Perioperatieve perfusiemeting - een haalbaarheids- en bruikbaarheidsonderzoek

Invoering:

Een optimale perfusie is essentieel bij gastro-intestinale chirurgie wanneer resectie van kankerweefsel een anastomose vereist, aangezien verminderde perfusie geassocieerd lijkt te zijn met een verhoogd risico op naadlekkage (AL). AL is een ernstige complicatie met het risico van; langdurig ziekenhuisverblijf, terugkeer van kanker, permanente stoma bij colorectale chirurgie en verhoogde mortaliteit op korte en lange termijn. Om slechte perfusie van een anastomose te voorkomen, is perfusiebeoordeling noodzakelijk tijdens de operatieve procedure. Traditioneel wordt perfusie visueel en handmatig beoordeeld door de chirurg door de; kleur van het weefsel, bloeding uit de resectielijn en de arteriële toevoerpuls door palpatie. Van deze methoden is eerder aangetoond dat ze onbetrouwbaar zijn en vatbaar voor waarnemersbias. Bovendien is palpatie van de arteriële toevoer niet mogelijk bij laparoscopische of robotgeassisteerde chirurgie, en het toegenomen gebruik van nietmachines om de darm te verdelen laat geen bloedende resectielijnen achter. Daarom zijn nieuwere methoden voor perfusiebeoordeling onderzocht en hebben fluorescentieangiografie (FA) en laserspikkelcontrastbeeldvorming (LSCI) veelbelovende resultaten opgeleverd. In een systematische review van niet-gerandomiseerde onderzoeken was het lekkagepercentage bij 916 colorectale resecties significant lager bij gebruik van FA in vergelijking met controles (3,3%, [95% BI: 1,97-4,63%] versus 8,5%, [95%-BI: 4,8-12,2%], p=0,0055).

Bij FA wordt het weefsel van belang blootgesteld aan nabij-infrarood (NIR) licht gelijktijdig met intraveneuze injectie van een fluorescerende kleurstof. Wanneer de kleurstof het verlichte gebied bereikt, fluoresceert het en kan een camera met een speciaal filter de microcirculatie van het weefsel op een monitor visualiseren. Er zijn veel NIR-camerasystemen op de markt die de techniek combineren met conventionele laparoscopische of robotapparatuur, en verschillende niet-gerandomiseerde onderzoeken hebben aangetoond dat FA de naadlekkage bij gastro-intestinale chirurgie kan verminderen. De meeste chirurgen gebruiken alleen een visuele subjectieve beoordeling van de FA, die vatbaar kan zijn voor waarnemersbias. Bovendien, als de camera niet op een standaardafstand van het weefsel wordt gehouden, of als een andere kleurstofconcentratie wordt gebruikt, kan een fout-negatieve of positieve beoordeling van de perfusie worden gemaakt. Daarom is betoogd dat er behoefte is aan een objectief, onbevooroordeeld kwantitatief beoordelingsinstrument in FA.

Een kwantificeringsalgoritme dat een fluorescentie-tijdcurve en een kwantitatieve parameter van perfusie biedt, de genormaliseerde helling is eerder gepubliceerd, waar een bijna lineaire correlatie met regionale stroming werd gevonden. Tot nu toe werden metingen uitgevoerd als analyses van video-opnamen na de ingreep.

Om de methode in een klinische setting te gebruiken, is de ontwikkeling en het testen van een hulpmiddel dat door de chirurg kan worden bediend tijdens de procedure om perioperatieve metingen uit te voeren van groot belang. Er is een touchscreen-tablet ontwikkeld om live perioperatieve kwantitatieve perfusiebeoordeling uit te voeren met behulp van FA. De tool kan worden gebruikt met verschillende systemen, waaronder Karl Storz fluorescentie-laparoscopische apparatuur en de daVinci SI of XI van Intuitive. Deze tool is essentieel om de technologie in de dagelijkse praktijk te implementeren, omdat het de chirurg in staat stelt om onmiddellijk een kwantitatieve parameter van perfusie (genormaliseerde helling) te krijgen op de gewenste interessegebieden. De interface van de tool moet gebruiksvriendelijk zijn en fluorescentie-tijdcurven bieden om de geautomatiseerde berekening van de genormaliseerde helling te regelen. Bovendien moet een kleurgecodeerde kaart van de perfusie-intensiteit worden verstrekt als overlay op het witlichtbeeld van de onderzochte darm.

Doel:

De touchscreen-tablet is momenteel alleen getest in dierenchirurgie. Het doel van de huidige studie is om te onderzoeken of het gebruik van een perioperatieve kwantitatieve perfusiebeoordelingstool de perfusiebeoordeling tijdens chirurgie bij mensen kan verbeteren.

