Neue intraoperative fluoreszenzbasierte und spektroskopische Bildgebungsverfahren in der Viszeralmedizin – Präzisionschirurgie im „Hightech“-OP

Zusammenfassung

Hintergrund Die Fluoreszenz-Angiografie (FA) mit Indocyanin-Grün (ICG) und das Hyperspektral-Imaging (HSI) sind neue intraoperative Visualisierungsmöglichkeiten in der Abdominal-, Gefäß- und Transplantationschirurgie. Ziel ist es, damit die postoperative Morbidität und Mortalität im Sinne der Präzisionschirurgie und Patientensicherheit zu reduzieren. In diesem Artikel werden aktuelle Daten und das zukünftige innovative Potenzial der Echtzeit-Bildgebungsmodalitäten hervorgehoben.

Methoden Das Prinzip der neuen „Imaging“-Verfahren und deren klinische Anwendungen werden aufgearbeitet mit Blick auf Anastomoseninsuffizienzen, die die folgenschwersten Komplikationen in der gastrointestinalen Chirurgie nach onkologischen Resektionen darstellen.

Ergebnisse Während die FA die Gabe eines Fluoreszenzfarbstoffs erfordert, ist HSI völlig kontaktfrei und nichtinvasiv. Beide Methoden können in „Real-Time“-Applikation physiologische Gewebeeigenschaften, zudem die FA auch dynamische Phänomene, erfassen. Die Verfahren dauern nur wenige Sekunden und stören den operativen Ablauf nicht wesentlich. Sie sind hinsichtlich ihrer Aussagekraft für eine mögliche Änderung der operativen Strategie als komplementär zu betrachten. Unsere eigenen Weiterentwicklungen der Modalitäten liegen insbesondere im Bereich der Datenvisualisierung sowie der automatischen Datenanalyse unter Einsatz der künstlichen Intelligenz (KI) und der Miniaturisierung der bisherigen Geräte für einen zukünftigen Einsatz in der Endoskopie, der minimalinvasiven und der roboterassistierten Chirurgie.

Schlussfolgerung Insgesamt ist die Zahl der Studien im Forschungsfeld der intraoperativen Bildgebung zurzeit noch sehr limitiert. Ob diese neue Art der Präzisionschirurgie im „Hightech“-OP mit der Kombination aus HSI, FA und Robotik zu einer verbesserten Patientensicherheit durch Minimierung der postoperativen Morbidität und Mortalität führt, muss in weiterführenden multizentrischen Studien evaluiert werden.

Abstract

Introduction Fluorescence angiography (FA) with indocyanine green (ICG) and hyperspectral imaging (HSI) are novel intraoperative visualization techniques in abdominal, vascular and transplant surgery. With the purpose of precision surgery, and in order to increase patient’s safety, these new tools aim at reducing postoperative morbidity and mortality. This review discusses and highlights recent developments and the future potential of real-time imaging modalities.

Methods The underlying mechanisms of the novel imaging methods and their clinical impact are displayed in the context of avoiding anastomotic leaks, the most momentous complications in gastrointestinal surgery after oncologic resections.

Results While FA is associated with the admission of a fluorescence agent, HSI is contact-free and non-invasive. Both methods are able to record physiological tissue properties in real-time. Additionally, FA also measures dynamic phenomena. The techniques take a few seconds only and do not hamper the operative workflow considerably. With regard to a potential change of the surgical strategy, FA and HSI have an equal significance. Our own advancements reflect, in particular, the topics of data visualization and automated data analyses together with the implementation of artificial intelligence (AI) and minimalization of the current devices to install them into endoscopes, minimal-invasive and robot-guided surgery.

Conclusion There are a limited number of studies in the field of intraoperative imaging techniques. Whether precision surgery in the “high-tech” OR together with FA, HSI and robotics will result in more secure operative procedures to minimize the postoperative morbidity and mortality will have to be evaluated in future multicenter trials.

Schlüsselwörter

Bildgestützte Chirurgie - Fluoreszenz-Angiografie (FA) - Indocyanin-Grün (ICG) - Hyperspektral-Imaging (HSI) - nichtinvasive Gewebeanalyse - optimierte chirurgische Qualität - Präzisionschirurgie - Patientensicherheit - Viszeralmedizin

Keywords

Image-guided surgery - Fluorescence angiography (FA) - Indocyanine green (ICG) - Hyperspectral imaging (HSI) - Visceral medicine - Non-invasive tissue analyses - Optimized surgical quality - Precision surgery - Patient safety

Publication History

Received: 17 February 2021

Accepted after revision: 11 April 2021

Article published online:
22 June 2021

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