Okołooperacyjny pomiar perfuzji — studium wykonalności i użyteczności

Wstęp:

Optymalna perfuzja jest niezbędna w chirurgii przewodu pokarmowego, gdy resekcja tkanki nowotworowej wymaga zespolenia, ponieważ upośledzona perfuzja wydaje się być związana ze zwiększonym ryzykiem nieszczelności zespolenia (AL). AL jest poważnym powikłaniem z ryzykiem; przedłużony pobyt w szpitalu, nawrót choroby nowotworowej, stała stomia w chirurgii jelita grubego oraz zwiększona krótko- i długoterminowa śmiertelność. Aby uniknąć słabej perfuzji zespolenia, konieczna jest ocena perfuzji podczas zabiegu operacyjnego. Tradycyjnie perfuzja jest oceniana wizualnie i ręcznie przez chirurga, oceniając; kolor tkanki, krwawienie z linii resekcji i tętno dopływu tętniczego poprzez badanie palpacyjne. Wcześniej wykazano, że metody te są niewiarygodne i podatne na stronniczość obserwatora. Ponadto badanie palpacyjne zaopatrzenia tętniczego nie jest możliwe w chirurgii laparoskopowej lub z użyciem robota, a częstsze stosowanie zszywaczy do podziału jelita nie pozostawia linii resekcji krwawienia. Dlatego badano nowsze metody oceny perfuzji, a angiografia fluorescencyjna (FA) i laserowe obrazowanie z kontrastem plamkowym (LSCI) przyniosły bardzo obiecujące wyniki. W systematycznym przeglądzie badań nierandomizowanych odsetek przecieków w 916 resekcjach jelita grubego był znacznie niższy w przypadku stosowania FA w porównaniu z grupą kontrolną (3,3%, [95% CI: 1,97-4,63%] vs 8,5%, [95% CI: 4,8-12,2%], p=0,0055).

W FA tkanka będąca przedmiotem zainteresowania jest eksponowana na światło bliskiej podczerwieni (NIR) jednocześnie z dożylnym wstrzyknięciem barwnika fluorescencyjnego. Gdy barwnik dotrze do oświetlanego obszaru, zaczyna fluoryzować, a kamera ze specjalnym filtrem może wizualizować mikrokrążenie tkanki na monitorze. Na rynku dostępnych jest wiele systemów kamer NIR, łączących tę technikę z konwencjonalnym sprzętem laparoskopowym lub zrobotyzowanym, a kilka nierandomizowanych badań wykazało, że FA może zmniejszać częstość nieszczelności zespoleń w chirurgii przewodu pokarmowego. Większość chirurgów stosuje jedynie wizualną subiektywną ocenę FA, która może być podatna na stronniczość obserwatora. Ponadto, jeśli kamera nie jest trzymana w standardowej odległości od tkanki lub stosowane jest inne stężenie barwnika, może dojść do fałszywie negatywnej lub pozytywnej oceny perfuzji. Dlatego argumentowano, że istnieje potrzeba obiektywnego, bezstronnego narzędzia oceny ilościowej w FA.

Algorytm kwantyfikacji, który zapewnia krzywą fluorescencji w czasie i ilościowy parametr perfuzji, znormalizowane nachylenie, został wcześniej opublikowany, gdzie stwierdzono prawie liniową korelację z regionalnym przepływem. Do tej pory pomiary wykonywano w formie analizy nagrań wideo po zabiegu.

W celu zastosowania metody w warunkach klinicznych bardzo ważne jest opracowanie i przetestowanie narzędzia, którym chirurg może operować podczas zabiegu w celu wykonywania pomiarów okołooperacyjnych. Opracowano tablet z ekranem dotykowym w celu przeprowadzania na żywo okołooperacyjnej ilościowej oceny perfuzji za pomocą FA. Narzędzie może być używane z kilkoma systemami, w tym sprzętem do fluorescencji laparoskopowej Karl Storz oraz daVinci SI lub XI firmy Intuitive. To narzędzie jest niezbędne do wdrożenia technologii w codziennej praktyce, ponieważ pozwala chirurgowi uzyskać natychmiastowy ilościowy parametr perfuzji (znormalizowane nachylenie) w pożądanych obszarach zainteresowania. Interfejs narzędzia powinien być łatwy w użyciu i zapewniać krzywe fluorescencji w czasie, aby kontrolować automatyczne obliczanie znormalizowanego nachylenia. Ponadto należy zapewnić kodowaną kolorami mapę intensywności perfuzji jako nakładkę na obraz badanego jelita w świetle białym.