Hypothesen:

• Perioperatieve perfusiebeoordeling met FA zal het resectiepunt veranderen dat wordt bepaald door conventionele visuele perfusiebeoordeling bij GI-junctionele procedures.
• Kwantitatieve perfusiebeoordeling met FA (Q-ICG) zal het resectiepunt verder veranderen dat wordt bepaald door visuele beoordeling van de FA en conventionele visuele beoordeling van perfusie in GI-junctionale procedures.

Primaire eindpunten:

• Haalbaarheid van perfusiebeoordeling met traditionele visuele, visuele FA en Q-ICG - nageleefd door voltooiingspercentages.
• De haalbaarheid en bruikbaarheid van de tool, de ervaringen van de chirurgen met de Q-ICG-tabletinterface - beoordeeld op een gevalideerde vragenlijst, de System Usability Scale.

Secundaire eindpunten:

• Verschillen in de afstand tot de vastgestelde resectiepunten met traditionele beoordeling, FA en Q-ICG.

methoden

Studie ontwerp:

De studie zal worden uitgevoerd als een observationele haalbaarheids- en bruikbaarheidsstudie bij patiënten die een open of robotgeassisteerde resectie van de gastro-oesofageale overgang (GI-junctie) ondergaan in een enkel academisch ziekenhuiscentrum (Rigshospitalet, Afdeling Chirurgische Gastro-enterologie). Patiënten zullen dienen als hun eigen controle. Demografische informatie (tumorstadiëring, geslacht, leeftijd, BMI, neoadjuvante behandeling, ASA-classificatie, roken, alcohol, medicatie etc.) wordt verzameld uit het elektronisch patiëntendossier. Bovendien zullen postoperatieve gebeurtenissen, met name de aanwezigheid van een naadlekkage, 30 dagen na de operatie worden opgemerkt. Er is geen formele berekening van de steekproefomvang uitgevoerd, aangezien de studie een haalbaarheidsstudie is. Er zullen 20 patiënten worden opgenomen. Deelnemende patiënten krijgen dezelfde standaard post- en perioperatieve zorg en follow-up als patiënten die niet in het onderzoek zijn opgenomen.

Indocyaninegroen Indocyaninegroen (ICG) is een goed beschreven niet-toxische tricarbocyaninekleurstof die al tientallen jaren wordt gebruikt in oogheelkunde, cardiologie en hepatologie. Er zijn zeer weinig milde bijwerkingen gemeld, maar voorzichtigheid is geboden bij patiënten met thyreotoxicose, allergie voor jodium of indocyaninegroen. Wanneer het intraveneus wordt geïnjecteerd, bindt het zich aan lipoproteïnen in het bloed en wordt het uitsluitend gemetaboliseerd door de lever en uitgescheiden in de gal, met een korte halfwaardetijd van ongeveer 4-5 minuten.

Chirurgische procedure en beoordeling van de perfusie Wanneer de dissectie en deling van de voedende bloedvaten voltooid zijn en de maagleiding is bevestigd en naar de thorax is getrokken, kiest de gastro-intestinale chirurg het meest proximale punt op de leiding voor de anastomose (anastomosechirurg, APS). ) door te wijzen terwijl een foto wordt gemaakt, verblind voor de thoraxchirurg. Er wordt een steriele papieren liniaal in de thorax gebracht om de afstand tussen de gekozen resectiepunten te meten. Vervolgens wordt de LSCI-meting van de leiding uitgevoerd en ten slotte wordt een bolus ICG (0,25 mg/kg lichaamsgewicht) intraveneus geïnjecteerd en gespoeld met 5 ml zoutoplossing, en wordt het betreffende weefsel blootgesteld aan NIR-licht (excitatiegolflengte). 750-800 nm) en emissie waargenomen bij 800 nm (FA). Tijdens de video-opnamen van LSCI en ICG-FA wordt de ademhaling gedurende maximaal 20 seconden gepauzeerd op het moment van injectie met zoutoplossing. Na de FA zal de thoraxchirurg door visuele beoordeling een nieuw anastomosepunt bepalen en markeren door te wijzen op het meest proximale punt van de leiding voor de anastomose, terwijl er een foto wordt gemaakt (anastomosepuntfluorescentie-angiografie, APFA). Na de kwantitatieve FA markeert de chirurg opnieuw een anastomosepunt (APQFA). Het uiteindelijke anastomosepunt wordt gekozen door de primaire gastro-intestinale en de thoraxchirurg, en of de beoordeling van FA of kwantitatieve FA deze beslissing zal beïnvloeden, is uitsluitend aan de chirurg. Dezelfde punten worden gemarkeerd op de LSCI-foto, maar worden niet aan de chirurg onthuld, aangezien de kwantitatieve beoordeling van de LSCI post-hoc gegevensanalyse vereist.

