Objective: To assess the possibilities of fluorescent detection system in qualitative and quantitative assessment of bowel perfusion in colorectal resections.
Material and methods: From May to August 2023, a single-center pilot cross-sectional unblinded study with inclusion of 18 patients with colon cancer (of left-sided - 12, of right-sided - 6, mean age - 72.9 years, m/w - 61/39%) was conducted. All patients underwent laparoscopic colorectal resections with extracorporeal stage of bowel transection. The evaluation of the bowel's ICG perfusion was conducted to assist in decision making about the level of its resection. Qualitative (visual) assessment was carried out in all 18 patients, in one patient twice, quantitative assessment of perfusion was conducted in 8 patients (left-sided resections - 6, right-sided hemicolectomy - 2). The qualitative evaluation was performed in real time on the analysis of the color gradient. The time parameters and fluorescence intensity at different level proximally and distally from the resection line were quantitatively estimated: Tstart - time of occurrence of minimal fluorescence in the areas of interest after the ICG injection (sec); Tmax - time to achieve maximum fluorescence intensity after the ICG injection (sec); Tmax-start - time interval between Tstart and Tmax, Imax - level of maximum fluorescence intensity (I).
Results: Visual qualitative analysis of fluorescence revealed unsatisfactory perfusion characteristics (black, dark-gray color) in the area planned by the surgeon to anastomose the bowel in 3 of 18 patients (16.6%). When analyzing the quantitative data of this group of patients, there was a 2-6-fold decrease in Imax level, and one patient had an increase in Tmax-start at the level of intended resection compared to the bowel's sections in the favorable zone. In all cases, the final bowel transection was conducted in the area of good perfusion. There was no clinical evidence of anastomotic dehiscence in the study group.
Conclusion: Intraoperative evaluation of bowel perfusion is an important component of safe anastomosis formation in colorectal surgery. The use of ICG-FA allows to conduct qualitative and quantitative assessment of tissue perfusion of the bowel in order to assist in making intraoperative decisions. Quantitative evaluation of fluorescence provides more objective information about perfusion parameters. Imax and Tmax-start are the most promising quantitative indicators of local bowel's perfusion. Nevertheless, the precise interpretation of the quantitative indicators of ICG perfusion needs to be clarified.
Цель исследования: Изучить возможности системы флюоресцентной детекции в качественной и количественной оценке перфузии кишки на этапе принятия решения об уровне ее пересечения при выполнении колоректальных резекций.
Материал и методы: С мая по август 2023 г. проведено одноцентровое пилотное поперечное неослепленное исследование с включением 18 больных раком толстой кишки (левой половины — 12, правой — 6; 61% мужчин, 39% женщин, средний возраст 72,9 года). Всем пациентам выполнена лапароскопическая колоректальная резекция с экстракорпоральным этапом пересечения кишки. Оценка перфузии кишки с индоцианином зеленым (ICG) проведена с целью обоснования принятия решения об уровне ее резекции. Качественная (визуальная) оценка выполнена у всех пациентов, количественная оценка перфузии проведена у 8 больных (левосторонняя резекция — у 6, правосторонняя гемиколэктомия — у 2). Качественную оценку проводили в режиме реального времени путем анализа градиента цвета. Количественно оценивали временные параметры и интенсивность флюоресценции на разных уровнях проксимально и дистально от линии резекции: Tstart — время появления минимальной флюоресценции в зонах интереса после введения ICG (с); Tmax — время достижения максимальной интенсивности флюоресценции после введения ICG (с); Tmax—start — временной интервал между Tstart и Tmax, Imax — уровень максимальной интенсивности флюоресценции.
Результаты: Визуальный качественный анализ флюоресценции выявил неудовлетворительные характеристики перфузии (черный, темно-серый цвет) в зоне, запланированной хирургом для анастомозирования кишки у 3 (16,6%) из 18 пациентов. При анализе количественных данных пациентов этой подгруппы отмечено 2—6-кратное снижение уровня Imax, а у 1 больного — увеличение Tmax—start на уровне предполагаемой резекции по сравнению с участками кишки в благоприятной зоне. Во всех случаях окончательное пересечение кишки проведено в зоне хорошей перфузии. Клинических проявлений несостоятельности анастомоза у пациентов исследуемой группы не было.
Заключение: Интраоперационная оценка перфузии кишки — важный компонент безопасного формирования анастомоза в колоректальной хирургии. Использование флюоресценции с индоцианином зеленым позволяет провести качественную и количественную оценку тканевой перфузии кишки с целью обоснования интраоперационных решений. Количественная оценка флюоресценции предоставляет более объективную информацию о параметрах перфузии. Imax и Tmax—start — наиболее перспективные количественные показатели локальной перфузии кишки. Однако есть необходимость в повышении точности интерпретации количественных показателей перфузии, определяемой методом флюоресценции с индоцианином зеленым.
Keywords: anastomosis leakage; colorectal surgery; fluorescent angiography; fluorescent imaging; indocyanine green; near infrared; tissue perfusion.