Как системы флуоресцентных эндоскопических камер переписывают стандарты хирургии опухолей

На протяжении многих лет хирурги широко используют эндоскопию в белом-свете для осмотра опухолей и перемещения хирургических инструментов. Однако эндоскопия в белом-свете имеет серьезное ограничение; предоставляя анатомическую информацию, он не дает биохимической информации о просматриваемых тканях. Это может привести к тому, что хирурги допустят ошибки во время резекции опухоли, поскольку опухоль может выглядеть для хирурга совершенно нормальной, а здоровая ткань может выглядеть совершенно аномальной. Можно провести критическое различие между простой визуализацией опухоли и визуализацией опухоли, достаточно четкой, чтобы понять, что она успешно удалена. С появлением хирургии под флуоресцентным-контролем с использованием индоцианинового зеленого и изображений в ближнем инфракрасном диапазоне методы идентификации, рассечения и локализации опухолей изменятся навсегда, и важную роль в этой трансформации будут играть флуоресцентные эндоскопические камеры.

 

Технология: делаем невидимое видимым

Камеры для флуоресцентной эндоскопии предлагают комбинированный подход, поскольку они позволяют одновременно выполнять стандартное-изображение в белом-свете высокого разрешения и обнаруживать сигнал флуоресценции в ближнем-инфракрасном диапазоне (NIR). Принцип работы таких устройств достаточно прост. Флуоресцентное вещество (в основном индоцианин зеленый, ICG) вводится в кровоток пациента, где оно избирательно накапливается в определенных тканях. При возбуждении светом видимого спектра (обычно 760-785 нм) ICG излучает инфракрасный свет (820-830 нм), который затем улавливается специализированной камерой эндоскопа. Благодаря этой технологии можно в режиме реального времени накладывать сигнал флуоресценции на изображение в белом свете.

Ключевое преимущество использования этой технологии заключается в возможности видеть за пределами видимого спектра. Поскольку ИКГ преимущественно накапливается в кровеносных сосудах, это позволяет оценить региональный кровоток и, следовательно, тканевую перфузию. Однако в опухолевых тканях часто наблюдаются изменения сосудистой проницаемости и лимфатического дренажа, что можно использовать для дифференциации злокачественных и здоровых тканей. Таким образом, флуоресцентная эндоскопия позволяет хирургам-онкологам выполнять наиболее важные этапы резекции опухоли с большей точностью и безопасностью.

Современные системы флуоресцентной эндоскопии, такие как новейшие эндоскопы 4K, обеспечивают превосходную визуализацию операционного поля, позволяя переключаться со стандартного режима белого-света на режим флуоресценции. Более того, некоторые видеоэндоскопы способны одновременно захватывать и отображать оба типа изображений. Таким образом, хирург может легко переключаться между режимами или использовать информацию из обоих одновременно для выполнения поставленной задачи.

 

Клиническое применение: трансформация хирургической онкологии

Клиническая ценность флуоресцентного контроля во время операции лучше всего продемонстрирована в области гепатобилиарной хирургии, где флуоресценция индоцианинового зеленого (ICG) играет решающую роль в резекции опухолей печени. ICG накапливается в ткани гепатоцеллюлярной карциномы, что позволяет идентифицировать границы опухоли по характерной флуоресценции. Эта технология позволяет проводить более точные анатомические резекции и способствует сохранению здоровой ткани печени, что крайне важно для пациентов со сниженной функцией печени вследствие печеночной недостаточности.

В хирургии рака желудка картирование сторожевых лимфатических узлов под флуоресцентным-контролем используется для определения области лимфатического дренажа опухоли. Этот метод позволяет выявить первые лимфатические узлы, подвергшиеся опухолевой инфильтрации. В результате хирурги могут выполнять более точную диссекцию лимфатических узлов, чтобы обеспечить полное удаление опухоли на ранних стадиях заболевания, тем самым уменьшая объем хирургического вмешательства и улучшая результаты лечения пациентов.

Кроме того, флуоресцентная хирургия-нашла применение в колоректальной хирургии, где она используется для оценки целостности анастомоза. Состояние области анастомоза является одним из важнейших факторов, влияющих на после-осложнения. Оценивая флуоресцентные свойства анастомоза, хирурги могут определить его примерное состояние и принять обоснованные решения относительно границ резекции и дальнейшего хода операции, что в конечном итоге снижает риск несостоятельности анастомоза в ряде случаев на 30-50%.

Клиническое применение хирургии печени под флуоресцентным-контролем выходит за рамки гепатобилиарных заболеваний: ее можно также использовать и в других операциях,-связанных с опухолями. Например, этот метод предлагает биопсию сторожевого узла и оценку перфузии тканей после мастэктомии при хирургии рака молочной железы. Кроме того, это позволяет обнаруживать сторожевые узлы при хирургии урологических опухолей и повышает точность лимфаденэктомии при гинекологических онкологических операциях. Наконец, хирургия под флуоресцентным-контролем позволяет выявлять метастазы рака брюшины в гинекологической онкологии.

 

От «видимого» к «осуществимому»: клиническое решение-Смена парадигмы

Истинная ценность флуоресцентной эндоскопии заключается не только в улучшенной визуализации анатомических структур во время операции, поскольку она влияет на сам процесс-принятия решений. Традиционные формы онкологической хирургии включают предоперационную стадию и визуализацию (КТ, МРТ, ПЭТ) и оценку локализованных структур во время операции; все это косвенные и не-мгновенные методы. Флуоресцентная визуализация позволяет получать информацию непосредственно во время операции, что позволяет хирургу делать лучший выбор в режиме реального времени.

