Misurazione della perfusione perioperatoria: uno studio di fattibilità e usabilità

Introduzione:

Una perfusione ottimale è essenziale nella chirurgia gastrointestinale quando la resezione di un tessuto canceroso richiede un'anastomosi, poiché la perfusione ridotta sembra essere associata ad un aumentato rischio di perdite anastomotiche (AL). AL è una grave complicanza con il rischio di; degenza ospedaliera prolungata, recidiva del cancro, stomia permanente nella chirurgia colorettale e aumento della mortalità a breve e lungo termine. Per evitare una scarsa perfusione di un'anastomosi, durante la procedura operativa è necessaria una valutazione della perfusione. Tradizionalmente, la perfusione viene valutata visivamente e manualmente dal chirurgo giudicando il; colore del tessuto, sanguinamento dalla linea di resezione e polso arterioso alla palpazione. Questi metodi hanno precedentemente dimostrato di essere inaffidabili e soggetti a pregiudizi dell'osservatore. Inoltre, la palpazione dell'afflusso arterioso non è possibile nella chirurgia laparoscopica o assistita da robot, e l'aumento dell'uso di suturatrici per dividere l'intestino non lascia linee di resezione sanguinanti. Pertanto, sono stati studiati metodi più recenti per la valutazione della perfusione e l'angiografia a fluorescenza (FA) e l'imaging a contrasto con speckle laser (LSCI) hanno mostrato risultati molto promettenti. In una revisione sistematica di studi non randomizzati, il tasso di perdita in 916 resezioni colorettali era significativamente inferiore quando si utilizzava l'AF rispetto ai controlli (3,3%, [IC 95%: 1,97-4,63%] vs 8,5%, [IC 95%: 4,8-12,2%], p=0,0055).

In FA, il tessuto di interesse è esposto alla luce nel vicino infrarosso (NIR) contemporaneamente all'iniezione endovenosa di un colorante fluorescente. Quando il colorante raggiunge l'area illuminata, emette fluorescenza e una telecamera con uno speciale filtro può visualizzare su un monitor la microcircolazione del tessuto. Molti sistemi di telecamere NIR sono sul mercato, combinando la tecnica con apparecchiature laparoscopiche o robotiche convenzionali, e diversi studi non randomizzati hanno indicato che l'AF può ridurre il tasso di perdite anastomotiche nella chirurgia gastrointestinale. La maggior parte dei chirurghi utilizza solo una valutazione soggettiva visiva dell'AF, che può essere soggetta a pregiudizi dell'osservatore. Inoltre, se la telecamera non è tenuta a una distanza standard dal tessuto, o se si utilizza una diversa concentrazione di colorante, può essere effettuata una valutazione falsamente negativa o positiva della perfusione. Pertanto, è stato sostenuto che vi è la necessità di uno strumento di valutazione quantitativa obiettivo e imparziale in AF.

Un algoritmo di quantificazione che fornisce una curva di fluorescenza-tempo e un parametro quantitativo di perfusione, la pendenza normalizzata è stato precedentemente pubblicato, dove è stata trovata una correlazione quasi lineare al flusso regionale. Fino ad ora le misurazioni sono state eseguite come analisi delle registrazioni video dopo la procedura.

Al fine di utilizzare il metodo in un contesto clinico, lo sviluppo e il test di uno strumento che può essere utilizzato dal chirurgo durante la procedura per eseguire misurazioni perioperatorie è di grande importanza. È stato sviluppato un tablet touchscreen per eseguire una valutazione quantitativa della perfusione perioperatoria in tempo reale mediante FA. Lo strumento può essere utilizzato con diversi sistemi, tra cui l'apparecchiatura laparoscopica a fluorescenza Karl Storz e il daVinci SI o XI di Intuitive. Questo strumento è essenziale per implementare la tecnologia nella pratica quotidiana, poiché consente al chirurgo di ottenere un parametro quantitativo immediato della perfusione (pendenza normalizzata) nelle regioni di interesse desiderate. L'interfaccia dello strumento dovrebbe essere facile da usare e fornire curve tempo-fluorescenza per controllare il calcolo automatico della pendenza normalizzata. Inoltre, dovrebbe essere fornita una mappa codificata a colori dell'intensità della perfusione come sovrapposizione all'immagine a luce bianca dell'intestino indagato.