Cel:

Tablet z ekranem dotykowym był obecnie testowany tylko w chirurgii na zwierzętach. Celem niniejszego badania jest zbadanie, czy użycie narzędzia do ilościowej oceny perfuzji w okresie okołooperacyjnym może poprawić ocenę perfuzji podczas operacji u ludzi.

hipotezy:

• Okołooperacyjna ocena perfuzji za pomocą FA zmieni punkt resekcji określony przez konwencjonalną wizualną ocenę perfuzji w procedurach połączenia przewodu pokarmowego.
• Ilościowa ocena perfuzji za pomocą FA (Q-ICG) jeszcze bardziej zmieni punkt resekcji określony przez wizualną ocenę FA i konwencjonalną wizualną ocenę perfuzji w procedurach łączących przewód pokarmowy.

Główne punkty końcowe:

• Wykonalność oceny perfuzji za pomocą tradycyjnych wizualnych, wizualnych FA i Q-ICG - spełniona przez wskaźniki ukończenia.
• Wykonalność i użyteczność narzędzia, doświadczenia chirurgów z interfejsem Q-ICG-tablet - oceniane na podstawie zatwierdzonego kwestionariusza, Skali Użyteczności Systemu.

Drugorzędowe punkty końcowe:

• Różnice w odległości od wyznaczonych punktów resekcji przy użyciu oceny tradycyjnej, FA i Q-ICG.

Metody

Projekt badania:

Badanie zostanie przeprowadzone jako obserwacyjna próba wykonalności i użyteczności u pacjentów poddawanych otwartej lub z użyciem robota resekcji połączenia żołądkowo-przełykowego (połączenia GI) w jednym ośrodku szpitala uniwersyteckiego (Rigshospitalet, Klinika Gastroenterologii Chirurgicznej). Pacjenci będą służyć jako ich własna kontrola. Dane demograficzne (stadium zaawansowania nowotworu, płeć, wiek, BMI, leczenie neoadjuwantowe, klasyfikacja ASA, palenie tytoniu, alkohol, leki itp.) będą zbierane z elektronicznej dokumentacji pacjenta. Ponadto zdarzenia pooperacyjne, zwłaszcza obecność nieszczelności zespolenia, zostaną odnotowane 30 dni po operacji. Nie przeprowadzono formalnych obliczeń wielkości próby, ponieważ badanie jest studium wykonalności. Objętych zostanie 20 pacjentów. Uczestniczący pacjenci otrzymają taką samą standardową opiekę pooperacyjną i okołooperacyjną oraz obserwację, jak pacjenci nieuczestniczący w badaniu.

Zieleń indocyjaninowa Zieleń indocyjaninowa (ICG) jest dobrze opisanym nietoksycznym barwnikiem trikarbocyjaninowym, stosowanym od dziesięcioleci w okulistyce, kardiologii i hepatologii. Zgłoszono bardzo niewiele łagodnych działań niepożądanych, ale należy zachować ostrożność u pacjentów z tyreotoksykozą, alergią na jod lub zieleń indocyjaninową. Po wstrzyknięciu dożylnym wiąże się z lipoproteinami krwi i jest metabolizowany wyłącznie w wątrobie i wydalany z żółcią, z krótkim okresem półtrwania wynoszącym około 4-5 minut.

Procedura chirurgiczna i ocena perfuzji Po zakończeniu preparowania i rozdzielenia doprowadzających pokarm naczyń krwionośnych oraz założeniu przewodu żołądkowego i wciągnięciu go do klatki piersiowej, chirurg przewodu pokarmowego wybierze najbardziej proksymalny punkt na przewodzie do zespolenia (chirurg punktu zespolenia, APS ) przez wskazanie podczas robienia zdjęcia, oślepione dla chirurga klatki piersiowej. Do klatki piersiowej zostanie wprowadzona sterylna papierowa linijka w celu zmierzenia odległości między wybranymi punktami resekcji. Następnie przeprowadza się pomiar LSCI przewodu, a na koniec wstrzykuje się dożylnie bolus ICG (0,25 mg/kg masy ciała) i przepłukuje 5 ml soli fizjologicznej, a badaną tkankę wystawia się na działanie światła NIR (długość fali wzbudzenia 750-800 nm) i emisja obserwowana przy 800 nm (FA). Podczas przechwytywania wideo LSCI i ICG-FA oddech zostanie wstrzymany na maksymalnie 20 sekund, zainicjowany w momencie wstrzyknięcia soli fizjologicznej. Po FA torakochirurg na podstawie oceny wizualnej określi i zaznaczy nowy punkt zespolenia, wskazując najbardziej proksymalny możliwy punkt na przewodzie do zespolenia, podczas gdy wykonywany jest obraz (angiografia fluorescencyjna punktu zespolenia, APFA). Po ilościowym FA chirurg ponownie zaznaczy punkt zespolenia (APQFA). Ostateczny punkt zespolenia zostanie wybrany przez pierwotnego chirurga przewodu pokarmowego i torakochirurga, a jeśli ocena FA lub ilościowa FA będzie miała wpływ na tę decyzję, decyzja należy wyłącznie do chirurga. Te same punkty zostaną zaznaczone na obrazie LSCI, ale nie zostaną ujawnione chirurgowi, ponieważ ilościowa ocena LSCI wymaga analizy danych post hoc.

