Nær-infrarød perfusion under minimalt invasiv thoraxkirurgi Download

Nuværende kirurgiske tilgange til thorax-maligniteter er ufuldkomne: Thorax-maligniteter er blandt de mest dødelige kræftformer, der er diagnosticeret over hele verden. Ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) er fortsat den største årsag til kræftrelateret dødelighed i USA og i hele verden. Spiserørskræft er den næstmest almindelige malignitet i thorax og er den hurtigst voksende malignitet i USA. Tilsammen tegner disse 2 tumortyper sig for mere en årlig dødelighed på 150.000 alene i USA. For patienter med stadium I og stadium II sygdom giver kirurgi den bedste mulighed for langsigtet overlevelse for begge maligne sygdomme; operativ intervention er imidlertid forbundet med betydelig morbiditet, og op mod 20 % af patienterne har komplikationer.

Som med kirurgi, der involverer andre kropshulrum, involverer sikker onkologisk resektion af thoraxtumorer en omhyggelig forståelse af den arterielle blodgennemstrømning til væv, der skal (1) resekeres og (2) efterlades. På trods af vigtigheden af ​​disse overvejelser er der stadig meget få værktøjer til at hjælpe kirurgen med denne vurdering. To eksempler på disse kliniske dilemmaer involverer (1) pulmonal arterieafgrænsning under pulmonal segmentektomi og (2) ledningsvurdering under esophagectomy. Konsekvenser af ukorrekt perfusionsvurdering kan involvere en række komplikationer såsom lækage, forsnævring, byld eller unødvendig resektion.

Denne protokol beskriver et værktøj til at imødekomme disse udækkede behov. Mere specifikt vil denne ikke-signifikante risikoundersøgelse vurdere gennemførligheden af ​​Olympus VISERA ELITE II nær-infrarødt (VE2 NIR) billedbehandlingssystem (Olympus Medical Systems Corp., Tokyo, Japan til intraoperativ vurdering af perfusion under (1) pulmonal segmentektomi og (2) ) gastrisk ledningsperfusion under esophagectomy ved at detektere systemisk leveret indocyaningrønt (ICG). VE2 NIR Imaging-systemet har opnået 510.000 clearance fra US FDA for blodgennemstrømning og relateret vævsperfusion.

Indocyaningrøn (ICG): Indocyaningrøn er en vandopløselig NIR-fluorofor med en molekylvægt på 774,9 kDA. Ved intravenøst ​​afgivelse binder ICG til plasmaalbumin og skaber dermed en cirkulerende nanopartikel. Den vigtigste udskillelsesmekanisme er lever, da leveren udskiller mere end 80 % af det tilgængelige ICG på mindre end 24 timer. ICG er det mest intensivt undersøgte NIR-kontrastmiddel og blev godkendt af United States Food and Drug Administration (FDA) til human administration i 1958. Som en fluorofor har ICG en maksimal absorptionsbølgelængde på 805 nm og en maksimal emissionsbølgelængde på 830 nm. ICG er billigt, ikke-giftigt og let tilgængeligt, hvilket gør det til et ideelt kontrastmiddel til intraoperativ NIR-billeddannelse. FDA godkender specifikt ICG til hjertevolumen, leverfunktion og oftalmisk angiografi.

Tidligere kliniske data vedrørende ICG-baseret NIR-billeddannelse af gastrisk kanalperfusion på tidspunktet for esophagektomi: Esofagektomi er fortsat en grundpille i multimodalitetsterapi for esophageal cancer. Under esophagectomy resekteres den syge esophagus, og den resterende del af maven (mavekanalen) føres gennem brystet, hvor den anastomoseres til enten thorax- eller cervikal esophagus. Anastomotiske komplikationer og ledningskomplikationer bidrager væsentligt til morbiditet og dødelighed forbundet med esophagectomy. Tilstrækkelig vaskulær perfusion af mavekanalen er afgørende for at undgå disse komplikationer. Til dato vurderes ledningslevedygtighed intraoperativt ved observationsvurdering af kirurgen, som er subjektiv. Thoraxkirurger har et desperat behov for nye teknologier, der bedre kan vurdere vævsperfusion og iskæmi i mavekanalen. En sådan teknik er brugen af ​​intraoperativ NIR-billeddannelse med ICG til direkte at vurdere disse parametre.

