Методика количественного флуоресцентного анализа с применением индоцианина зеленого в ранней диагностике острой ишемии тонкой кишки: экспериментальное исследование

Интраоперационная оценка жизнеспособности тканей полых органов ЖКТ во время хирургических вмешательств при острой мезентериальной ишемии и целого ряда других хирургических операциях остаётся нерешённой проблемой. Существующие способы определения границ жизнеспособности тканей в условиях острого нарушения кровоснабжения характеризуются низкой степень чувствительности, что усложняет выбор тактики хирургического лечения пациента. Целью работы была оценка эффективности методики интраоперационной флуоресцентной визуализации ишемических изменений стенки кишки с использованием нового устройства «MMC Scope ICG», позволяющего использовать V/Q-ICG метод исследования для проведения количественной ангиографии c индоцианином зелёным (ICG), выполняемой в ближнем инфракрасном диапазоне. Крысы стока Вистар были разделены на четыре группы: 1) 15-минутная, 2) 30-минутная, 3) 45-минутная и 4) 60-минутная ишемия кишки, которым через 30 минут реперфузии проведены записи кривых изменений во времени яркости ICG-флуоресценции в зонах с ишемическим и реперфузионным повреждением ткани кишки в сравнении с контрольными участками здоровой кишки. Сопоставление выраженности изменений, указанных динамических кривых с типовыми морфологическими изменениями в образцах кишки крыс позволило определить прямую положительную связь между характером изменений ICG-флуоресценций и выраженностью морфологических изменений повреждённого участка кишечника.

острая мезентериальная ишемия, инфаркт кишечника, флуоресценция в ближнем инфракрасном диапазоне, индоцианин зеленый

1. Acosta S. Mesenteric ischemia. Curr Opin Crit Care. 2015;21(2):171-178. doi: 10.1097/MCC.0000000000000189.

2. Clair D.G., Beach J.M. Mesenteric Ischemia. N Engl J Med. 2016;10;374(10):959-68. doi: 10.1056/NEJMra1503884.

3. Bala M., Catena F., Kashuk J. et al. Acute mesenteric ischemia: updated guidelines of the World Society of Emergency Surgery. World J Emerg Surg. 2022;19;17(1):54. doi: 10.1186/s13017-022-00443-x.

4. Yu H., Kirkpatrick I.D.C. An Update on Acute Mesenteric Ischemia. Can Assoc Radiol J. 2023;74(1):160-171. doi: 10.1177/08465371221094280.

5. Urbanavičius L., Pattyn P., de Putte D.V., Venskutonis D. How to assess intestinal viability during surgery: a review of techniques. World J Gastrointest Surg. 2011; May 27;3(5):59-69. doi: 10.4240/wjgs.v3.i5.59.

6. Desmettre T., Devoisselle J.M., Morton S. Fluorescence Properties and Metabolic Features of Indocyanine Green (ICG) as Related to Angiography. Survey of ophthalmology. 2000;45(1):15-27 doi: 10.1016/S0039-6257(00)00123-5.

7. Rubben A., Eren S., Krein R. at al. Infrared videoangiofluorography of the skin with indocyanine green - rat random cutaneous flap model and results in man. Microvasc Res. 1994;47(2):240-251. doi: 10.1006/mvre.1994.1018.

8. Mizukami A., Furuya S., Takiguchi K. et al.Intraoperative indocyanine green fluorescence for precise resection of nonocclusive mesenteric ischemia: a case report and diagnostic considerations based on pathology findings. Surg Case Rep. 2024;4;10(1):230. doi: 10.1186/s40792-024-02024-3.

9. Miyashita R., Kitazawa M., Tokumaru S. Importance of intraoperative indocyanine green imaging in the management of non-occlusive mesenteric ischemia: a case report. Surg Case Rep. 2023;27;9(1):31. doi: 10.1186/s40792-023-01614-x.

10. Nakagawa Y., Kobayashi K., Kuwabara S. at al. Use of indocyanine green fluorescence imaging to determine the area of bowel resection in non-occlusive mesenteric ischemia: A case report.Int J Surg Case Rep. 2018;51:352-357. doi: 10.1016/j.ijscr.2018.09.024.

11. Irie T., Matsutani T., Hagiwara N., Nomura T. Successful treatment of non-occlusive mesenteric ischemia with indocyanine green fluorescence and open-abdomen management. Clin J Gastroenterol. 2017;10(6):514-518. doi: 10.1007/s12328-017-0779-3.

12. Khalaf M.H., Abdelrahman H., El-Menyar A. at al. Utility of indocyanine green fluorescent dye in emergency general surgery: a review of the contemporary literature. Front Surg. 2024;14;11:1345831. doi: 10.3389/fsurg.2024.1345831.

13. Fransvea P., Fico V., Puccioni C. at al. Application of fluorescence-guided surgery in the acute care setting: a systematic literature review. Langenbecks Arch Surg. 2023;25;408(1):375. doi: 10.1007/s00423-023-03109-7.

