Detektion der intersegmentalen Ebene bei thorakoskopischer Segmentektomie mittels Infrarot-Thermographie
Die Segmentektomie hat sich als effektives Verfahren zur Behandlung von frühzeitigem Lungenkrebs etabliert. Diese Methode zielt darauf ab, die Lungenfunktion bestmöglich zu erhalten, während die postoperativen Überlebensraten mit denen ausgedehnter Resektionen vergleichbar bleiben. Der Erfolg der Segmentektomie hängt jedoch von mehreren Faktoren ab, darunter der Erfahrung des Chirurgen, der Kenntnis der Lungenanatomie und der präzisen Identifizierung der intersegmentalen Ebene während des Eingriffs. Die Bestimmung dieser Grenzfläche ist entscheidend, um die Resektionsgrenzen exakt festzulegen.
Traditionell werden zwei Hauptmethoden zur Identifikation der intersegmentalen Ebene eingesetzt. Die erste Methode, die „Inflation-Deflation-Technik“, beinhaltet das Aufblähen der Lunge nach Okklusion des Zielbronchus, wodurch eine sichtbare Grenze zwischen ventiliertem und kollabiertem Gewebe entsteht. Dieser Prozess erfordert jedoch 10–15 Minuten intraoperative Zeit, was die Effizienz verringert und das Risiko für Patienten erhöht. Die zweite Methode nutzt Indocyaningrün, das intravenös oder intrabronchial injiziert wird, um die intersegmentale Ebene sichtbar zu machen. Obwohl wirksam, birgt diese Technik Risiken durch Toxizität und allergische Reaktionen.
Aufgrund dieser Limitationen besteht Bedarf an sichereren, schnelleren und zuverlässigeren Methoden. Fortschritte in der Infrarot-Thermographie bieten eine vielversprechende Alternative. Dieses nicht-invasive bildgebende Verfahren detektiert Temperaturunterschiede auf Gewebsoberflächen. Gemäß den Prinzipien der Lungenperfusion wird angenommen, dass die Oberflächentemperatur von Lungensegmenten nach Ligatur der zugehörigen Arterien sinkt. Diese Differenz lässt sich mittels Infrarot-Thermographie visualisieren, um die Grenze zwischen ligierten und normal perfundierten Segmenten darzustellen.
Tierversuche zeigten, dass nicht-perfundiertes Lungengewebe eine um 1,5–2°C niedrigere Temperatur aufweist als perfundiertes Gewebe. Basierend darauf wurde eine Pilotstudie mit zwei Patienten durchgeführt, die sich einer thorakoskopischen Segmentektomie bei Frühstadien-Lungenkarzinomen unterzogen. Der erste Patient wies ein mikroinvasives Adenokarzinom im apikalen Segment des rechten Oberlappens (S1) auf, der zweite ein Adenocarcinoma in situ im apikoposterioren Segment des linken Oberlappens (S1+2). Präoperative 3D-Rekonstruktionen dienten der Planung.
Nach Ligatur der segmentalen Arterien wurde ein speziell entwickelter Infrarot-Thermographiedetektor eingeführt, um thermische Bilder der Lungenoberfläche zu erfassen. In beiden Fällen sank die Temperatur der ligierten Bereiche signifikant: von 36,8°C auf 34,7°C (Patient 1) bzw. von 37,5°C auf 35,3°C (Patient 2). Diese Differenz trat innerhalb von drei Minuten nach Ligatur auf. Bei vorheriger Lungenaufblähung und einer Wartezeit von fünf Minuten verstärkten sich die Temperaturkontraste weiter.
Die Thermographiebilder zeigten klar abgegrenzte, dreidimensionale Grenzen zwischen ligierten und normalen Segmenten. Die Methode bietet mehrere Vorteile: Sie vermeidet Risiken durch Kontrastmittel, reduziert Wartezeiten gegenüber der Inflation-Deflation-Technik, verbessert die Resektionsgenauigkeit durch 3D-Visualisierung und ist einfach in den OP-Alltag integrierbar. Zudem entsprechen die Schritte (z. B. Arterienligatur) dem Standardprotokoll.
Vergleiche mit der Inflation-Deflation-Methode ergaben, dass die thermographischen Grenzen glatter und präziser waren, jedoch nicht vollständig überlappten. Die geringfügig größere Ausdehnung der Inflation-Deflation-Grenze könnte auf Ventilationseffekte via Poren von Kohn zurückzuführen sein.
Trotz vielversprechender Ergebnisse weist die Studie Limitationen auf, insbesondere die kleine Fallzahl von zwei Fällen. Weitere Studien sind erforderlich, um die Genauigkeit und klinische Anwendbarkeit der Infrarot-Thermographie umfassend zu evaluieren.
Zusammenfassend stellt die Infrarot-Thermographie eine innovative Methode zur Echtzeit-Detektion der intersegmentalen Ebene dar. Ihre nicht-invasive Natur, kombiniert mit dreidimensionaler Visualisierung, kann die Präzision thorakoskopischer Segmentektomien steigern und damit die Behandlungsergebnisse bei Lungenkrebs im Frühstadium verbessern. Künftige Forschung sollte sich auf technische Optimierung, breitere Anwendung und Vergleich mit etablierten Methoden konzentrieren.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001806