超显微吻合技术是游离皮瓣移植、断指（肢）再植及淋巴-静脉吻合等显微重建手术的核心环节，吻合口通畅性直接决定组织的存活质量与淋巴水肿的治疗转归[1-2]。随着手术尺度突破0.8 mm，甚至进入0.3 mm极限区域，无论是微小血管还是淋巴管，单纯依赖显微镜下经验性观察与传统通畅性试验的评估模式已难以满足临床精准需求[3-4]。传统手段虽能判断宏观灌注，但难以在不破坏吻合口的前提下，精准识别内膜对合不齐、轻度偏心狭窄或早期附壁血栓等隐匿性微观缺陷[3]。

光学相干断层扫描（optical coherence tomography，OCT）利用低相干干涉原理，具备微米级轴向分辨率和毫米级穿透深度，恰好覆盖超显微吻合口的解剖尺度。其不仅能清晰成像血管或淋巴管的管壁微观结构，结合多普勒技术还能同步评估局部血流动力学状态，从而在宏观通畅性与微观精细评估间建立重要的技术桥梁[5]。本文聚焦OCT在超显微吻合领域的工程学演进，系统综述其从早期的离体三维结构验证，到术中实时导航，再到功能化血流监测及临床适配性优化的技术突破，并深入剖析其从实验室走向临床应用所面临的局限与未来方向。

1 超显微吻合质量评估的临床需求与传统方法

超显微外科概念起源于Koshima等[6]在20世纪90年代末的显微重建探索，并在随后10余年的实践中发展成形[4]。2010年前后，该领域被正式界定为在亚毫米尺度上开展精细解剖与吻合的显微重建技术体系，其核心对象包括直径0.3～0.8 mm的微小血管及淋巴管[1]。在这一尺度下，无论是断指再植中的动脉吻合，还是淋巴水肿治疗中的淋巴管-静脉吻合，术者均面临三类共同的评估挑战：①吻合完成后是否真正通畅，是否存在技术性狭窄、内膜翻卷或早期血栓形成等隐匿性微观缺陷；②吻合口早期的血流或淋巴液引流是否满足组织存活及回流需求；③不同吻合技术与经验水平对质量的影响是否转化为客观、可量化的指标[4，7]。

传统评估方法主要从“宏观”或“功能”层面回应上述问题，但在超显微尺度下均存在局限。显微镜直视仅能观察吻合口外膜形态与充盈状态，对管腔内膜对合不齐、轻度偏心狭窄等微观结构的判断缺乏敏感性。手持声学多普勒虽然便捷，但仅提供流体有无及粗略方向信息，无法成像且易受背景信号干扰[8-9]。吲哚菁绿荧光造影虽广泛用于监测皮瓣灌注或示踪淋巴管，但其本质是反映组织层面的液体分布，受限于光学散射与分辨率，无法提供吻合口的精细腔内形态与局部流体力学细节[10]。因此，超显微吻合领域亟须一种既能无创成像微观结构，又能提供客观功能依据的新型评估手段。超显微吻合质量评估方法的优劣势比较见表1。

表1 超显微吻合质量评估方法的优劣势比较

评估方法物理原理核心优势主要局限适用阶段显微镜直视可见光反射成像手术标准配置，直观显示形态仅能观察表面；无法识别内膜翻卷、早期血栓等术中全程腔内微观缺陷通畅性试验机械性挤压操作简便，判断大致通畅性具有机械创伤性；对微小血栓不敏感；无法量化吻合后即刻声学多普勒超声频移效应便携，可听诊血流信号无法成像；易受背景信号干扰；无法精确定位狭术后窄点吲哚菁绿荧光造影近红外荧光示踪宏观显示皮瓣组织灌注区域反映组织层面灌注，缺乏吻合口局部的腔内形态术中/术后与流体力学细节OCT低相干光干涉微米级断层成像；可同步量化血流速度穿透深度有限（1～3 mm）；成像视场较小；需光路术中/术后与管腔结构耦合或专用探头

注 OCT：光学相干断层扫描。

2 OCT的基本原理

OCT基于低相干干涉原理，类似于“光学超声”，其核心优势在于低相干光源带来的“深度门控”效应：只有来自特定光程差范围内的背向散射光才能形成可检测干涉信号，从而实现对组织不同深度回波的轴向定位与断层重建；因此，OCT能通过探测生物组织内部的背向散射光信号，经干涉光谱分析与傅里叶变换，获得微米级分辨率的断层图像及三维体数据[11]。这种“深度选择性+高轴向分辨率”的成像方式与超显微吻合质量评估的需求高度匹配，即超显微吻合的关键问题并非表面形态，而是直径0.3～0.8 mm吻合口内腔/内膜对合与管壁连续性等微小层次结构是否异常；OCT的轴向分辨率（5～10 μm）足以分辨内膜相关细微改变，而1～3 mm的有效成像深度又恰好覆盖吻合口管壁全层及管腔结构，并可在术中无创、可重复地从断层视角观察吻合口形态与潜在缺陷，从而为即时复核与必要时返修提供更直接的影像依据，这是其应用于超显微外科的物理基础[12]。OCT原理与超显微吻合口成像示意图见图1。