Scopo:

Il tablet touchscreen è stato attualmente testato solo in chirurgia animale. Lo scopo del presente studio è indagare se l'uso di uno strumento di valutazione della perfusione quantitativa perioperatoria possa migliorare la valutazione della perfusione durante l'intervento chirurgico nell'uomo.

Ipotesi:

• La valutazione perioperatoria della perfusione con FA cambierà il punto di resezione determinato dalla valutazione visiva convenzionale della perfusione nelle procedure giunzionali GI.
• La valutazione quantitativa della perfusione con FA (Q-ICG) cambierà ulteriormente il punto di resezione determinato dalla valutazione visiva della FA e dalla valutazione visiva convenzionale della perfusione nelle procedure giunzionali GI.

Endpoint primari:

• Fattibilità della valutazione della perfusione con la tradizionale FA visiva, visiva e Q-ICG - rispettata dai tassi di completamento.
• La fattibilità e l'usabilità dello strumento, le esperienze dei chirurghi con l'interfaccia Q-ICG-tablet - valutate su un questionario convalidato, la System Usability Scale.

Endpoint secondari:

• Differenze nella distanza dai punti di resezione determinati utilizzando la valutazione tradizionale, FA e Q-ICG.

Metodi

Disegno dello studio:

Lo studio sarà condotto come studio osservazionale di fattibilità e usabilità in pazienti sottoposti a resezione a cielo aperto o robot-assistita della giunzione gastroesofagea (giunzione GI) in un unico centro ospedaliero universitario (Rigshospitalet, Dipartimento di Gastroenterologia Chirurgica). I pazienti fungeranno da controllo di se stessi. Le informazioni demografiche (stadiazione del tumore, sesso, età, indice di massa corporea, trattamento neoadiuvante, classificazione ASA, fumo, alcol, farmaci ecc.) Saranno raccolte dalle cartelle cliniche elettroniche dei pazienti. Inoltre, gli eventi postoperatori, in particolare la presenza di perdite anastomotiche, verranno annotati 30 giorni dopo l'intervento. Non è stato effettuato alcun calcolo formale della dimensione del campione poiché lo studio è uno studio di fattibilità. Saranno inclusi 20 pazienti. I pazienti partecipanti riceveranno le stesse cure e follow-up post e perioperatori standard dei pazienti non inclusi nello studio.

Verde indocianina Il verde indocianina (ICG) è un colorante tricarbocianina non tossico ben descritto utilizzato per decenni in oftalmologia, cardiologia ed epatologia. Sono state segnalate pochissime reazioni avverse lievi, ma deve essere prestata cautela nei pazienti con tireotossicosi, allergia allo iodio o al verde indocianina. Quando viene iniettato per via endovenosa si lega alle lipoproteine ​​del sangue ed è metabolizzato esclusivamente dal fegato ed escreto nella bile, con una breve emivita di circa 4-5 minuti.

Procedura chirurgica e valutazione della perfusione Quando la dissezione e la divisione dei vasi sanguigni di alimentazione sono complete e il condotto gastrico stabilito e portato al torace, il chirurgo gastrointestinale sceglierà il punto più prossimale possibile sul condotto per l'anastomosi (Chirurgo del punto anastomotico, APS ) indicando mentre viene catturata un'immagine, in cieco per il chirurgo toracico. Verrà introdotto nel torace un righello di carta sterile per misurare la distanza tra i punti di resezione prescelti. Quindi, viene eseguita la misurazione LSCI del condotto e, infine, un bolo di ICG (0,25 mg/kg di peso corporeo) verrà iniettato per via endovenosa e lavato con 5 mL di soluzione salina e il tessuto di interesse esposto alla luce NIR (lunghezza d'onda di eccitazione 750-800 nm) ed emissione osservata a 800 nm (FA). Durante le video-catture di LSCI e ICG-FA, la respirazione verrà messa in pausa per un massimo di 20 secondi iniziata al momento dell'iniezione di soluzione salina. Dopo l'AF, il chirurgo toracico, mediante valutazione visiva, determinerà e segnerà un nuovo punto anastomotico indicando il punto più prossimale possibile sul condotto per l'anastomosi, mentre viene scattata una foto (angiografia a fluorescenza del punto anastomotico, APFA). Dopo la FA quantitativa il chirurgo segnerà nuovamente un punto anastomotico (APQFA). Il punto anastomotico finale sarà scelto dal chirurgo gastrointestinale primario e toracico e se la valutazione di FA o FA quantitativa influenzerà questa decisione dipende esclusivamente dal chirurgo. Gli stessi punti saranno contrassegnati sull'immagine LSCI ma non rivelati al chirurgo poiché la valutazione quantitativa delle LSCI richiede un'analisi dei dati post hoc.

