Nära-infraröd perfusion under minimalt invasiv thoraxkirurgi Ladda ner

Nuvarande kirurgiska tillvägagångssätt för torakala maligniteter är imperfekta: Thoraxmaligniteter är bland de mest dödliga cancerformerna som diagnostiseras över hela världen. Icke-småcellig lungcancer (NSCLC) är fortfarande den främsta orsaken till cancerrelaterad dödlighet i USA och över hela världen. Matstrupscancer är den näst vanligaste bröstkorgsmaligniteten och den snabbast växande maligniteten i USA. Tillsammans står dessa två tumörtyper för mer en årlig dödlighet på 150 000 enbart i USA. För patienter med sjukdomar i stadium I och stadium II, ger kirurgi den bästa möjligheten för långvarig överlevnad för båda maligniteterna; operativ intervention är dock associerad med betydande sjuklighet och uppåt 20 % av patienterna har komplikationer.

Liksom med kirurgi som involverar andra kroppshåligheter, innebär säker onkologisk resektion av brösttumörer en noggrann förståelse av det arteriella blodflödet till vävnader som ska (1) resektioneras och (2) lämnas kvar. Trots vikten av dessa överväganden finns det fortfarande väldigt få verktyg för att hjälpa kirurgen med denna bedömning. Två exempel på dessa kliniska dilemman involverar (1) lungartäravgränsning under pulmonell segmentektomi och (2) ledningsbedömning under esofagektomi. Konsekvenser av felaktig perfusionsbedömning kan innebära en mängd olika komplikationer som läckage, striktur, abscess eller onödig resektion.

Detta protokoll beskriver ett verktyg för att tillgodose dessa otillfredsställda behov. Mer specifikt kommer denna icke-signifikanta riskstudie att bedöma genomförbarheten av Olympus VISERA ELITE II Near-infrared (VE2 NIR) Imaging System (Olympus Medical Systems Corp., Tokyo, Japan för att intraoperativt bedöma perfusion under (1) lungsegmentektomi och (2) ) gastrisk kanalperfusion under esofagektomi genom att detektera systemiskt tillfört indocyaningrönt (ICG). VE2 NIR Imaging-systemet har erhållit 510 000 godkännande från amerikanska FDA för blodflöde och relaterad vävnadsperfusion.

Indocyaningrön (ICG): Indocyaningrön är en vattenlöslig NIR-fluorofor med en molekylvikt på 774,9 kDA. Vid intravenöst tillförsel binder ICG till plasmaalbumin vilket skapar en cirkulerande nanopartikel. Den huvudsakliga utsöndringsmekanismen är levern eftersom levern utsöndrar mer än 80 % av tillgängligt ICG på mindre än 24 timmar. ICG är det mest intensivt studerade NIR-kontrastmedlet och godkändes av United States Food and Drug Administration (FDA) för human administrering 1958. Som en fluorofor har ICG en maximal absorptionsvåglängd på 805 nm och en toppemissionsvåglängd på 830 nm. ICG är billigt, giftfritt och lättillgängligt, vilket gör det till ett idealiskt kontrastmedel för intraoperativ NIR-avbildning. FDA godkänner specifikt ICG för hjärtminutvolym, leverfunktion och oftalmisk angiografi.

Tidigare kliniska data som hänför sig till ICG-baserad NIR-avbildning av perfusion av gastrisk kanal vid tidpunkten för esofagektomi: Esofagektomi är fortfarande en stöttepelare i multimodalitetsterapi för esofagealcancer. Under esofagektomi resekeras den sjuka matstrupen och den återstående delen av magsäcken (magkanalen) förs genom bröstkorgen där den anastomeras till antingen bröst- eller livmoderhalsens matstrupe. Anastomotiska komplikationer och ledningskomplikationer bidrar signifikant till sjuklighet och dödlighet i samband med esofagektomi. Adekvat vaskulär perfusion av magkanalen är avgörande för att undvika dessa komplikationer. Hittills bedöms ledningsviabiliteten intraoperativt genom observationsbedömning av kirurgen, vilket är subjektivt. Thoraxkirurger är i desperat behov av ny teknik som bättre kan bedöma vävnadsperfusion och ischemi i magkanalen. En sådan teknik är användningen av intraoperativ NIR-avbildning med ICG för att direkt bedöma dessa parametrar.

