游離微血管組織移植在當前醫學實踐中是不可或缺的。移植組織與受體部位血管吻合術的創建，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70年代初首次報道以來，游離微血管組織移植使由先天性畸形、創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生缺血癥狀的風險，其發生率可達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，并通過緊急手術予以治療，否則會造成組織損傷，導致移植失敗。所以，對組織循環進行實時評估對術后護理尤為重要。

術后第一周是發生缺血癥狀風險最高的時期，因此，血流監測設備必須提供持續的術后監測。此外，多點監測是必要的，因為缺血癥狀的發生并不總是黑白分明或全有全無的。通常，當缺血出現時，相關癥狀只出現在該支血管缺血部位的下游區域。同時，考慮到較長的監測周期，開發一種便攜、佩戴舒適、不限制患者自由走動的設備也很重要。目前，已有關于各種組織監測設備的報道，但迄今為止沒有一種設備能滿足所有這些要求。經常進行體檢是一種替代方法，但是，這一方法會占用大量的時間和人力資源，并且人為評估也會出現一定的偏差。此外，即使經常進行體檢，因為不是連續實時監測，依然可能出現診斷上的延遲。因此，對接受組織移植手術的患者進行實時組織循環監測是至關重要的，因為缺血癥狀必須在數小時內予以治療，否則移植將因動脈或靜脈內的血栓/血腫而失敗。

據麥姆斯咨詢報道，近期，來自東京大學（The University of Tokyo）等機構的研究人員設計了一種可穿戴無線多傳感系統，實現了組織循環的連續監測（圖1-3）。該系統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患者的組織循環狀態進行評估，并與醫生的診斷進行對比。在兩項臨床試驗中，研究人員對73名患者進行了7天 × 24小時的監測。試驗結果顯示，該傳感系統的監測結果與醫生診斷之間的總體一致性為99.2%，說明該可穿戴傳感監測系統具有良好的臨床應用潛力。相關研究成果以“Wearable, wireless, multi-sensor device for monitoring tissue circulation after free-tissue transplantation: a multicentre clinical trial”為題，發表于Scientific Reports期刊。

圖1 研究工作流程概述。（a）臨床試驗流程圖。受試者簽署知情同意書后，由外科醫生實施組織移植手術，并在移植部位安裝血流監測設備，而后，對受試者進行為期7天的監測。（b）外科醫生按照慣例對受試者的移植部位進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，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，以及利用毛細血管再充血試驗（通過壓縮組織直到它變白并觀察顏色恢復所需時間）來觀察外周組織血液流動。（c）在受試者接受移植手術當天，安裝血流監測設備。一周后，將從設備收集的監測數據通過藍牙傳輸到平板電腦。此外，外科醫生每天進行兩次例行體檢，在記錄診斷結果的同時拍攝臨床照片，以與從可穿戴設備收集的數據進行比較。術后第7天，移除可穿戴設備，并對由設備獲得的異常情況和臨床結果進行評估。最后，受試者完成了一份關于佩戴該設備的舒適度和佩戴時生活質量的問卷。

圖2 可穿戴血流監測傳感系統概述。（a）傳感器探頭細節。每個傳感單元由三個傳感器組成，從而實現脈沖波形、組織顏色和組織溫度的連續監測。之所以選擇這三個組成部分，是因為脈沖波形的有效性已經被研究證實，而組織顏色和溫度是外科醫生進行術后護理評估的關鍵要素。此外，該傳感器探頭是一個有四個通道的單元陣列，可以根據移植物的大小進行配置。同時，傳感器的柔性特征使其可以適用于身體的各個部位。（b）傳感器的調配。首先，在皮膚上放置一層醫用敷料膜，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，用另一種醫用敷料膜覆蓋傳感器，使其與皮膚相連。（c）系統設置概況。將數據通過藍牙傳輸到平板電腦上，從而可以實現數據的顯示和分析。此外，研究人員創建了一個智能手機/平板電腦應用程序來存儲和可視化傳感器收集的數據，以增強設備的多功能性。這將使醫生們能夠在患者的血液循環出現可疑問題時收到警報和通知。此外，醫生和患者可以通過應用程序隨時訪問監測數據。（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行乳房重建的患者、在癌癥治療后進行頭頸部重建的患者以及在創傷后進行肢體重建的患者。評估結果顯示，該傳感器具有良好的柔性性能，可以適應各種曲面。

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

總體而言，研究人員所開發的可穿戴傳感系統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評估。然而，該項研究也有一定的局限性。首先，該監測設備評估結果的對比對象是外科醫生的診斷，而不是實際的缺血情況。其次，隨著數據集規模的增加，靈敏度和特異性最大化的閾值可能會發生變化，而該研究僅包括73名受試者。因此，未來需要建立一個云上深度學習系統，從而可以利用臨床獲得的大量真實數據來優化閾值。

審核編輯：郭婷