Applicazione clinica della tecnologia di imaging a fluorescenza nella chirurgia epatobiliare

Durante la rimozione del tumore al fegato o il trattamento di un cancro diffuso nel fegato, le immagini luminose aiutano a guidare le scelte in sala operatoria -, indipendentemente se il taglio è piccolo o grande. La luce viene assorbita da coloranti speciali, quindi emessa nuovamente in una tonalità diversa, visibile attraverso gli occhi tecnologici. Una telecamera cattura questo bagliore, mostrandolo in diretta sullo schermo affinché la squadra possa vederlo. Il verde indocianina, spesso chiamato ICG, marca i tessuti in questo modo durante le operazioni. Prodotto da vari produttori in tutto il mondo, è entrato per la prima volta nell'uso medico nel maggio del 1960, principalmente per controllare il funzionamento del fegato. Ciò che è iniziato decenni fa influenza ancora oggi le decisioni all’interno degli ospedali. L'ICG assorbe meglio la luce tra 800 e 810 nanometri quando è nel sangue. Il suo bagliore risulta più forte a 835 nanometri. Per questo motivo, il colorante raggiunge circa un centimetro nel tessuto, anche se segnali chiari provengono da profondità inferiori a 8 millimetri. Una volta spinto in una vena, l’ICG si attacca rapidamente alle proteine ​​fluttuanti nel plasma. Le cellule del fegato se ne impadroniscono subito dopo. Quindi lascia il corpo attraverso le vie biliari. La maggior parte della sostanza scompare dalla circolazione in circa due minuti e mezzo o tre minuti. I bambini più grandi e gli adulti-non dovrebbero assumere più di 2 milligrammi per chilogrammo del loro peso. Dopo essere stato iniettato nel tessuto lasso, l'ICG si sposta nei percorsi linfatici. Si raccoglie prima nei linfonodi, poi scorre verso il dotto toracico e i canali sanguigni, per poi uscire attraverso la bile. L'emissione luminosa dell'ICG in queste strutture dura oltre un giorno. Questo metodo mostra risultati più chiari rispetto alle scansioni eseguite con tecnezio-99m durante il monitoraggio delle posizioni dei linfonodi.

 

Sezione 1 Colangiografia a fluorescenza

Quando si rimuove una cistifellea attraverso piccole incisioni, le immagini luminose possono mostrare come sono disposti i tubi biliari all'esterno del fegato. Queste immagini potrebbero rilevare in anticipo layout insoliti dei tubi. A volte compaiono canali biliari aggiuntivi che non sono tipici. Vederli aiuta a evitare problemi. Le linee guida mediche supportano fortemente questo metodo. Le prove degli studi ne sostengono chiaramente l’utilità.

Sezione 2 Imaging del tumore

Il bagliore luminoso dell'ICG aiuta a individuare il cancro con grande precisione. Anche se non visibili prima dell'intervento chirurgico, le escrescenze sul o all'interno del fegato si manifestano - come l'HCC, i tumori del dotto biliare o si diffondono da altri organi. Tuttavia, quasi due punti luminosi su cinque non sono affatto un cancro, quindi qualsiasi nuovo risultato nel corso di un intervento chirurgico- necessita di scansioni aggiuntive per essere verificato (Classe IIa; Livello II-3). Durante la rimozione dei tumori più profondi, il segnale luminoso guida i bordi puliti, impedendo agli strumenti di tagliare il tessuto malato durante la rimozione di met o HCC (Classe IIa; Livello II-3).

Sezione 3 Anatomia della resezione epatica guidata dalla fluorescenza

L'imaging a fluorescenza aiuta a contrassegnare i bordi dei segmenti durante la chirurgia epatica aperta e laparoscopica. Allo stesso tempo, i medici si affidano agli ultrasuoni all'interno della sala operatoria per individuare la vena porta dopo che ha assorbito l'ICG - supportato dalle linee guida di Classe IIb e dalla prova di Livello II-2.