Hittills har hundratals patienter varit inblandade i studier av NIR-avbildning med ICG för att bedöma perfusion av magkanalen. I detta tillvägagångssätt administreras lågdos ICG (2,5 mg-25 mg) intravenöst och avbildning av den neo-esofageala kanalen påbörjas 30 sekunder senare. I en granskning av över 420 patienter som genomgick detta tillvägagångssätt visade sig denna NIR-signal vara reproducerbar, utan observerad toxicitet. Författare rapporterade fördelar med NIR-avbildning för att identifiera annars icke-detekterbara tvärgående kärl mellan den terminala arkaden och de korta magartärerna. Kanske mer övertygande, i en propensity-poängmatchad studie som involverade över 214 försökspersoner, visade sig patienter som genomgick esofagektomi med tillägg av NIR med ICG ha en 3-faldig minskning (p=0,03) i anastomotiska komplikationer jämfört med de som genomgick traditionell esofagektomi. Vårt mål är att använda Olympus VE2 NIR Imaging System med ICG för att utvärdera gastrisk kanalperfusion under minimalt invasiv esofagektomi.

Tidigare kliniska erfarenheter som involverar ICG-baserad NIR-avbildning för att bedöma segmentell anatomi under lungresektion: Enligt 2019 National Comprehensive Cancer Network (NCCN) riktlinjer, kräver guldstandardbehandlingen av resekterbara maligna lungskador anatomisk resektion (pneumonektomi, segmentlobektomi) eller lymfkörtelprovtagning. För patienter med lesioner större än 2 cm är lobektomi eller pneumonektomi typiskt. Emellertid har segmentektomi för lesioner mindre än 2 cm visat sig ge likvärdiga onkologiska resultat samtidigt som funktionellt lungparenkym bevaras. Trots parenkymsparande fördelar är anatomisk avgränsning av lungsegment utmanande och felaktig. Nuvarande tillvägagångssätt för segmentektomi involverar noggrann klämning av de segmentella luftvägarna som försörjer lungparenkym involverat med tumörbelastning, följt av insufflation av den ipsilaterala lungan. Med detta tillvägagångssätt blåses den icke-klämda (cancerfria) lungan upp medan den fastklämda (lungan som ska resekeras) förblir atelektatisk. Kirurgen resekterar sedan den "icke-uppblåsta" lungan. På grund av kollaterala ventilationsnätverk bland alveoler och obstruktiva förändringar associerade med lungcancer, är gränsdragningen mellan dessa lungområden ofta oklar. Felaktig resektion längs segmentplan kan resultera i kvarhållande av devaskulariserad vävnad, otillräckliga kirurgiska marginaler eller ofullständig rensning av dränerande lymfbanor.

Med tanke på utmaningar förknippade med nuvarande segmentektomimetoder har många grupper börjat använda intraoperativ NIR-avbildning med ICG för att bättre avgränsa segmentell anatomi. Hittills har tusentals patienter över dussintals institutioner använt denna metod. I detta tillvägagångssätt administreras lågdos ICG (från 10-50 mg) intravenöst efter fastklämning av segmental lungartär. Inom några minuter efter ICG-leverans visar oklämt (friskt) parenkym en stark NIR-signal som detekteras med hjälp av ett modifierat torakoskop, medan den fastklämda (som ska resekeras) vävnaden förblir mörk. I dessa studier som rapporterade toxicitet fanns det minimala biverkningar från ICG-tillförseln. Vårt mål är att använda Olympus VE2 NIR Imaging System när det används med ICG för att bedöma segmentell perfusionsanatomi under minimalt invasiv sublobar pulmonell segmentektomi.