Perioperatiivinen perfuusiomittaus – toteutettavuus- ja käytettävyystutkimus

Esittely:

Optimaalinen perfuusio on välttämätön maha-suolikanavan leikkauksessa, kun syöpäkudoksen resektio vaatii anastomoosia, koska heikentynyt perfuusio näyttää liittyvän lisääntyneeseen anastomoosivuotojen (AL) riskiin. AL on vakava komplikaatio, jonka riski on; pitkittynyt sairaalahoito, syövän uusiutuminen, pysyvä avanne kolorektaalisessa leikkauksessa ja lisääntynyt lyhyt- ja pitkäaikainen kuolleisuus. Anastomoosin heikon perfuusion välttämiseksi perfuusion arviointi on tarpeen leikkauksen aikana. Perinteisesti kirurgi arvioi perfuusion visuaalisesti ja manuaalisesti arvioimalla; kudoksen väri, verenvuoto resektiolinjasta ja valtimon syöttöpulssi tunnustetulla. Näiden menetelmien on aiemmin osoitettu olevan epäluotettavia ja alttiita tarkkailijan harhaan. Lisäksi valtimonsyötön tunnustelu ei ole mahdollista laparoskooppisessa tai robottiavusteisessa leikkauksessa, ja nitojan lisääntynyt käyttö suolen jakamiseksi ei jätä verenvuotoa resektioviivoja. Siksi perfuusion arvioimiseen on tutkittu uusia menetelmiä, ja fluoresenssiangiografia (FA) ja laserpilkkukontrastikuvaus (LSCI) ovat osoittaneet erittäin lupaavia tuloksia. Ei-satunnaistettujen tutkimusten systemaattisessa katsauksessa vuotoaste 916 kolorektaalisessa resektiossa oli merkittävästi pienempi käytettäessä FA:ta verrattuna kontrolleihin (3,3 % [95 % CI: 1,97-4,63 %)] vs 8,5 % [95 % CI: 4,8-12,2 %], p = 0,0055).

FA:ssa kiinnostuksen kohteena oleva kudos altistetaan lähi-infrapunavalolle (NIR) samanaikaisesti fluoresoivan väriaineen suonensisäisen injektion kanssa. Kun väriaine saavuttaa valaistun alueen, se fluoresoi ja erikoissuodattimella varustettu kamera voi visualisoida kudoksen mikroverenkierron monitorilla. Markkinoilla on monia NIR-kamerajärjestelmiä, joissa tekniikka yhdistetään tavanomaisiin laparoskooppisiin tai robottilaitteisiin, ja useat ei-satunnaistetut tutkimukset ovat osoittaneet, että FA voi vähentää anastomoottisten vuotojen määrää maha-suolikanavan leikkauksissa. Useimmat kirurgit käyttävät vain visuaalista subjektiivista FA:n arviointia, joka voi olla altis tarkkailijan harhaan. Lisäksi, jos kameraa ei pidetä vakioetäisyydellä kudoksesta tai käytetään erilaista väriainepitoisuutta, perfuusion arvio voidaan tehdä väärän negatiivisena tai positiivisena. Siksi on väitetty, että FA:ssa tarvitaan objektiivinen puolueeton määrällinen arviointityökalu.

Kvantitointialgoritmi, joka tarjoaa fluoresenssi-aikakäyrän ja kvantitatiivisen perfuusion parametrin, normalisoitu kaltevuus, on aiemmin julkaistu, jossa havaittiin lähes lineaarinen korrelaatio alueelliseen virtaukseen. Toistaiseksi mittaukset on tehty videotallenteiden analyyseina toimenpiteen jälkeen.

Jotta menetelmää voidaan käyttää kliinisessä ympäristössä, on erittäin tärkeää kehittää ja testata työkalu, jota kirurgi voi käyttää toimenpiteen aikana perioperatiivisten mittausten suorittamiseksi. Kosketusnäytöllinen tabletti on kehitetty suorien perioperatiivisen kvantitatiivisen perfuusion arvioimiseksi FA:n avulla. Työkalua voidaan käyttää useiden järjestelmien kanssa, mukaan lukien Karl Storzin fluoresenssilaparoskooppiset laitteet ja Intuitiven daVinci SI tai XI. Tämä työkalu on välttämätön tekniikan toteuttamiseksi päivittäisessä käytännössä, koska sen avulla kirurgi voi saada välittömän kvantitatiivisen perfuusion parametrin (normalisoitu kaltevuus) halutuilla kiinnostavilla alueilla. Työkalun käyttöliittymän tulee olla helppokäyttöinen, ja siinä on oltava fluoresenssiaikakäyrät normalisoidun kaltevuuden automaattisen laskennan ohjaamiseksi. Lisäksi perfuusion intensiteetin värikoodattu kartta on toimitettava peittokuvana tutkitun suolen valkoisen valon kuvalle.