Sezione 4 Fluorescenza ICG utilizzata nella chirurgia del fegato per i trapianti

Durante la rimozione del fegato del donatore, i marcatori luminosi potrebbero mostrare l'area vicino ai rami del dotto biliare. Questo bagliore guida dove tagliare in sicurezza. Gli esperti concordano sulla sua utilità, anche se le prove provengono da studi-di qualità moderata. Il metodo ha ottenuto una valutazione di secondo-livello in base ai dati attuali.

 

 

Sezione 1: Colangiografia a fluorescenza

A. Che ruolo gioca la fluorescenza nella colecistectomia laparoscopica?

Nel 2008, il team di Ishizawa ha provato qualcosa di nuovo - iniettando ICG nelle vene dei pazienti per illuminare il sistema biliare durante la rimozione della cistifellea. Nel corso del tempo, i segnali luminosi dell’ICG hanno iniziato a manifestarsi più spesso nelle operazioni che coinvolgevano il fegato e le vie biliari, soprattutto quando le macchine aiutavano i chirurghi a operare o i fegati venivano sostituiti. Invece di affidarsi solo all’imaging standard, i medici hanno iniziato a utilizzare questi segnali fluorescenti per mappare le strutture dei dotti all’esterno del fegato.

B. I dotti biliari extraepatici possono essere chiaramente visualizzati e identificati utilizzando la fluorescenza ICG?

Il bagliore dell'ICG rende più facile individuare le forme dei dotti biliari durante la rimozione di una cistifellea. Questo aiuta a evitare di danneggiare quei tubi, soprattutto quelli dalla forma insolita o nascosti fino ad ora. A volte quello che sembra il condotto principale non lo è - l'illuminazione cambia la percezione. La ricerca mostra che le viste luminose battono la luce standard nella maggior parte dei casi. Un importante studio del 2019 ha monitorato 639 persone in otto siti in tutto il mondo. Più della metà ha riscontrato benefici nell’imaging speciale. I numeri esatti vengono visualizzati nelle vicinanze di seguito. Ancora una volta, i numeri indicano chiaramente che la colangiografia a fluorescenza è più efficace nell'individuare l'esterno-dei-passaggi biliari del fegato. Eppure ecco che la luce - utilizzata in questo metodo riesce a malapena a penetrare dieci millimetri di materia corporea. Quindi, quando strati densi nascondono quei condotti - diciamo fibre simili a ragnatele vicino all'area di Calot - potrebbero rimanere nascosti. Questo effetto di blocco si manifesta soprattutto quando le persone trasportano peso extra o combattono un intenso gonfiore della cistifellea.

C. I dotti epatici accessori possono essere chiaramente identificati?

Durante l'intervento chirurgico, l'imaging fluorescente mostra i dotti epatici insoliti man mano che appaiono. Il team di Ishizawa ha scoperto che questo metodo individua ogni dotto atipico esterno al fegato prima del taglio. Un esperimento controllato ha rivelato che forme rare di condotti si presentavano nel 4,1% dei casi prima della rimozione, per poi salire al 6,2% dopo - cifre superiori a quelle osservate con l'illuminazione standard.

D. Certo. Ecco la tua versione riscritta: Hai già dato un'occhiata a quei calcoli nel dotto biliare?

Un calcolo nel dotto biliare è scivolato oltre la colangiografia a fluorescenza, probabilmente nascosto dalla bile luminosa raccolta nelle vicinanze. Non tutti i blocchi si presentano chiaramente - alcuni svaniscono sotto ombre fluide e luminose. Dietro la testa del pancreas, dove il dotto è stretto, i problemi spesso rimangono nascosti. Ogni calcolo del dotto cistico si è illuminato senza problemi durante la scansione di Ishizawa. La luminosità significava visibilità - ma a volte troppa luce nasconde invece.

E. È possibile rilevare la perdita di bile?

Esistono pochi dettagli a riguardo, tuttavia alcuni resoconti sparsi menzionano effetti luminosi che individuano perdite di bile sul bordo reciso del fegato quando una parte viene rimossa. Sebbene la copertura rimanga scarsa, alcuni casi evidenziano segnali luminosi che rilevano la fuoriuscita di liquidi durante l'intervento chirurgico. Non è stato scritto molto, tuttavia, rari documenti mostrano luminescenze che rivelano percorsi di perdita in cui il tessuto è stato tagliato. Sebbene le informazioni si affievoliscano, note occasionali descrivono segni luminosi che rivelano infiltrazioni dalle incisioni praticate nell'organo.