Quando il chirurgo decide quanto tessuto resecare per garantire una perfusione anastomotica ottimale, occorre prestare attenzione a non causare tensione all'anastomosi resecando troppo il condotto gastrico o l'esofago, poiché la tensione è un noto fattore di rischio di perdite anastomotiche. Ancora una volta, il livello di resezione viene deciso esclusivamente dal chirurgo e questa decisione dovrebbe, come sempre, essere presa bilanciando i fattori di tensione, perfusione ed eccessiva perdita di tessuto, tutti combinati per garantire una guarigione anastomotica ottimale.

Angiografia a fluorescenza laparoscopica Un laparoscopio (ICG-Hopkins telescopio 30°, 10 mm, Karl Storz Gmbh e Co. KG, Tüttlingen, Germania) sarà collegato a un sistema di telecamere (IMAGE1, Karl Storz Gmbh e Co. KG, Tüttlingen, Germania) e una sorgente luminosa (D-light P, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Germania) fornirà la luce eccitatoria e registrerà l'FA. Il laparoscopio sarà fissato in un braccio di supporto meccanico a 10 cm dal tessuto di interesse, assicurando una posizione stabile durante l'esperimento.

Angiografia a fluorescenza assistita da robot Verranno utilizzati un robot chirurgico DaVinci SI (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA, USA) e il sistema di imaging a fluorescenza Firefly. La telecamera verrà fissata a 10 cm dal tessuto di interesse, garantendo una posizione stabile durante l'esperimento.

Angiografia quantitativa a fluorescenza (Q-ICG) Un dispositivo di acquisizione video (Av.io HD™, Epiphan video, California, USA) sarà collegato al robot chirurgico o al sistema di telecamere laparoscopiche e trasferirà l'acquisizione video su un tablet (Microsoft Surface Pro4 I5, Microsoft, Redmond, WA, USA). Verrà installato un programma sviluppato per quantificare l'AF. Qui l'operatore può scegliere le regioni di interesse da quantificare dalla sequenza video acquisita. Verrà fornita una gradazione cromatica della perfusione e valori quantitativi da punti specifici. Da questa valutazione, il chirurgo determinerà nuovamente un nuovo punto di resezione (APQFA).

Confronto dei punti di resezione La distanza dal tumore all'RPS verrà misurata prima dell'AF utilizzando il righello di carta. Inoltre, la distanza dall'APS all'APFA e APQFA sarà misurata utilizzando il righello, durante la procedura o post hoc utilizzando l'acquisizione video. Il confronto della distanza sarà effettuato sulla distanza di ogni punto dal tumore.

Fattibilità La fattibilità sarà studiata confrontando i tassi di completamento dei diversi metodi di valutazione della perfusione; tradizionale, FA, Q-ICG.

Usabilità L'usabilità dello strumento di valutazione quantitativa della perfusione sarà indagata con un questionario validato, la System Usability Scale, a cui il chirurgo risponderà immediatamente dopo la procedura.

Statistiche Il confronto dei dati sarà eseguito utilizzando il test U di Mann Whitney o un test t per campioni appaiati a seconda della normalità della distribuzione. I valori P <0,05 sono considerati significativi. Non è stato effettuato alcun calcolo formale della dimensione del campione, poiché lo studio è considerato una prova di fattibilità. Saranno reclutati 20 pazienti. La valutazione statistica è stata eseguita utilizzando IBM SPSS Statistics © (v 22.0 SPSS Inc. Chicago, IL, USA).

Eventi avversi, rischi e svantaggi Gli eventi avversi associati all'uso di ICG sono estremamente rari e le reazioni anafilattiche gravi non si verificano quasi mai. Tuttavia, sono state prese precauzioni di sicurezza escludendo i pazienti con allergia allo iodio, all'ICG o ai crostacei. Inoltre, non saranno inclusi pazienti con insufficienza epatica, tireotossicosi, gravidanza in corso o donne che allattano.