Tavoite:

Kosketusnäytöllinen tabletti on tällä hetkellä testattu vain eläinkirurgiassa. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, voiko perioperatiivisen kvantitatiivisen perfuusion arviointityökalun käyttö parantaa perfuusion arviointia leikkauksen aikana ihmisillä.

Hypoteesit:

• Perioperatiivinen perfuusion arviointi FA:lla muuttaa tavanomaisella visuaalisen perfuusion arvioinnilla määritettyä resektiopistettä GI-liitostoimenpiteissä.
• Kvantitatiivinen perfuusion arviointi FA:lla (Q-ICG) muuttaa edelleen resektiopistettä, joka määritetään FA:n visuaalisella arvioinnilla ja perinteisellä perfuusion visuaalisella arvioinnilla GI-liitostoimenpiteissä.

Ensisijaiset päätepisteet:

• Perfuusion arvioinnin toteutettavuus perinteisen visuaalisen, visuaalisen FA:n ja Q-ICG:n avulla - valmistumisasteen mukaan.
• Työkalun toteutettavuus ja käytettävyys, kirurgien kokemukset Q-ICG-tabletin käyttöliittymästä - arvioitu validoidulla kyselylomakkeella, System Usability Scale -asteikolla.

Toissijaiset päätepisteet:

• Erot etäisyyksissä määritetyistä resektiopisteistä käyttämällä perinteistä arviointia, FA:ta ja Q-ICG:tä.

menetelmät

Opintosuunnitelma:

Tutkimus tehdään havainnollisena toteutettavuus- ja käytettävyyskokeena potilailla, joille tehdään avoin tai robottiavusteinen gastroesofageaalisen liitoskohdan (GI-liitos) resektio yhdessä yliopistosairaalakeskuksessa (Rigshospitalet, kirurgisen gastroenterologian laitos). Potilaat toimivat omana kontrollinaan. Demografiset tiedot (kasvainvaihe, sukupuoli, ikä, BMI, neoadjuvanttihoito, ASA-luokitus, tupakointi, alkoholi, lääkitys jne.) kerätään sähköisistä potilasrekistereistä. Lisäksi leikkauksen jälkeiset tapahtumat, erityisesti anastomoottisen vuodon esiintyminen, kirjataan 30 päivää leikkauksen jälkeen. Virallista otoskokolaskentaa ei ole tehty, koska tutkimus on toteutettavuustutkimus. Mukana on 20 potilasta. Osallistuvat potilaat saavat saman tavanomaisen post- ja perioperatiivisen hoidon ja seurannan kuin tutkimukseen kuulumattomat potilaat.

Indosyaniinivihreä Indosyaniinivihreä (ICG) on hyvin kuvattu myrkytön trikarbosyaniiniväri, jota on käytetty vuosikymmeniä oftalmologiassa, kardiologiassa ja hepatologiassa. Hyvin harvoja lieviä haittavaikutuksia on raportoitu, mutta varovaisuutta on noudatettava potilailla, joilla on tyreotoksikoosi, allergia jodille tai indosyaniinivihreälle. Laskimoon annettuna se sitoutuu veren lipoproteiineihin ja metaboloituu yksinomaan maksassa ja erittyy sappeen. Puoliintumisaika on lyhyt, noin 4-5 minuuttia.

Kirurginen toimenpide ja perfuusion arviointi Kun ruokkivien verisuonten dissektio ja jakautuminen on suoritettu ja mahatiehyet muodostettu ja vedetty rintakehään, ruuansulatuskanavan kirurgi valitsee anastomoosia varten putkesta lähimmän mahdollisen pisteen (Anastomoosipistekirurgi, APS ) osoittamalla kuvan ottamisen aikana, sokeamalla rintakehäkirurgille. Rintakehään viedään steriili paperiviivain, jolla mitataan valittujen resektiopisteiden välinen etäisyys. Sitten suoritetaan putken LSCI-mittaus ja lopuksi ICG-bolus (0,25 mg/kg ruumiinpainoa) injektoidaan suonensisäisesti ja huuhdellaan 5 ml:lla suolaliuosta, ja kiinnostava kudos altistetaan NIR-valolle (viritysaallonpituus). 750-800 nm) ja emissio havaittiin 800 nm:ssä (FA). LSCI:n ja ICG-FA:n videokaappausten aikana hengitys keskeytyy korkeintaan 20 sekunniksi suolaliuoksen ruiskutushetkellä. FA:n jälkeen rintakehäkirurgi määrittää ja merkitsee visuaalisella arvioinnilla uuden anastomoottisen pisteen osoittamalla mahdollisimman proksimaalista kohtaa anastomoosiputkessa, samalla kun kuva otetaan (anastomoosipisteen fluoresenssiangiografia, APFA). Kvantitatiivisen FA:n jälkeen kirurgi merkitsee jälleen anastomoottisen pisteen (APQFA). Lopullisen anastomoottisen pisteen valitsee ensisijainen maha-suolikanavan ja rintakehän kirurgi, ja se, vaikuttaako FA:n tai kvantitatiivisen FA:n arviointi tähän päätökseen, on yksinomaan kirurgin päätettävissä. Samat kohdat merkitään LSCI-kuvaan, mutta niitä ei paljasteta kirurgille, koska LSCI:n määrällinen arviointi edellyttää post hoc -data-analyysiä.