F. È possibile delineare l'albero biliare intraepatico mediante fluorescenza?

La luce del vicino-infrarosso può raggiungere pochi strati profondi, quindi per vedere i passaggi biliari del fegato di solito è necessario spostare un po' di tessuto da parte. La colangiografia a fluorescenza fatica qui, bloccata dalla superficie con cui il bagliore viaggia attraverso la materia corporea.

G. La colangiografia a fluorescenza può sostituire la colangiografia tradizionale?

Un'immagine che mostra i dotti biliari utilizzando una tintura luminosa potrebbe funzionare meglio dei metodi a raggi X-durante l'intervento chirurgico. Evita immediatamente le radiazioni fornendo visualizzazioni dal vivo, rendendo le cose più rapide e semplici per il team. Invece di infilare tubi che rischiano di danneggiare i condotti, questo metodo evita completamente questi movimenti. Intorno ai canali principali, i tessuti vicini risaltano più nettamente grazie all'effetto bagliore. Tuttavia, la colangiografia a fluorescenza non riesce a individuare i calcoli del dotto biliare e i dettagli all'interno delle vie biliari del fegato. A causa di questo divario, l’imaging standard mantiene una posizione che non può prendere completamente il sopravvento.

H. Qual è la dose e i tempi appropriati per l'iniezione di ICG?

Da trenta minuti a un'ora prima della procedura, l'ICG può entrare in una vena. La sua uscita attraverso la bile richiede da alcuni minuti fino a venti ore. Una quantità intera potrebbe misurare solo 2,5 mg o, scalata in base al peso corporeo, 0,05 mg per chilogrammo. Un'altra strada è l'iniezione direttamente nel passaggio biliare. Questo percorso utilizza una miscela più debole - ogni millilitro contiene solo 0,025 mg di ICG.

 

Sezione 2: Imaging del tumore

R. Sotto la luce, quanta tintura funziona meglio quando si eliminano le escrescenze nel fegato?

Il tempismo è importante - quando dovrebbe essere somministrato prima dell'intervento chirurgico? Quale metodo evidenzia più chiaramente i punti problematici? Invece di fare supposizioni, si potrebbero ottenere segnali più chiari modificando le impostazioni della fotocamera durante la-procedura?

Alcune aree sembrano sospette ma non sono cancro - come fanno i team a individuare la differenza? Forse si crea meno confusione se i chirurghi confrontano-i cambiamenti di colore in tempo reale con le scansioni pre-operatorie. Ripetere l’immagine da diverse angolazioni potrebbe ridurre gli errori? Non tutte le zone luminose indicano che l'esperienza della malattia - potrebbe aiutare a distinguere il rumore dalla verità. Cosa succede se la luce si affievolisce troppo velocemente - nasconde problemi ai tessuti più profondi? Potrebbero verificarsi meno errori quando i protocolli includono secondi sguardi durante il funzionamento.

B. In che modo la luce brillante aiuta a evidenziare il cancro durante l'intervento chirurgico?

Inizialmente, l'individuazione dell'HCC in fluorescenza è stata una sorpresa durante l'esecuzione della colangiografia. Questo bagliore potrebbe verificarsi perché i tumori mancano le tipiche vie biliari - o con una funzione interrotta o con una disposizione disordinata - oppure comprimono i dotti vicini. Dopo aver iniettato l'ICG prima dell'intervento chirurgico, il cancro cattura il colorante ma fatica a eliminarlo, facendo risaltare la massa dal tessuto epatico sano. A volte, quando il cancro invade la vena porta o forma coaguli, la parte interessata del fegato si illumina in modo più intenso. Nella maggior parte dei casi, il test si attivava quando si manifestava il cancro - 273 su 276 casi confermati lo rilevavano correttamente. Sedici punti hanno fatto scattare l'allarme senza che si trattasse di cancro. Quelli provenivano da aree del fegato guarite, strane escrescenze cellulari, vie biliari extra e persino parti morte all'interno dei tessuti. Dopo aver adeguato questi dati, circa 94 risultati segnalati su 100 erano veramente tumori.