图1 OCT原理与超显微吻合口成像示意图

3 OCT评估超显微吻合质量的关键技术演进

3.1 三维时域OCT

OCT最早应用于显微吻合研究时，由于参考臂采用机械扫描机制，成像速度低、视场有限，因此主要在离体条件下用于术后结构验证[13]。Boppart等[13]于1998年在Radiology发表开创性研究，首次系统评估三维时域OCT在显微吻合中的应用潜力，研究者设计与手术显微镜整合的三维时域OCT原型系统，采用“显微镜直视+OCT断层扫描”的联合模式，在兔与人离体血管标本上获取连续横断面图像并重建三维数据体。OCT不仅能清晰描绘动脉吻合口的管壁分层及腔内结构，而且精准定位局灶性狭窄或内膜瓣，即使在标本被高散射结缔组织包埋、显微镜难以直视的情况下，也能提供稳定的断层影像用于结构复核。笔者通过影像-病理逐一对照，证实OCT对内膜对合不齐、腔内遮挡等微观异常的识别具有高度准确性。这种“结构一致性验证”确立OCT作为显微吻合形态学客观评价工具的可信基础，证明该技术可在不破坏标本的前提下，实现对吻合质量的非侵入性形态学评估。

然而，三维时域OCT的低扫描速率导致三维重建耗时长、极易受运动伪影干扰，加之系统体积庞大，且工作距离受限，使其难以适应真实的显微手术场景。因此，这一阶段的研究主要回答OCT应用于显微吻合的“成像可行性与准确性”问题，为后续向实时化与功能化方向演进奠定实证基础[14]。

3.2 实时三维傅里叶域与扫频源OCT

相较于时域OCT，傅里叶域OCT的出现标志着技术的一次关键飞跃。其核心优势在于取消参考臂的机械扫描，直接通过干涉光谱信息的傅里叶变换获取深度信息，从而在信噪比与采集速度上实现数量级提升[15]。随着技术演进，傅里叶域OCT进一步发展出谱域OCT与扫频源OCT。其中，扫频源OCT通过高速扫频光源实现更高扫描速率，并可改善深部结构的成像质量，使其在保持微米级分辨率的同时更适用于术中动态观察与实时导航[15]。

在此硬件基础之上，引入图形处理器对信号处理与三维重建进行加速，使实时三维体数据的显示成为可能[16]。据此开发并应用实时三维OCT系统，实现5～10 volumes/s的体积刷新率[17-18]。在大鼠股动脉吻合模型（直径＜0.8 mm）中，该类系统已能连续输出“管腔-器械-缝线”同屏的三维影像流。术者可依据实时影像动态调整进针角度与张力，可有效避免“误缝后壁”或“缝距不匀”等典型失误。这标志着OCT首次实现从术后“离体回看”到术中“实时反馈与即时修正”的闭环应用突破。

3.3 相位分辨多普勒OCT

尽管实时三维傅里叶域OCT已实现吻合口结构的术中可视化，但单纯的结构成像难以回答“血流是否充分恢复”“是否存在隐匿性高风险流型”等功能性问题。为此，基于相位分辨算法的多普勒OCT技术被引入超显微吻合评估体系。Huang等[19]进一步优化该技术的实时处理流程，基于多普勒相位信息对吻合口血流速度及方向进行编码，并与高分辨率结构断层同步显示，从而实现“结构-血流”一体化成像。与前一阶段相比，相位分辨多普勒OCT的关键突破在于将评估维度从单纯的“形态学观察”拓展到“可量化的血流动力学分析”[20]。

相位分辨多普勒OCT的临床价值主要体现在两类场景[19，21]：①异常流型与促栓微环境的即时识别。当结构成像提示吻合口存在可疑狭窄时，相位分辨多普勒OCT可同步描绘局部的速度场与流线形态，识别出近端高速喷射、局灶低灌注区或涡流等高风险模式。这些流体力学特征常对应局部高剪切力或血流停滞，有助于术者区分“结构轻微异常但功能安全”与“结构看似平整但存在高危湍流”的隐匿状态。②腔内血栓与遮挡的联合判读。在啮齿类动物模型中，相位分辨多普勒OCT不仅能定位附壁血栓的体积，还能评估血栓周围残余通道的流速分布：若残余通道流速稳定，多提示暂时性受限；若出现广泛的无流区或显著逆流，则预示极高的闭塞风险。这种“结构-功能原位对应”的信息比单纯依靠宏观体征更贴近术中精准决策的需求。

