Perioperativ perfusionsmåling - en gennemførligheds- og anvendelighedsundersøgelse

Introduktion:

En optimal perfusion er essentiel i gastrointestinal kirurgi, når resektion af et kræftvæv kræver en anastomose, da svækket perfusion synes at være forbundet med øget risiko for anastomotisk lækage (AL). AL er en alvorlig komplikation med risiko for; forlænget hospitalsophold, kræfttilbagefald, permanent stomi ved kolorektal kirurgi og øget kort- og langtidsdødelighed. For at undgå dårlig perfusion af en anastomose er perfusionsvurdering nødvendig under den operative procedure. Traditionelt vurderes perfusion visuelt og manuelt af kirurgen ved at bedømme; vævets farve, blødning fra resektionslinjen og den arterielle forsyningspuls ved palpation. Disse metoder har tidligere vist sig at være upålidelige og tilbøjelige til observatørbias. Ydermere er palpation af arteriel forsyning ikke mulig ved laparoskopisk eller robotassisteret kirurgi, og den øgede brug af hæftemaskiner til at dele tarmen efterlader ingen blødende resektionslinjer. Derfor er nyere metoder til perfusionsvurdering blevet undersøgt, og fluorescensangiografi (FA) og laser speckle contrast imaging (LSCI) har vist meget lovende resultater. I en systematisk gennemgang af ikke-randomiserede undersøgelser var lækageraten i 916 kolorektale resektioner signifikant lavere ved brug af FA sammenlignet med kontroller (3,3 %, [95 % CI: 1,97-4,63 %] vs 8,5 %, [95 % CI: 4,8-12,2 %], p=0,0055).

I FA udsættes vævet af interesse for nær-infrarødt (NIR) lys samtidig med intravenøs injektion af et fluorescerende farvestof. Når farvestoffet når det oplyste område, fluorescerer det, og et kamera med et specielt filter kan visualisere vævets mikrocirkulation på en skærm. Mange NIR-kamerasystemer er på markedet, der kombinerer teknikken med konventionelt laparoskopisk eller robotudstyr, og adskillige ikke-randomiserede undersøgelser har indikeret, at FA kan reducere den anastomotiske lækagehastighed ved gastrointestinal kirurgi. De fleste kirurger bruger kun en visuel subjektiv vurdering af FA, som kan være tilbøjelig til observatørbias. Desuden, hvis kameraet ikke holdes i en standardafstand fra vævet, eller der anvendes en anden koncentration af farvestof, kan der foretages en falsk negativ eller positiv vurdering af perfusionen. Derfor er det blevet argumenteret for, at der er behov for et objektivt uvildigt kvantitativt vurderingsværktøj i FA.

En kvantificeringsalgoritme, der giver en fluorescens-tid-kurve og en kvantitativ parameter for perfusion, den normaliserede hældning er tidligere blevet offentliggjort, hvor der blev fundet en næsten lineær korrelation til regionalt flow. Indtil nu er målinger blevet udført som analyser af videooptagelser efter proceduren.

For at bruge metoden i et klinisk miljø er udvikling og afprøvning af et værktøj, der kan betjenes af kirurgen under proceduren til at udføre perioperative målinger, af stor betydning. En touchscreen-tablet er blevet udviklet for at udføre live perioperativ kvantitativ perfusionsvurdering ved hjælp af FA. Værktøjet kan bruges med flere systemer, herunder Karl Storz fluorescens laparoskopisk udstyr og daVinci SI eller XI fra Intuitive. Dette værktøj er essentielt for at implementere teknologien i daglig praksis, da det giver kirurgen mulighed for at få en øjeblikkelig kvantitativ parameter for perfusion (normaliseret hældning) i ønskede områder af interesse. Værktøjets grænseflade skal være nem at bruge og give fluorescens-tidskurver til at styre den automatiserede beregning af den normaliserede hældning. Derudover skal der leveres et farvekodet kort over perfusionsintensiteten som en overlejring på det hvide lysbillede af den undersøgte tarm.

Sigte:

Touchscreen-tabletten er i øjeblikket kun testet i dyrekirurgi. Formålet med denne undersøgelse er at undersøge, om brugen af ​​et perioperativt kvantitativt perfusionsvurderingsværktøj kan forbedre perfusionsvurderingen under operation hos mennesker.