Til dato har hundredvis af patienter været involveret i undersøgelser af NIR-billeddannelse med ICG for at vurdere gastrisk ledningsgennemstrømning. I denne tilgang indgives lavdosis ICG (2,5 mg-25 mg) intravenøst, og billeddannelse af den neo-esophageale kanal begynder 30 sekunder senere. I en gennemgang af over 420 patienter, der gennemgår denne tilgang, blev dette NIR-signal fundet at være reproducerbart uden observeret toksicitet. Forfattere rapporterede fordele ved NIR-billeddannelse ved at identificere ellers ikke-detekterbare tværgående kar mellem den terminale arkade og de korte gastriske arterier. Måske mere overbevisende, i en tilbøjelighedsscore-matchet undersøgelse, der involverede over 214 forsøgspersoner, blev patienter, der gennemgår esophagectomy med tilføjelse af NIR med ICG, fundet at have et 3-fold fald (p=0,03) i anastomotiske komplikationer sammenlignet med dem, der gennemgår traditionel esophagectomy. Vores mål er at bruge Olympus VE2 NIR Imaging System med ICG til at evaluere gastrisk ledningsperfusion under minimalt invasiv esophagectomy.

Tidligere kliniske erfaringer, der involverer ICG-baseret NIR-billeddannelse til vurdering af segmental anatomi under pulmonal resektion: Ifølge 2019 National Comprehensive Cancer Network (NCCN) retningslinjer kræver guldstandardbehandlingen af ​​resektable maligne lungelæsioner anatomisk resektion (pneumonektomi, segmentlobektomi) lymfeknudeprøvetagning. For patienter med læsioner større end 2 cm er lobektomi eller pneumonektomi typisk. For læsioner mindre end 2 cm har segmentektomi imidlertid vist sig at give ækvivalente onkologiske resultater, samtidig med at funktionelt lungeparenkym bevares. På trods af parenkymalbesparende fordele er anatomisk afgrænsning af pulmonale segmenter udfordrende og unøjagtig. Nuværende tilgange til segmentektomi involverer omhyggelig fastklemning af de segmentale luftveje, der forsyner lungeparenkym involveret med tumorbyrde, efterfulgt af insufflation af den ipsilaterale lunge. Ved at bruge denne tilgang puster den ikke-klemte (kræftfri) lunge sig op, mens den fastklemte (lunge, der skal resekeres) forbliver atelektatisk. Kirurgen resekterer derefter den "ikke-oppustede" lunge. På grund af kollaterale ventilationsnetværk blandt alveoler og obstruktive ændringer forbundet med lungekræft, er afgrænsningslinjerne mellem disse lungeområder ofte uklare. Upræcis resektion langs segmentelle planer kan resultere i tilbageholdelse af devaskulariseret væv, utilstrækkelige kirurgiske marginer eller ufuldstændig rensning af drænende lymfebaner.

På grund af udfordringer forbundet med nuværende segmentektomi-tilgange er mange grupper begyndt at bruge intraoperativ NIR-billeddannelse med ICG for bedre at afgrænse segmentel anatomi. Til dato har tusindvis af patienter på tværs af snesevis af institutioner brugt denne metode. I denne tilgang indgives lavdosis ICG (fra 10-50 mg) intravenøst ​​efter fastklemning af segmental lungearterie. Inden for få minutter efter ICG-afgivelse demonstrerer uafspændt (sundt) parenkym et stærkt NIR-signal, som detekteres ved hjælp af et modificeret thorakoskop, mens det fastklemte (der skal resekeres) væv forbliver mørkt. I disse undersøgelser, der rapporterede toksicitet, var der minimale bivirkninger fra ICG-leveringen. Vores mål er at bruge Olympus VE2 NIR Imaging System, når det bruges sammen med ICG til at vurdere segmentel perfusionsanatomi under minimalt invasiv sublobar pulmonal segmentektomi.