La fluorescenza potrebbe apparire diversa nell’HCC rispetto alla sua diffusione al di fuori del fegato, insieme alle macchie di cancro del colon nel fegato, alle escrescenze del dotto biliare all’interno del fegato o a masse non correlate? Potrebbero mostrare bagliori unici durante la scansione? Cosa succederebbe se i modelli di illuminazione cambiassero tra i tipi di tumore? Il comportamento del colore cambia quando la malattia si sposta oltre il sito originale? Possiamo distinguere una massa dall'altra da come brilla? I tumori legati alla bile-si rifletterebbero in modo diverso rispetto agli altri? La risposta alla luce è distinta anche all’interno del tessuto epatico? Come si confrontano visivamente i tumori secondari con quelli primari? Il rilevamento potrebbe basarsi su tali contrasti visivi? Ciascun tipo potrebbe alterare l’intensità del bagliore a modo suo?

Il debole bagliore osservato nelle scansioni del fegato si divide in tre tipi quando si individuano le macchie tumorali

La fluorescenza mostra l'intero tumore chiaramente separato dal tessuto vicino.

Alcune parti del tumore si illuminano sotto una luce speciale

Un bagliore appare sul bordo della massa - non al suo interno - dove il tessuto epatico sano si illumina in uno schema circolare nelle vicinanze. Questa lucentezza simile a un bordo-proviene da aree intatte che circondano la crescita, mostrando attività solo nelle cellule normali che confinano con il punto anomalo. La lesione stessa rimane scura mentre le regioni vicine emettono luce, delineandone indirettamente la forma attraverso il contrasto.

Alcuni tumori al fegato si illuminano sotto una certa luce, a seconda di quanto appaiono anormali. Non tutti i tumori si illuminano allo stesso modo - alcuni brillano completamente, altri solo parzialmente. I tumori di qualità inferiore spesso mostrano un bagliore ad anello-, soprattutto quando sono coinvolti i vasi sanguigni. Potrebbero diventare visibili anche macchie fuori dal fegato, poiché le cellule tumorali lì catturano ancora un colorante speciale dal sangue. Ma queste macchie non riescono a drenarlo, quindi il colore rimane intrappolato all'interno. Quando gli scienziati hanno inviato il colorante attraverso una vena specifica, hanno visto illuminarsi i grumi nelle principali vie del sangue. Aree diffuse nascoste, non rilevate dalle scansioni prima dell'intervento chirurgico, potrebbero risaltare in questo modo. Questo suggerimento è arrivato dopo aver guardato-la colorazione in tempo reale durante le operazioni. Il bagliore del bordo appare spesso nel CRLM, probabilmente perché la crescita preme sulle vie biliari sane vicine, causando strane perdite dell'ICG. All'interno di quel bordo luminoso, ciò che vedi sotto la lente non è proprio come il contorno visto nell'HCC di basso-grado. Secondo il team di Ishizawa, quando individuava il CRLM sullo strato esterno del fegato, l'illuminazione ICG non mancava mai la - precisione perfetta ogni volta. Individuare tumori larghi solo 3 mm? Le scansioni sonore del tempo dell'intervento chirurgico-insieme ai segnali luminosi battono la TC prima dell'intervento chirurgico seguite dalle scansioni durante. Anche dopo che i farmaci ad alta preparazione hanno ridotto i tumori, deboli barlumi continuano a catturare frammenti nascosti di malattia, forse riducendo la frequenza con cui il cancro ritorna dove l’organo incontra lo spazio aperto.

C. Quali sono i limiti dell'imaging a fluorescenza per l'identificazione dei tumori?

Vicino alla superficie, la luce del vicino-infrarosso aiuta a individuare i tumori fino a 8 mm di profondità nel fegato. Oltre quella profondità, perde efficacia. Invece, i chirurghi si rivolgono agli ultrasuoni durante l’intervento chirurgico. Questo metodo trova escrescenze nascoste più all'interno dei tessuti. Quando si taglia il fegato, qualsiasi area anomala entro 8 mm dal bordo fresco può ancora essere evidenziata con scansioni basate sulla luce. Quelli più profondi rimangono invisibili senza che le onde sonore guidino la strada.