Hypoteser:

• Perioperativ perfusionsvurdering med FA vil ændre resektionspunktet bestemt ved konventionel visuel perfusionsvurdering i GI junctional procedurer.
• Kvantitativ perfusionsvurdering med FA (Q-ICG) vil yderligere ændre resektionspunktet bestemt ved visuel vurdering af FA og konventionel visuel vurdering af perfusion i GI junctional procedurer.

Primære endepunkter:

• Gennemførlighed af perfusionsvurdering med traditionel visuel, visuel FA og Q-ICG - overholdt af gennemførelsesrater.
• Værktøjets gennemførlighed og anvendelighed, kirurgers erfaringer med Q-ICG-tablet-grænsefladen - vurderet på et valideret spørgeskema, System Usability Scale.

Sekundære endepunkter:

• Forskelle i afstanden fra de bestemte resektionspunkter ved brug af traditionel vurdering, FA og Q-ICG.

Metoder

Studere design:

Undersøgelsen vil blive udført som et observationelt gennemførligheds- og anvendelighedsforsøg hos patienter, der gennemgår åben eller robotassisteret resektion af den gastroøsofageale forbindelse (GI-junction) i et enkelt universitetshospitalcenter (Rigshospitalet, Kirurgisk Gastroenterologisk Afdeling). Patienterne vil tjene som deres egen kontrol. Demografiske oplysninger (tumor-iscenesættelse, køn, alder, BMI, neoadjuverende behandling, ASA-klassificering, rygning, alkohol, medicin osv.) vil blive indsamlet fra de elektroniske patientjournaler. Derudover vil postoperative hændelser, især tilstedeværelsen af ​​en anastomotisk lækage, blive noteret 30 dage postoperativt. Der er ikke udført nogen formel stikprøvestørrelsesberegning, da undersøgelsen er en forundersøgelse. 20 patienter vil blive inkluderet. Deltagende patienter vil modtage den samme standard post- og perioperative pleje og opfølgning som patienter, der ikke er inkluderet i undersøgelsen.

Indocyaningrøn Indocyaningrøn (ICG) er et velbeskrevet ikke-toksisk tricarbocyaninfarvestof, der har været brugt i årtier inden for oftalmologi, kardiologi og hepatologi. Der er rapporteret meget få milde bivirkninger, men der bør udvises forsigtighed hos patienter med thyrotoksikose, allergi over for jod eller indocyaningrønt. Når det injiceres intravenøst, binder det til blodlipoproteiner og metaboliseres udelukkende af leveren og udskilles i galden med en kort halveringstid på ca. 4-5 minutter.

Kirurgisk procedure og perfusionsvurdering Når dissektionen og delingen af ​​de fødende blodkar er afsluttet, og gastrisk ledning etableret og trukket til thorax, vil mave-tarmkirurgen vælge det mest proksimale punkt muligt på ledningen for anastomosen (Anastomotic point surgeon, APS ) ved at pege, mens et billede tages, blændet for thoraxkirurgen. En steril papirlineal introduceres til thorax for at måle afstanden mellem de valgte resektionspunkter. Derefter udføres LSCI-måling af kanalen, og til sidst injiceres en bolus ICG (0,25 mg/kg kropsvægt) intravenøst ​​og skylles med 5 ml saltvand, og vævet af interesse udsættes for NIR-lys (excitationsbølgelængde) 750-800 nm) og emission observeret ved 800 nm (FA). Under videooptagelserne af LSCI og ICG-FA vil respirationen blive sat på pause i maksimalt 20 sekunder påbegyndt i tidspunktet for saltvandsinjektion. Efter FA vil thoraxkirurgen ved visuel vurdering bestemme og markere et nyt anastomotisk punkt ved at pege på det mest proksimale punkt muligt på kanalen for anastomosen, mens der tages et billede (anastomotisk punkt fluorescensangiografi, APFA). Efter den kvantitative FA vil kirurgen igen markere et anastomotisk punkt (APQFA). Det endelige anastomotiske punkt vil blive valgt af den primære gastrointestinale og thoraxkirurg, og om vurderingen af ​​FA eller kvantitativ FA vil påvirke denne beslutning er udelukkende op til kirurgen. De samme punkter vil blive markeret på LSCI-billedet, men ikke afsløret for kirurgen, da den kvantitative vurdering af LSCI-kravene til post hoc-dataanalyse.

