Clinical Utility of Laser Speckle Contrast Imaging and Real-Time Quantification of Bowel Perfusion in Minimally Invasive Left-Sided Colorectal Resections

BACKGROUND

Left-sided colorectal surgery demonstrates high anastomotic leak rates, with tissue ischemia thought to influence outcomes. Indocyanine green is commonly used for perfusion assessment, but evidence remains mixed for whether it reduces colorectal anastomotic leaks. Laser speckle contrast imaging provides dye-free perfusion assessment in real-time through perfusion heat maps and quantification.

OBJECTIVE

This study investigates the efficacy of advanced visualization (indocyanine green versus laser speckle contrast imaging), perfusion assessment, and utility of laser speckle perfusion quantification in determining ischemic margins.

DESIGN

Prospective intervention group using advanced visualization with case-matched, retrospective control group.

SETTINGS

Single academic medical center.

PATIENTS

Forty adult patients undergoing elective, minimally invasive, left-sided colorectal surgery.

INTERVENTIONS

Intraoperative perfusion assessment using white light imaging and advanced visualization at 3 time points: T1-proximal colon after devascularization, before transection, T2-proximal/distal colon before anastomosis, and T3-completed anastomosis.

MAIN OUTCOME MEASURES

Intraoperative indication of ischemic line of demarcation before resection under each visualization method, surgical decision change using advanced visualization, post hoc laser speckle perfusion quantification of colorectal tissue, and 30-day postoperative outcomes.

RESULTS

Advanced visualization changed surgical decision-making in 17.5% of cases. For cases in which surgeons changed a decision, the average discordance between the line of demarcation in white light imaging and advanced visualization was 3.7 cm, compared to 0.41 cm ( p  = 0.01) for cases without decision changes. There was no statistical difference between the line of ischemic demarcation using laser speckle versus indocyanine green ( p  = 0.16). Laser speckle quantified lower perfusion values for tissues beyond the line of ischemic demarcation while suggesting an additional 1 cm of perfused tissue beyond this line. One (2.5%) anastomotic leak occurred in the intervention group.

LIMITATIONS

This study was not powered to detect differences in anastomotic leak rates.

CONCLUSIONS

Advanced visualization using laser speckle and indocyanine green provides valuable perfusion information that impacts surgical decision-making in minimally invasive left-sided colorectal surgeries. See Video Abstract .

UTILIDAD CLNICA DE LAS IMGENES DE CONTRASTE MOTEADO CON LSER Y LA CUANTIFICACIN EN TIEMPO REAL DE LA PERFUSIN INTESTINAL EN RESECCIONES COLORRECTALES DEL LADO IZQUIERDO MNIMAMENTE INVASIVAS

ANTECEDENTES:La cirugía colorrectal del lado izquierdo demuestra altas tasas de fuga anastomótica, y se cree que la isquemia tisular influye en los resultados. El verde de indocianina se utiliza habitualmente para evaluar la perfusión, pero la evidencia sobre si reduce las fugas anastomóticas colorrectales sigue siendo contradictoria. Las imágenes de contraste moteado con láser proporcionan una evaluación de la perfusión sin colorantes en tiempo real a través de mapas de calor de perfusión y cuantificación.OBJETIVO:Este estudio investiga la eficacia de la evaluación de la perfusión mediante visualización avanzada (verde de indocianina versus imágenes de contraste moteado con láser) y la utilidad de la cuantificación de la perfusión con moteado láser para determinar los márgenes isquémicos.DISEÑO:Grupo de intervención prospectivo que utiliza visualización avanzada con un grupo de control retrospectivo de casos emparejados.LUGARES:Centro médico académico único.PACIENTES:Cuarenta pacientes adultos sometidos a cirugía colorrectal electiva, mínimamente invasiva, del lado izquierdo.INTERVENCIONES:Evaluación de la perfusión intraoperatoria mediante imágenes con luz blanca y visualización avanzada en tres puntos temporales: T1-colon proximal después de la devascularización, antes de la transección; T2-colon proximal/distal antes de la anastomosis; y T3-anastomosis completa.PRINCIPALES MEDIDAS DE VALORACIÓN:Indicación intraoperatoria de la línea de demarcación isquémica antes de la resección bajo cada método de visualización, cambio de decisión quirúrgica mediante visualización avanzada, cuantificación post-hoc de la perfusión con láser moteado del tejido colorrectal y resultados posoperatorios a los 30 días.RESULTADOS:La visualización avanzada cambió la toma de decisiones quirúrgicas en el 17,5% de los casos. Para los casos en los que los cirujanos cambiaron una decisión, la discordancia promedio entre la línea de demarcación en las imágenes con luz blanca y la visualización avanzada fue de 3,7 cm, en comparación con 0,41 cm (p = 0,01) para los casos sin cambios de decisión. No hubo diferencias estadísticas entre la línea de demarcación isquémica utilizando láser moteado versus verde de indocianina (p = 0,16). El moteado con láser cuantificó valores de perfusión más bajos para los tejidos más allá de la línea de demarcación isquémica y al mismo tiempo sugirió 1 cm adicional de tejido perfundido más allá de esta línea. Se produjo una fuga anastomótica (2,5%) en el grupo de intervención.LIMITACIONES:Este estudio no tuvo el poder estadístico suficiente para detectar diferencias en las tasas de fuga anastomótica.CONCLUSIONES:La visualización avanzada utilizando moteado láser y verde de indocianina proporciona información valiosa sobre la perfusión que impacta la toma de decisiones quirúrgicas en cirugías colorrectales mínimamente invasivas del lado izquierdo. (Traducción-Dr. Ingrid Melo).

Mutation of the gene encoding fibrillin-2 results in syndactyly in mice

Fibrillins are large, cysteine-rich glycoproteins that form microfibrils and play a central role in elastic fibrillogenesis. Fibrillin-1 and fibrillin-2, encoded by FBN1 on chromosome 15q21.1 and FBN2 on chromosome 5q23-q31, are highly similar proteins. The finding of mutations in FBN1 and FBN2 in the autosomal dominant microfibrillopathies Marfan syndrome (MFS) and congenital contractural arachnodactyly (CCA), respectively, has highlighted their essential role in the development and homeostasis of elastic fibres. MFS is characterized by cardiovascular, skeletal and ocular abnormalities, and CCA by long, thin, flexed digits, crumpled ears and mild joint contractures. Although mutations arise throughout FBN1, those clustering within exons 24-32 are associated with the most severe form of MFS, so-called neonatal MFS. All the mutations described in CCA occur in the "neonatal region" of FBN2. Both MFS and CCA are thought to arise via a dominant negative mechanism. The analysis of mouse mutations has demonstrated that fibrillin-1 microfibrils are mainly engaged in tissue homeostasis rather than elastic matrix assembly. In the current investigation, we have analysed the classical mouse mutant shaker-with-syndactylism using a positional candidate approach and demonstrated that loss-of-function mutations outside the "neonatal region" of Fbn2 cause syndactyly in mice. These results suggest that phenotypes distinct from CCA may result in man as a consequence of mutations outside the "neonatal region" of FBN2.