Kiedy chirurg decyduje, ile tkanki należy wyciąć, aby zapewnić optymalną perfuzję zespolenia, należy uważać, aby nie spowodować naprężenia zespolenia poprzez wycięcie zbyt dużej części przewodu żołądkowego lub przełyku, ponieważ napięcie jest znanym czynnikiem ryzyka nieszczelności zespolenia. Ponownie, o poziomie resekcji decyduje wyłącznie chirurg, a decyzja ta powinna, jak zawsze, zostać podjęta przez zrównoważenie czynników napięcia, perfuzji i nadmiernej utraty tkanki – wszystko razem w celu zapewnienia optymalnego gojenia zespolenia.

Laparoskopowa angiografia fluorescencyjna Laparoskop (teleskop ICG-Hopkins 30°, 10 mm, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Niemcy) zostanie podłączony do systemu kamer (IMAGE1, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Niemcy) a źródło światła (D-light P, Karl Storz Gmbh and Co. KG, Tüttlingen, Niemcy) dostarczy światło pobudzające i zapisze FA. Laparoskop zostanie zamocowany w mechanicznym ramieniu trzymającym 10 cm od tkanki będącej przedmiotem zainteresowania, zapewniając stabilną pozycję podczas całego eksperymentu.

Angiografia fluorescencyjna wspomagana robotem Wykorzystany zostanie robot chirurgiczny DaVinci SI (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA, USA) oraz system obrazowania fluorescencyjnego Firefly. Kamera zostanie zamocowana w odległości 10 cm od tkanki będącej przedmiotem zainteresowania, zapewniając stabilną pozycję podczas całego eksperymentu.

Ilościowa angiografia fluorescencyjna (Q-ICG) Urządzenie do przechwytywania wideo (Av.io HD™, Epiphan video, Kalifornia, USA) zostanie podłączony do robota chirurgicznego lub systemu kamery laparoskopowej i przeniesie przechwycony obraz wideo na tablet (Microsoft Surface Pro4 I5, Microsoft, Redmond, WA, USA). Zostanie zainstalowany program opracowany w celu ilościowego określenia FA. Tutaj operator może wybrać obszary zainteresowania do ilościowego określenia z przechwyconej sekwencji wideo. Dostarczona zostanie gradacja kolorystyczna perfuzji, a także wartości ilościowe z określonych punktów. Na podstawie tej oceny chirurg ponownie określi nowy punkt resekcji (APQFA).

Porównanie punktów resekcji Odległość od guza do RPS zostanie zmierzona przed FA za pomocą linijki papierowej. Ponadto odległość od APS do APFA i APQFA zostanie zmierzona za pomocą linijki podczas zabiegu lub post hoc przy użyciu nagrania wideo. Porównanie odległości zostanie wykonane na podstawie odległości każdego punktu od guza.

Wykonalność Wykonalność zostanie zbadana poprzez porównanie wskaźników ukończenia różnych metod oceny perfuzji; tradycyjne, FA, Q-ICG.

Użyteczność Użyteczność narzędzia do ilościowej oceny perfuzji zostanie zbadana za pomocą zatwierdzonego kwestionariusza, Skali Użyteczności Systemu, na który chirurg odpowiada bezpośrednio po zabiegu.

Statystyka Porównanie danych zostanie przeprowadzone przy użyciu testu U Manna-Whitneya lub testu t-testu dla par prób, w zależności od normalności rozkładu. Wartości p < 0,05 uważa się za istotne. Nie przeprowadzono formalnych obliczeń wielkości próby, ponieważ badanie jest uważane za próbę wykonalności. Zatrudnionych zostanie 20 pacjentów. Ocenę statystyczną przeprowadzono przy użyciu IBM SPSS Statistics © (v 22.0 SPSS Inc. Chicago, IL, USA).

Zdarzenia niepożądane, ryzyko i wady Zdarzenia niepożądane związane ze stosowaniem ICG są niezwykle rzadkie, a ciężkie reakcje anafilaktyczne prawie nigdy nie występują. Podjęto jednak środki ostrożności, wykluczając pacjentów z alergią na jod, ICG lub skorupiaki. Ponadto nie zostaną uwzględnieni pacjenci z niewydolnością wątroby, tyreotoksykozą, trwającą ciążą ani kobietami karmiącymi.