Når kirurgen beslutter sig for, hvor meget væv der skal resekteres for at sikre en optimal anastomotisk perfusion, skal man passe på ikke at forårsage spændinger i anastomosen ved at resektere for meget af mavekanalen eller spiserøret, da spændinger er en kendt risikofaktor for anastomotisk lækage. Igen bestemmes resektionsniveauet udelukkende af kirurgen, og denne beslutning bør som altid tages ved at afbalancere faktorer som spændinger, perfusion og for stort vævstab - alt sammen for at sikre en optimal anastomotisk heling.

Laparoskopisk fluorescensangiografi Et laparoskop (ICG-Hopkins teleskop 30°, 10 mm, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Tyskland) vil blive forbundet til et kamerasystem (IMAGE1, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Tyskland) og en lyskilde (D-light P, Karl Storz Gmbh og Co. KG, Tüttlingen, Tyskland) vil levere det excitatoriske lys og registrere FA. Laparoskopet vil blive fastgjort i en mekanisk holdearm 10 cm fra vævet af interesse, hvilket sikrer en stabil position under hele forsøget.

Robotassisteret fluorescensangiografi En kirurgisk robot DaVinci SI (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA, USA) og Firefly Fluorescence Imaging-systemet vil blive brugt. Kameraet fastgøres 10 cm fra vævet af interesse, hvilket sikrer en stabil position under hele forsøget.

Kvantitativ fluorescensangiografi (Q-ICG) En videooptagelsesenhed (Av.io HD™, Epiphan video, Californien, USA) vil blive forbundet til den kirurgiske robot eller det laparoskopiske kamerasystem og overføre videooptagelsen til en tablet (Microsoft Surface Pro4 I5, Microsoft, Redmond, WA, USA). Et program udviklet til at kvantificere FA vil blive installeret. Her kan operatøren vælge områder af interesse at kvantificere fra den optagede videosekvens. Der vil blive givet en farveklassificering af perfusion samt kvantitative værdier fra specifikke punkter. Ud fra denne vurdering vil kirurgen igen bestemme et nyt resektionspunkt (APQFA).

Sammenligning af resektionspunkter Afstanden fra tumor til RPS vil blive målt før FA ved hjælp af papirlinealen. Derudover vil afstanden fra APS til APFA og APQFA blive målt ved hjælp af linealen, enten under proceduren eller post hoc ved hjælp af videooptagelsen. Sammenligningen af ​​afstanden vil blive foretaget på afstanden af ​​hvert punkt fra tumoren.

Gennemførlighed Gennemførligheden vil blive undersøgt ved sammenligning af fuldførelsesrater for de forskellige perfusionsvurderingsmetoder; traditionel, FA, Q-ICG.

Brugervenlighed Brugbarheden af ​​det kvantitative perfusionsvurderingsværktøj vil blive undersøgt med et valideret spørgeskema, System Usability Scale, besvaret af kirurgen umiddelbart efter proceduren.

Statistik Sammenligning af data vil blive udført ved hjælp af Mann Whitney U-test eller en parret prøve t-test afhængigt af distributionsnormalitet. P-værdier < 0,05 anses for signifikante. Der er ikke foretaget nogen formel beregning af stikprøvestørrelsen, da undersøgelsen betragtes som et gennemførlighedsforsøg. 20 patienter vil blive rekrutteret. Statistisk evaluering blev udført ved hjælp af IBM SPSS Statistics © (v 22.0 SPSS Inc. Chicago, IL, USA).

Bivirkninger, risici og ulemper Bivirkninger forbundet med brugen af ​​ICG er ekstremt sjældne, og alvorlige anafylaktiske reaktioner forekommer næsten aldrig. Der er dog truffet sikkerhedsforanstaltninger ved at udelukke patienter med allergi over for jod, ICG eller skaldyr. Derudover vil ingen patienter med leverinsufficiens, thyrotoksikose, igangværende graviditet eller ammende kvinder blive inkluderet.