Возьмем, к примеру, метастазы в печень. Пред-визуализация может выявить ряд метастатических поражений печени, и хирурги удаляют их все. Однако как интра-операционная пальпация, так и ультразвуковое исследование позволяют обнаружить дополнительные небольшие метастазы, которые не были видны при пред-визуализации. Флуоресцентная визуализация дает больше шансов визуализировать все небольшие вторичные новообразования, что приводит к удалению большего количества тканей во время операции. Важность этого заключается в концепции резекции R0 или полного удаления раковой ткани; это важный показатель выживаемости и качества жизни после рака.

Аналогичные соображения принимаются во внимание при оценке границ хирургически удаленной ткани. Во многих случаях флуоресцентная визуализация позволяет определить онкологическую безопасность краев во время операции, а это значит, что хирург при необходимости может сразу внести коррективы. Это может устранить необходимость в дополнительной операции при оценке границ с использованием традиционных методов, таких как анализ замороженных срезов.

 

Проблемы и соображения

Несмотря на преимущества хирургии под флуоресцентным-контролем, у нее есть несколько недостатков. Технология флуоресцентной визуализации сопряжена с рядом проблем, включая необходимость стандартизированной дозировки и времени инъекций индоцианинового зеленого (ИКГ), оптимальных настроек флуоресцентной визуализации, а также опыта и образования хирурга. В настоящее время существуют расхождения в схемах ИКГ между учреждениями и даже внутри отдельных учреждений в зависимости от процедуры. В идеале доза должна быть скорректирована так, чтобы максимизировать контраст и минимизировать фоновый «шум», а время инъекции имеет решающее значение и зависит от типа визуализируемой ткани. Более того, интерпретация результатов флуоресценции часто требует знания технологии и понимания ее ограничений, таких как тот факт, что не все злокачественные опухоли демонстрируют повышенную флуоресценцию, в отличие от некоторых нормальных тканей. В то же время ложно-положительные результаты иногда можно наблюдать при воспалительных состояниях, а ложно-отрицательные результаты могут возникать, если опухолевая ткань плохо васкуляризирована. Таким образом, образование и профессиональная подготовка также являются важными компонентами этой технологии.

Кроме того, стоимость и доступность оборудования и ICG могут быть непомерно высокими, по крайней мере на начальном этапе. Камеры флуоресцентной эндоскопии являются дорогостоящим оборудованием, тогда как ICG в настоящее время считается роскошью. Однако ожидается, что стоимость оборудования снизится из-за усиления конкуренции на рынке, и доступность флуоресцентных эндоскопов вскоре станет более распространенной, хотя первоначально она будет сосредоточена в крупных медицинских центрах.

 

Пейзаж 2026 года и далее

По состоянию на 2026 год флуоресцентная эндоскопия превратилась из нового инструмента в стандартную практику во многих областях хирургической онкологии. В сочетании с достижениями в области эндоскопической визуализации 4K и 3D флуоресценция является частью интегрированной платформы, которая охватывает широкий спектр хирургических показаний. Аналитики прогнозируют дальнейшее внедрение, чему способствует расширение доказательной базы и возможности совместной разработки с дополнительными технологиями.

Несколько многообещающих инноваций стремительно меняют эту сферу. На клиническом фронте новые таргетные флуоресцентные агенты, способные связываться со специфическими рецепторами опухолевых клеток, по-видимому, имеют значительный потенциал, чтобы превзойти индоцианин зеленый с точки зрения специфичности опухолевой ткани. В настоящее время исследователи оценивают различные лиганды, нацеленные, среди прочего, на рецепторы фолиевой кислоты, EGFR и PSMA.

Между тем, на техническом фронте анализ флуоресцентных изображений совершает революцию благодаря включению алгоритмов машинного обучения, которые могут отличать важную информацию от ненужной, выявлять закономерности, слишком тонкие для обнаружения человеческим глазом, и даже классифицировать опухоли на основе их моделей флуоресценции. Все больше данных начинает свидетельствовать о том, что использование искусственного интеллекта для интерпретации хирургической флуоресцентной визуализации может устранить большую часть догадок, обычно связанных с хирургией под флуоресцентным контролем, позволяя даже минимально опытным хирургам выполнять операции так же хорошо, как их более опытным коллегам.

Заглядывая в будущее, можно сказать, что сочетание флуоресцентной эндоскопии с другими передовыми-технологиями, включая хирургическую навигацию с дополненной реальностью и роботизированную-хирургию, потенциально может создать синергию, которая приведет к созданию полностью интегрированной экосистемы, в которой многочисленные разрозненные формы информации объединяются в последовательную, единую картину. Такая система может позволить хирургу одновременно визуализировать и интерпретировать различные формы данных, включая роботизированную-диссекцию, соответствующую предоперационную визуализацию, флуоресцентную визуализацию и даже интраоперационное ультразвуковое исследование, с большей легкостью и точностью.

Переход от эндоскопии в белом-свете к хирургии под флуоресцентным-контролем действительно является революционным, но не только благодаря технологическому прогрессу. С этим происходит сдвиг парадигмы в онкологической хирургии от анатомического подхода к биологическому. Теперь хирург может заглянуть за рамки анатомии и визуализировать функции и биохимию. Проблемы оценки границ и мониторинга перфузии решаются благодаря новым возможностям объективной оценки и интраоперационной обратной связи. Самое главное, клиническая неопределенность относительно достижения полной резекции заменяется немедленным визуальным подтверждением резекции без опухоли.

Системы флуоресцентных эндоскопических камер сделали возможным этот переход и будут продолжать делать это в будущем, поскольку область движется к целенаправленным зондам, искусственному интеллекту и мультимодальным системам. В этом отношении настоящая работа является лишь одним шагом на гораздо более широком пути, который приведет к повышению терапевтической эффективности и, в конечном итоге, к излечению большего числа пациентов от рака.