然而，相位分辨多普勒OCT在应用中仍存在一定局限[21]：①对入射角敏感。测得的血流速度受探头与血管走行夹角影响，角度不理想时可能低估真实流速。②速度范围受限。当血流速度超出系统可测范围时，速度显示可能出现错误，影响对高速喷射流的准确量化。③运动伪影敏感。呼吸或搏动引起的微小位移可导致血流信号不稳定，尤其影响低流速区域的判读。

针对上述挑战，工程学领域正在探索潜在改进方向。如偏振敏感成像有望在血液强散射背景下提高血管壁显示对比度[22]；在抗运动干扰方面，可采用实时校正与呼吸门控等策略以降低呼吸/搏动相关伪影[23]；针对角度依赖问题，多视角/多束入射等方案可增加有效观测方向，从而改善复杂血管走行条件下的流速评估[24]。尽管这些改进多仍处于原型验证阶段，临床适用性尚需进一步评估，但代表OCT由“定性显示”向“更可靠的定量评估”发展的探索方向。

3.4 手持OCT、多视角系统

虽然实时相位分辨多普勒OCT原型已证实“结构-血流”联合评估的价值，但早期系统多采用体积庞大的台式或固定光路设计，其成像灵活性与人机工效性难以满足真实的超显微手术需求：术者不仅无法自由调整成像角度以覆盖深部或被遮挡的吻合口，而且需频繁在显微目镜与外接显示器间切换视线[19，25]。为将OCT转化为“术中随手可用”的常规检查工具，工程学界主要致力于两条互补的改进路线：①探头小型化与手持化，以提升术中操作的自由度与可及性；②多视角协同成像，以克服单一入射方向带来的环周盲区。

在手持化方向，Huang等[25]于2014年在《PLoS ONE》报道基于微机电系统扫描镜的手持傅里叶域多普勒OCT探头，标志着“功能化OCT微型化”的重要进展。该手持探头采用微型扫描组件实现探头小型化，便于贴近暴露血管进行床旁即时评估。在小动物血管移植模型中，该手持探头成功识别微吻合口的狭窄、附壁血栓及其对血流动力学的影响。其临床意义不仅在于设备体积的缩小，而且在于极大地提升空间可及性，为术者在狭窄术野、深部组织或显微镜视线死角区域进行灵活评估提供可能。

然而，单视角手持探头仍受成像方向限制，血液的散射与吸收可导致血管背侧信号衰减并产生阴影伪影，使偏心性异常更易漏诊。为此，协同三视角OCT技术应运而生[26]。该技术通过多角度光束的协同采集与几何配准，实现对血管全周视场的数据融合。协同三视角OCT能显著补偿血管底部的信号缺失，提高对偏心性狭窄及局灶血栓检出的稳定性。近期的工程探索正尝试将“手持化便携性”与“多视角全覆盖”相融合，旨在不牺牲器械灵巧性的前提下，彻底消除成像盲区，为超显微吻合提供无死角的术中监测方案。OCT技术在超显微外科应用中的演进与特征见表2。技术演进路线见图2。

图2 技术演进路线图

表2 OCT技术在超显微外科应用中的演进与特征

技术阶段核心技术特征解决的关键临床问题局限性三维时域OCT机械扫描验证OCT能看清吻合口微观结构（离体/速度慢，运动伪影重，无法术中实时成像（速度较慢）静态）三维傅里叶域/扫频源OCT高速傅里叶域/扫频源实现术中实时导航与即时反馈；扫频源缺乏血流功能信息；仅为形态学评估（实现实时三维）OCT解决深部灵敏度衰减相位分辨多普勒OCT多普勒功能成像实现结构-血流联合判读；识别湍流、存在角度依赖；高速流下易发生相位混叠（血流速度/方向量化）高剪切力等功能风险手持/多视角手持微型探头/多视角成像解决操作灵活性与成像盲区（阴影/死角）目前多为原型机；图像配准与融合算法复杂（改善盲区）问题