Kun kirurgi päättää, kuinka paljon kudosta resektii optimaalisen anastomoottisen perfuusion varmistamiseksi, on varottava, ettei anastomoosi jännitä resektioimalla liikaa mahakanavaa tai ruokatorvea, sillä jännitys on tunnettu anastomoosivuodon riskitekijä. Jälleen, resektion tason päättää yksinomaan kirurgi, ja tämä päätös tulisi, kuten aina, tehdä tasapainottamalla jännitteitä, perfuusiota ja liiallista kudoshäviötä – kaikki yhdessä optimaalisen anastomoottisen paranemisen varmistamiseksi.

Laparoskopinen fluoresenssiangiografia Laparoskooppi (ICG-Hopkins-teleskooppi 30°, 10 mm, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Saksa) liitetään kamerajärjestelmään (IMAGE1, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Saksa) ja valonlähde (D-light P, Karl Storz Gmbh ja Co. KG, Tüttlingen, Saksa) toimittaa viritysvalon ja tallentaa FA:n. Laparoskooppi kiinnitetään mekaaniseen pitovarteen 10 cm:n etäisyydelle kiinnostavasta kudoksesta, mikä varmistaa vakaan asennon koko kokeen ajan.

Robottiavusteinen fluoresenssiangiografia Käytetään kirurgista robottia DaVinci SI (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA, USA) ja Firefly Fluorescence Imaging -järjestelmää. Kamera kiinnitetään 10 cm:n päähän kiinnostavasta kudoksesta, mikä varmistaa vakaan asennon koko kokeen ajan.

Kvantitatiivinen fluoresenssiangiografia (Q-ICG) Videokaappauslaite (Av.io HD™, Epiphan video, Kalifornia, USA) liitetään kirurgiseen robottiin tai laparoskooppiseen kamerajärjestelmään ja siirretään videokaappaus tabletille (Microsoft Surface Pro4 I5, Microsoft, Redmond, WA, USA). FA:n kvantifiointiin kehitetty ohjelma asennetaan. Täällä käyttäjä voi valita kiinnostavat alueet kvantifioidakseen kaapatun videosekvenssin. Perfuusion väriluokitus sekä määrälliset arvot tietyistä kohdista toimitetaan. Tämän arvioinnin perusteella kirurgi määrittää uudelleen uuden resektiopisteen (APQFA).

Resektiopisteiden vertailu Etäisyys kasvaimesta RPS:ään mitataan ennen FA:ta paperiviivaimen avulla. Lisäksi etäisyys APS:stä APFA:han ja APQFA:han mitataan viivaimella joko toimenpiteen aikana tai jälkikäteen videokaappauksen avulla. Etäisyyden vertailu tehdään kunkin pisteen etäisyydellä kasvaimesta.

Toteutettavuus Toteutettavuutta tutkitaan vertaamalla eri perfuusion arviointimenetelmien valmistumisasteita; perinteinen, FA, Q-ICG.

Käytettävyys Kvantitatiivisen perfuusion arviointityökalun käytettävyyttä tutkitaan validoidulla kyselylomakkeella, System Usability Scale -kyselyllä, johon kirurgi vastaa välittömästi toimenpiteen jälkeen.

Tilastot Tietojen vertailu suoritetaan käyttämällä Mann Whitney U -testiä tai parinäytteen t-testiä riippuen jakautumisen normaalista. P-arvoja < 0,05 pidetään merkitsevänä. Virallista otoskokolaskentaa ei ole tehty, koska tutkimusta pidetään toteutettavuuskokeena. Rekrytoidaan 20 potilasta. Tilastollinen arviointi suoritettiin käyttämällä IBM SPSS Statistics © -ohjelmaa (v 22.0 SPSS Inc. Chicago, IL, USA).

Haittatapahtumat, riskit ja haitat ICG:n käyttöön liittyvät haittatapahtumat ovat erittäin harvinaisia, eikä vakavia anafylaktisia reaktioita esiinny lähes koskaan. Turvallisuustoimenpiteitä on kuitenkin tehty sulkemalla pois potilaat, jotka ovat allergisia jodille, ICG:lle tai äyriäisille. Lisäksi ei oteta mukaan potilaita, joilla on maksan vajaatoiminta, tyreotoksikoosi, meneillään oleva raskaus tai imettävät naiset.