D. Con quale frequenza la fluorescenza individua erroneamente un tumore quando non ce n'è uno, e con quale frequenza ne trascura uno reale?

Anche se l'imaging a fluorescenza rileva bene i più piccoli dettagli e spesso indica problemi reali, si verificano errori - fino a quattro risultati su dieci potrebbero essere errati. Cose come tessuto epatico cicatrizzato, escrescenze insolite ma innocue, iniezione di colorante ICG troppo vicino all'ora dell'intervento chirurgico - diciamo meno di un giorno prima - oltre a crescita anomala del dotto biliare, cellule morte, sacche piene di liquido-o ammassi di vasi sanguigni e macchie benigne dall'aspetto strano-possono confondere i risultati. Quando un nuovo punto si illumina durante un intervento chirurgico, i medici devono controllarlo più da vicino utilizzando lo sguardo, il tatto o le onde sonore all'interno del corpo. A volte i tumori epatici cancerosi non si manifestano affatto con questo metodo. Questo tende a svanire quando passa troppo tempo dopo la somministrazione di ICG - soprattutto oltre i venti-quattro giorni.

E. La fluorescenza ICG può garantire margini chirurgici sicuri?

Punti luminosi all’interno di un tumore, o un anello luminoso attorno ad esso, aiutano a guidare l’intervento chirurgico. Quando la luce appare sul bordo appena tagliato, potrebbero essere esposte cellule tumorali. Invece di fermarti, continua a tagliare oltre la zona luminosa in modo che tutto venga fuori in modo pulito. A volte compaiono piccoli punti luminosi sullo strato esterno del fegato - che suggeriscono una diffusione più profonda attraverso i percorsi sanguigni vicini. Per questo motivo, prelevare più tessuto attorno a questi punti aumenta le possibilità di rimozione completa. Quando si ha a che fare con l'HCC o l'adenoma epatico, il taglio appena fuori dal bordo luminoso tende a rimuovere tutte le cellule tumorali. Tuttavia, in caso di metastasi epatiche, i risultati non sono così chiari - dipendono da quanto il tumore comprime i dotti biliari vicini. Anche la precisione degli strumenti di imaging è importante, oltre all'ampiezza della zona illuminata-; quel bagliore raramente si estende oltre i 5 millimetri perché la penetrazione della luce lo limita. In questo momento, c'è una lacuna - che la ricerca non ha ancora confermato se tagliare proprio in corrispondenza di quel contorno luminoso lascia dietro di sé abbastanza tessuto sano. Eppure le prove suggeriscono che fare un passo di 1 centimetro oltre la linea fluorescente è una scommessa più sicura per ottenere bordi puliti.

F. Quando dovrebbe essere somministrato l'ICG e quanto funziona meglio per individuare i tumori?

Gli esperti non sono ancora sicuri della quantità migliore di ICG o di quando somministrarlo esattamente. Lavori precedenti suggerivano che 0,5 mg/kg somministrati due settimane prima dell’intervento chirurgico aiutassero a evidenziare i tumori durante le operazioni. Quel particolare piano era iniziato con l’obiettivo di verificare il funzionamento del fegato, non di individuare il cancro. Quando si ricercano solo i tumori, i medici potrebbero ridurre la dose a 0,2 mg/kg, utilizzandola invece solo uno o due giorni prima. Se qualcuno ha cirrosi o fegato danneggiato dalla chemio, è logico saltare l'ICG il giorno prima - un eccesso di luminosità nei tessuti sani potrebbe nascondere tumori o creare segnali fuorvianti.

