會出現(xiàn)一定的偏差。此外，即使經(jīng)常進(jìn)行體檢，因?yàn)椴皇沁B續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，依然可能出現(xiàn)診斷上的延遲。因此，對接受組織移植手術(shù)的患者進(jìn)行實(shí)時(shí)組織循環(huán)監(jiān)測是至關(guān)重要的，因?yàn)槿毖Y狀必須在數(shù)小時(shí)內(nèi)予以治療，否則移植將因動脈或靜脈內(nèi)的血栓/血腫而失敗。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，來自東京大學(xué)（The University of Tokyo）等機(jī)構(gòu)的研究人員設(shè)計(jì)了一種可穿戴無線多傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了組織循環(huán)的連續(xù)監(jiān)測（圖1-3）。該系統(tǒng)通過測量患者的脈搏波、皮膚顏色和組織溫度，對接受組織移植手術(shù)患者的組織循環(huán)狀態(tài)進(jìn)行評估，并與醫(yī)生的診斷進(jìn)行對比。在兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，研究人員對73名患者進(jìn)行了7天 × 24小時(shí)的監(jiān)測。試驗(yàn)結(jié)果顯示，該傳感系統(tǒng)的監(jiān)測結(jié)果與醫(yī)生診斷之間的總體一致性為99.2%，說明該可穿戴傳感監(jiān)測系統(tǒng)具有良好的臨床應(yīng)用潛力。相關(guān)研究成果以“Wearable, wireless, multi-sensor device for monitoring tissue circulation after free-tissue transplantation: a multicentre clinical trial”為題，發(fā)表于Scientific Reports期刊。

圖1 研究工作流程概述。（a）臨床試驗(yàn)流程圖。受試者簽署知情同意書后，由外科醫(yī)生實(shí)施組織移植手術(shù)，并在移植部位安裝血流監(jiān)測設(shè)備，而后，對受試者進(jìn)行為期7天的監(jiān)測。（b）外科醫(yī)生按照慣例對受試者的移植部位進(jìn)行每日兩次的例行體檢——包括觀察組織顏色以確定其是處于缺血或充血狀態(tài)，利用針刺觀察出血的顏色和速度，通過觸診確定移植組織的溫度，以及利用毛細(xì)血管再充血試驗(yàn)（通過壓縮組織直到它變白并觀察顏色恢復(fù)所需時(shí)間）來觀察外周組織血液流動。（c）在受試者接受移植手術(shù)當(dāng)天，安裝血流監(jiān)測設(shè)備。一周后，將從設(shè)備收集的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳輸?shù)狡桨?a target="_blank">電腦。此外，外科醫(yī)生每天進(jìn)行兩次例行體檢，在記錄診斷結(jié)果的同時(shí)拍攝臨床照片，以與從可穿戴設(shè)備收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。術(shù)后第7天，移除可穿戴設(shè)備，并對由設(shè)備獲得的異常情況和臨床結(jié)果進(jìn)行評估。最后，受試者完成了一份關(guān)于佩戴該設(shè)備的舒適度和佩戴時(shí)生活質(zhì)量的問卷。

圖2 可穿戴血流監(jiān)測傳感系統(tǒng)概述。（a）傳感器探頭細(xì)節(jié)。每個(gè)傳感單元由三個(gè)傳感器組成，從而實(shí)現(xiàn)脈沖波形、組織顏色和組織溫度的連續(xù)監(jiān)測。之所以選擇這三個(gè)組成部分，是因?yàn)槊}沖波形的有效性已經(jīng)被研究證實(shí)，而組織顏色和溫度是外科醫(yī)生進(jìn)行術(shù)后護(hù)理評估的關(guān)鍵要素。此外，該傳感器探頭是一個(gè)有四個(gè)通道的單元陣列，可以根據(jù)移植物的大小進(jìn)行配置。同時(shí)，傳感器的柔性特征使其可以適用于身體的各個(gè)部位。（b）傳感器的調(diào)配。首先，在皮膚上放置一層醫(yī)用敷料膜，并在傳感探測器下面放置一塊聚二甲基硅氧烷薄片，以確保傳感器在表面不規(guī)則的情況下仍然能夠良好附著。安裝好傳感器探頭后，用另一種醫(yī)用敷料膜覆蓋傳感器，使其與皮膚相連。（c）系統(tǒng)設(shè)置概況。將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳輸?shù)狡桨咫娔X上，從而可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和分析。此外，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)智能手機(jī)/平板電腦應(yīng)用程序來存儲和可視化傳感器收集的數(shù)據(jù)，以增強(qiáng)設(shè)備的多功能性。這將使醫(yī)生們能夠在患者的血液循環(huán)出現(xiàn)可疑問題時(shí)收到警報(bào)和通知。此外，醫(yī)生和患者可以通過應(yīng)用程序隨時(shí)訪問監(jiān)測數(shù)據(jù)。（d）支持傳感器可穿戴性的柔性性能評估。參與評估的受試者包括在乳腺癌治療后進(jìn)行乳房重建的患者、在癌癥治療后進(jìn)行頭頸部重建的患者以及在創(chuàng)傷后進(jìn)行肢體重建的患者。評估結(jié)果顯示，該傳感器具有良好的柔性性能，可以適應(yīng)各種曲面。

圖3 基于傳感器的組織循環(huán)評估算法流程圖。利用快速傅里葉變換（FFT）對脈搏波信號進(jìn)行分析，從而實(shí)時(shí)估計(jì)毛細(xì)血管血容量的波動。并通過曲線擬合分析顏色和溫度信號，以估計(jì)在循環(huán)受到影響時(shí)這些參數(shù)的變化。

總體而言，研究人員所開發(fā)的可穿戴傳感系統(tǒng)具有良好的臨床安全性和有效性，可用于游離組織移植后的組織循環(huán)評估。然而，該項(xiàng)研究也有一定的局限性。首先，該監(jiān)測設(shè)備評估結(jié)果的對比對象是外科醫(yī)生的診斷，而不是實(shí)際的缺血情況。其次，隨著數(shù)據(jù)集規(guī)模的增加，靈敏度和特異性最大化的閾值可能會發(fā)生變化，而該研究僅包括73名受試者。因此，未來需要建立一個(gè)云上深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，從而可以利用臨床獲得的大量真實(shí)數(shù)據(jù)來優(yōu)化閾值。

審核編輯：郭婷