注 OCT：光学相干断层扫描。

4 小结与展望

随着超显微吻合技术深入亚毫米尺度，传统显微直视与宏观灌注评估方法已难以稳定识别内膜翻卷、微小偏心狭窄及早期附壁血栓等关键细节，吻合质量的判断仍在一定程度上依赖术者的主观经验与观察视角。笔者认为，OCT技术通过持续的工程迭代正在逐步精准回应这一挑战：从早期以结构断层为主的三维观察，到具备术中实时体成像能力的高速三维成像，再到“结构-血流”联合信息的引入，OCT使吻合口评估从“表面观察与经验判断”进一步走向“腔内形态与局部血流状态”的客观可视化；同时，手持化与多视角成像思路在真实术野中改善可达性和视线盲区问题，提升复杂临床场景下的稳定检出。总之，OCT具备在不破坏吻合口的前提下提供微米级腔内形态信息，并在条件允许时补充血流相关信息的能力，有望支持术中即时复核与必要时的决策修正。

然而，现阶段相关证据仍以工程原型与小样本量研究为主，高质量人体研究相对有限，该技术的临床转化仍处于从“可行性”走向“可推广”的早期阶段。其推广应用还受到多方面因素制约，包括成像视场与深部信号衰减、血液散射干扰、运动伪影敏感，以及与现有手术平台集成复杂度等技术瓶颈；同时，设备成本与可及性可影响其在不同医疗机构中的落地速度。未来若要形成可复制的临床流程，仍需在成像稳定性、重复性与可解释的量化指标方面进一步夯实基础。

展望未来，OCT技术的研究方向不应仅限于证明其“可视化能力”，而应着力于“成像稳定性、量化准确性与临床适用性”的全面提升：①标准化验证。建立统一的图像采集流程与核心判读/量化指标体系，并通过前瞻性临床研究验证其与吻合口再通率及皮瓣存活等结局的关联。②硬件融合优化。推动显微镜集成显示或手持多视角平台的流程优化，并结合有效的抗运动策略，提升深部术野与偏角吻合部位的可及性和成像稳定性。③智能化辅助。在标准化数据基础上引入人工智能，实现对吻合缺陷的自动分割、异常识别与风险提示，形成术中更可执行的辅助判读与客观决策支持。随着技术迭代与循证证据完善，OCT有望在超显微外科的质量控制、教学培训及个体化术中决策中发挥更广泛的应用价值。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Research progress on optical coherence tomography in quality evaluation of supermicrosurgical anastomosis

LI Zhicai1* TANG Zhouyou1* ZHAO Lei1 HE Yu1 HUANG Yong2 ZHU Shan1

1.Scar and Wound Treatment Center, Plastic Surgery Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100144,China; 2.School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100089, China

[Abstract] Optical coherence tomography (OCT) can provide micrometer level resolution tomography and threedimensional imaging, suitable for intraoperative non-invasive evaluation of supermicrosurgical anastomosis with diameters ranging from 0.3 to 0.8 mm. This article searches for engineering prototypes, animal experiments, and early clinical studies, reviews application progress of OCT in structural and blood flow function evaluation. Time-domain OCT applied in early static three-dimensional observation; Fourier-domain OCT, especially swept-source OCT achieves real-time three-dimensional during surgery, can display structural defects such as intimal malapposition, eccentric stenosis, and early mural thrombus. Phase-resolved Doppler OCT further provides information on blood flow velocity and flow patterns at anastomotic site. Current main limitations include lack of uniformity in imaging processes and interpretation indicators, impact of penetration depth and motion artifacts, and insufficient evidence of high-quality clinical outcomes. OCT can serve as supplementary imaging method for quality control in supermicrosurgical anastomosis, but its standardized application still relies on standardized protocols and prospective validation.

[Key words] Optical coherence tomography; Supermicrosurgery; Supermicrosurgical anastomosis; Quality evaluation

[中图分类号] R445.1

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210（2026）04（b）-0154-06

DOI：10.20047/j.issn1673-7210.26011122

[基金项目] 国家自然科学基金资助项目（82100983）；中国医学科学院整形外科医院院所基金项目（YSZ2024CG002）。

[作者简介] 李智才（1999.4-），男，北京协和医学院2023级外科学专业在读硕士研究生，主要从事外科学（整形外科）研究工作。唐周游（2001.11-），女，北京协和医学院2024级外科学专业在读硕士研究生，主要从事外科学（整形外科）研究工作。

＊具有同等贡献

[通讯作者] 朱珊（1978.2-），女，博士，主任医师，硕士生导师，主要从事外科学（整形外科）研究工作。黄勇（1987.9-），男，博士，副教授，博士生导师，主要从事光学工程、生物医学成像、光学相干层析成像和数字信号与图像处理研究工作。

（收稿日期：2026-01-16）

（修回日期：2026-03-04）