 

Sezione 3: Resezione epatica anatomica

A. Qual è il ruolo della fluorescenza nella resezione anatomica del fegato?

Nel 2008, Aoki scoprì qualcosa di nuovo: - le parti del fegato potevano brillare se colorate con la fluorescenza. Invece di mescolare i coloranti in modo generico, ha spinto 1 ml di ICG (a 5 mg/ml) direttamente in un ramo della vena porta, illuminando solo l’area alimentata da quel percorso. Se utilizzato durante le procedure aperte, ha funzionato più del 90% delle volte. Nel 2012, Ishizawa ha portato avanti questo metodo, testando due nuovi approcci basati sul lavoro di Aoki - "colorazione positiva" e sulla sua controparte, "colorazione negativa". Rispetto al vecchio-blu di metilene, la marcatura guidata ICG-si distingue per un contrasto più chiaro e minori effetti collaterali

UN. Nel profondo del fegato, i motivi luminosi appaiono altrettanto chiaramente come sui bordi esterni. Nel punto in cui il tessuto viene aperto a fette, linee luminose tracciano ciascuna sezione a parte. La luce rivela i confini sotto la superficie, non solo quelli visti in alto. All'interno dell'organo, dopo il taglio, questi marcatori rimangono visibili attraverso gli strati. Ogni area si separa sotto la luce, sia sopra che all'interno. Ciò che appare sulla pelle appare anche nel punto in cui è passato il coltello.

B. In secondo luogo, fornisce una visualizzazione tridimensionale-dei segmenti epatici.

Immediatamente, una volta che l'ICG entra in una vena, appare la vista luminosa. Ciò avviene senza indugio. Man mano che il tessuto epatico si divide, la guida si sviluppa continuamente. Il processo si muove passo dopo passo, supportato da feedback dal vivo. Proprio lì, l'immagine aiuta a tenere traccia dei progressi.

C. La colorazione funziona bene sia che la procedura venga eseguita attraverso piccole incisioni o più grandi. Non importa se gli strumenti vengono inseriti tramite ambito o manualmente, - i risultati rimangono coerenti. Con entrambi i metodi, la chiarezza rimane forte. Anche quando le tecniche differiscono, i risultati rimangono stabili. Attraverso piccoli tagli o ampie aperture, la visibilità rimane chiara.

B. Cos'è la colorazione positiva?

Con l’imaging in tempo reale proveniente da una minuscola telecamera interna, i medici iniettano un colorante luminoso nel vaso sanguigno che alimenta la parte del fegato che contiene il tumore. Man mano che il colorante si diffonde, colora quella sezione, mostrando un bordo netto dove il tessuto cambia sulle superfici esterne ed interne dell'organo. Uno svantaggio? Dipingere l'area in questo modo richiede un controllo preciso - la competenza nella scansione durante l'intervento chirurgico e il posizionamento accurato dell'ago sono elementi indispensabili. Poiché colpire quei segni in modo coerente si rivela difficile, alcuni chirurghi scelgono invece di guidare gli aghi attraverso la pelle prima dell'intervento, contrassegnando la zona con la tintura in anticipo. Successivamente si procede con la rimozione minimamente invasiva della porzione definita, ottenendo risultati altrettanto buoni.

C. Cos'è la colorazione negativa?

Una volta bloccato il ramo portale che alimenta l'area del tumore, il colorante ICG entra in una vena. Il colore luminoso si diffonde attraverso le parti sane del fegato ma salta la sezione bloccata. Quella parte rimane buia mentre tutto il resto si illumina. Invece di illuminare direttamente la zona target, saltarla rende le cose meno complesse. Funziona meglio quando raggiungere i rami esterni al fegato è semplice - come sul lato sinistro (segmenti II e III) o nelle aree centrali-destre vicino ai dotti principali (IVb, V, VI). Quando si ritaglia solo un piccolo pezzo durante una procedura aperta, si tende a preferire che il bersaglio brilli chiaramente. Partendo in modo diverso dalla colorazione negativa, questo metodo ti consente di modificare quanto diventa scura la macchia e dove appare. I bordi della sezione del fegato risultano più nitidi e più facili da vedere. La resezione delle parti superiori della schiena - segmenti sette e otto - risulta in qualche modo più agevole. I problemi sorgono quando si tenta di colpire la vena porta; quella parte richiede una pratica seria. I chirurghi passano anni a stabilizzarsi. Quando si rimuovono più sezioni o metà del fegato, la tecnica più vecchia si adatta meglio. In basso c'è una tabella che aiuta a scegliere quale approccio funziona per ciascuna zona del fegato.