Wanneer de chirurg beslist hoeveel weefsel moet worden verwijderd om een ​​optimale anastomoseperfusie te garanderen, moet ervoor worden gezorgd dat er geen spanning op de anastomose ontstaat door te veel van de maagleiding of de slokdarm te verwijderen, aangezien spanning een bekende risicofactor is voor naadlekkage. Nogmaals, het niveau van resectie wordt uitsluitend bepaald door de chirurg en deze beslissing moet, zoals altijd, worden genomen door de factoren spanning, perfusie en overmatig weefselverlies in evenwicht te brengen - alles gecombineerd om een ​​optimale genezing van de anastomose te garanderen.

Laparoscopische fluorescentie-angiografie Een laparoscoop (ICG-Hopkins telescoop 30°, 10 mm, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Duitsland) wordt aangesloten op een camerasysteem (IMAGE1, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Duitsland) en een lichtbron (D-light P, Karl Storz Gmbh en Co. KG, Tüttlingen, Duitsland) zal het prikkelende licht leveren en de FA opnemen. De laparoscoop wordt vastgezet in een mechanische arm op 10 cm van het betreffende weefsel, waardoor een stabiele positie gedurende het hele experiment wordt gegarandeerd.

Robot-geassisteerde fluorescentie-angiografie Een chirurgische robot DaVinci SI (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA, VS) en het Firefly Fluorescence Imaging-systeem zullen worden gebruikt. De camera wordt op 10 cm van het weefsel van belang gefixeerd, waardoor een stabiele positie gedurende het experiment wordt gegarandeerd.

Kwantitatieve fluorescentie-angiografie (Q-ICG) Een video-opnameapparaat (Av.io HD™, Epiphan video, Californië, VS) worden aangesloten op de chirurgische robot of het laparoscopische camerasysteem en brengen de video-opname over naar een tablet (Microsoft Surface Pro4 I5, Microsoft, Redmond, WA, VS). Er wordt een programma geïnstalleerd dat is ontwikkeld om de FA te kwantificeren. Hier kan de operator interessegebieden kiezen om te kwantificeren uit de vastgelegde videosequentie. Er wordt een kleurgradatie van perfusie gegeven, evenals kwantitatieve waarden van specifieke punten. Op basis van deze beoordeling zal de chirurg opnieuw een nieuw resectiepunt (APQFA) bepalen.

Vergelijking van resectiepunten De afstand van de tumor tot de RPS wordt vóór de FA gemeten met behulp van de papieren liniaal. Bovendien wordt de afstand van de APS tot APFA en APQFA gemeten met behulp van de liniaal, tijdens de procedure of achteraf met behulp van de video-opname. De vergelijking van de afstand zal worden gemaakt op de afstand van elk punt tot de tumor.

Haalbaarheid De haalbaarheid zal worden onderzocht door de voltooiingspercentages van de verschillende perfusiebeoordelingsmethoden te vergelijken; traditioneel, FA, Q-ICG.

Bruikbaarheid De bruikbaarheid van de kwantitatieve perfusiebeoordelingstool zal worden onderzocht met een gevalideerde vragenlijst, de System Usability Scale, die direct na de ingreep door de chirurg wordt beantwoord.

Statistieken Vergelijking van gegevens zal worden uitgevoerd met behulp van de Mann Whitney U-test of een paired-sample t-test, afhankelijk van de verdelingsnormaliteit. P-waarden < 0,05 worden als significant beschouwd. Er is geen formele berekening van de steekproefomvang gemaakt, aangezien de studie wordt beschouwd als een haalbaarheidsonderzoek. Er zullen 20 patiënten worden aangeworven. Statistische evaluatie werd uitgevoerd met behulp van IBM SPSS Statistics © (v 22.0 SPSS Inc. Chicago, IL, VS).

Bijwerkingen, risico's en nadelen Bijwerkingen die verband houden met het gebruik van ICG zijn uiterst zeldzaam en ernstige anafylactische reacties komen bijna nooit voor. Er zijn echter veiligheidsmaatregelen getroffen door patiënten met een allergie voor jodium, ICG of schaaldieren uit te sluiten. Bovendien worden geen patiënten met leverinsufficiëntie, thyreotoxicose, doorgaande zwangerschap of vrouwen die borstvoeding geven opgenomen.