14. Gioux S., Choi H.S., Frangioni J.V. Image-guided surgery using invisible near-infrared light: fundamentals of clinical translation. Mol Imaging. 2010;9(5):237-55. PMID: 20868625.

15. Kudszus S., Roesel C., Schachtrupp A., Höer J.J.Intraoperative laser fluorescence angiography in colorectal surgery: a noninvasive analysis to reduce the rate of anastomotic leakage. Langenbecks Arch Surg. 2010;395(8):1025-30. doi: 10.1007/s00423-010-0699-x.

16. Nerup N., Preisler L., Svendsen M.B. et al. Quantification of fluorescence angiography in a porcine model. Langenbeck’s Arch Surg 2017;402(4):655-662. doi: 10.1007/s00423-016-1531-z.

17. Degett T.H., Andersen H.S., Gogenur I. Indocyanine green fluorescence angiography for intraoperative assessment of gastrointestinal anastomotic perfusion: a systematic review of clinical trials. Langenbeck’s Arch Surg. 2016;401(6):767-75. doi: 10.1007/s00423-016-1400-9.

18. Jansen S.M., de Bruin D.M., van Berge Henegouwen M.I. et al. Optical techniques for perfusion monitoring of the gastric tube after esophagectomy: a review of technologies and thresholds. Dis Esophagus. 2018;1;31(6). doi: 10.1093/dote/dox161.

19. Ladak F., Dang J.T., Switzer N. at al. Indocyanine green for the prevention of anastomotic leaks following esophagectomy: a meta-analysis. Surg Endo. 2019;33(2):384-394. doi: 10.1007/s00464-018-6503-7.

20. Slooter M.D., Eshuis W.J., Cuesta M.A. et al. Fluorescent imaging using indocyanine green during esophagectomy to prevent surgical morbidity: a systematic review and meta-analysis. J Thorac Dis 2019;11(Suppl 5): S755-S765. doi: 10.21037/jtd.2019.01.30.

21. Arezzo A., Bonino M.A., Ris F. et al.Intraoperative use of fluorescence with indocyanine green reduces anastomotic leak rates in rectal cancer surgery: an individual participant data analysis. Surg Endosc 2020;34(10):4281-4290. doi: 10.1007/s00464-020-07735-w.

22. Miyashita R., Tokutake A., Nimori S., Goto H. Importance of intraoperative indocyanine green imaging in the management of non-occlusive mesenteric ischemia: a case report. Surg Case Rep. 2023;27;9(1):31. doi: 10.1186/s40792-023-01614-x.

23. Watt-Boolsen S. Non-occlusive intestinal infarction. Acta Chir Scand. 1977;143:365-369.

24. Diana M., Halvax P., Dallemagne B. et al. Real-time navigation by fluorescence-based enhanced reality for precise estimation of future anastomotic site in digestive surgery. Surg Endosc. 2014;28(11):3108-18. doi: 10.1007/s00464-014-3592-9.

25. Son G.M., Kwon M.S., Kim Y. Quantitative analysis of colon perfusion pattern using indocyanine green (ICG) angiography in laparoscopic colorectal surgery. Surg Endosc. 2019;33(5):1640-1649. doi: 10.1007/s00464-018-6439-y.

26. Wada T., Kawada K., Takahashi R. et al. ICG fluorescence imaging for quantitative evaluation of colonic perfusion in laparoscopic colorectal surgery. Surg Endosc. 2017;31(10):4184-4193. doi: 10.1007/s00464-017-5475-3.

27. Lütken C.D., Achiam M.P., Osterkamp J. at al. Quantification of fluorescence angiography: Toward a reliable intraoperative assessment of tissue perfusion - A narrative review. Langenbecks Arch Surg. 2021;406(2):251-259. doi: 10.1007/s00423-020-01966-0.

28. Diana M, Noll E., Diemunsch P. Enhanced-reality video fluorescence: a real-time assessment of intestinal viability. Ann Surg. 2014;259(4):700-7. doi: 10.1097/SLA.0b013e31828d4ab3.

29. Matsui A., Winer J.H., Laurence R.G., Frangioni J.V. Predicting the survival of experimental ischaemic small bowel using intraoperative near-infrared fluorescence angiography. Br J Surg. 2011;98(12):1725-34. doi: 10.1002/bjs.7698.

30. Duprée A., Rieß H., von Kroge P.H. at al.Intraoperative quality assessment of tissue perfusion with indocyanine green (ICG) in a porcine model of mesenteric ischemia. PLoS One. 2021;20;16(7): e0254144. doi: 10.1371/journal.pone.0254144.

31. Chiu C.J., McArdle A.H., Brown R. at al.Intestinal mucosal lesion in low-flow states. I. A morphological, hemodynamic, and metabolic reappraisal. Arch Surg. 1970;101(4):478-483. doi: 10.1001/archsurg.1970.01340280030009.

32. Karliczek A., Harlaar N.J., Zeebregts C.J. at al. Surgeons lack predictive accuracy for anastomotic leakage in gastrointestinal surgery.Int J Colorectal Dis. 2009;24(5):569-576. doi: 10.1007/s00384-009-0658-6.