什么是荧光引导手术(FGS)?

FGS(也称为“荧光引导手术”)是一种用于 在手术过程中检测荧光标记的结构。它有助于提供指导 并且在操作期间实时地推进成像。目前,FGS广泛应用于 微创手术和开放手术,例如肿瘤成像、淋巴结标测, 肝、肺段检测、灌注评估等。同时,FGS越来越多 更受外科医生欢迎的是一种创新的可视化方法,安全可靠 术中成像的方法,以及改进手术的有效方法 结果。

荧光原理是什么?

1852年,乔治·加布里埃尔·斯托克斯发现萤石会发出蓝光 暴露在紫外线下后,他称这种现象为 “荧光”,这在自然界中很常见。它可以归功于活跃的 芳香环结构中的离域电子。一旦光能 被荧光染料的有机分子吸收,离域电子 将从基态变为更高的能级。从返回 激发的单线态到基态,其能量将在 光子以荧光的形式到达观察者的眼睛。

自20世纪60年代以来,这些物质发出荧光的特征 已用于生命科学和 医学主要方法之一是吲哚菁绿(ICG)和近红外 红外光(NIR)已被用于各种类型的临床 应用。固有特征是注射后ICG会与 血浆蛋白和脂蛋白形成ICG蛋白复合物,然后是ICG 蛋白质复合物将具有荧光发射(发射峰值 λEM=835nm)(激发峰值 λEX=805nm),用于组织检测的穿透深度约为10mm。

需要强调的是ICG蛋白复合物的荧光发射 此时是不可见的,必须由专用荧光捕获 用于进一步实时荧光处理的相机传感器和单元,以及 荧光成像相机系统中的可视化。

与此同时,随着研究的继续,人们对代谢有了清晰的认识 ICG通路。当ICG被注射到血液中时,它会与 血浆蛋白立即在20秒内遍布全身,然后 它被肝细胞有效吸收并几乎完全清除 (肝脏)在20分钟内,清除后与胆汁一起进入胆管 系统和肠道系统,最终从人体排出。如果ICG是 注射到粘膜下层后,ICG会分布在淋巴中,与之结合 脂蛋白,并通过淋巴途径和淋巴结排出 逐渐持续数小时。

ICG FGS临床应用

外科 荧光应用 临床应用 ICG注射法
肝胆外科 肝段显影 正染法 显影目标肝段,明确断肝平面 术中超声下阻断后肝门静脉穿刺,0.025mg
反染法 显影非目标肝段,明确断肝平面 术中外周静脉注射,0.025mg
原发性肝肿瘤标识   肿瘤显影,明确断肝范围 术前72/24小时外周静脉注射,0.4mg/kg
胆总管显影   胆总管显影,精细化手术,避免误伤 术前0.5/24小时外周静脉注射,0.25mg/2.5mg
妇科 前哨淋巴结显影 子宫内膜癌 前哨淋巴结显影及活检,进行手术分期 术前10分钟组织注射,2点法,1.25mg/ml,每点2ml
宫颈癌 前哨淋巴结显影及活检,进行手术分期 术前10分钟组织注射,2点法,1.25mg/ml,每点2ml
胸外科 肺段显影(反染法)   显影非目标肺段,明确离断平面 术中外周静脉注射,2.5mg/ml,3-5ml
肺小结节显影   肺小结节显影,明确手术范围 术前10分钟组织注射,0.25mg/ml
胃肠外科 吻合口瘘血供分析 食管癌 血供显影,了解缝合情况 术中外周静脉注射,0.1mg/kg
结直肠 血供显影,了解缝合情况 术中外周静脉注射,0.1mg/kg
甲状腺及乳腺 甲状旁腺显影(自体荧光)   甲状旁腺显影,明确位置及进行保留  
前哨淋巴结显影(乳腺)   前哨淋巴结显影及活检,进行手术分期 术中皮下注射,4点法,2.5mg/ml,每点0.5ml
创伤外科 烧伤程度评估   血供显影,区分烧伤深度 术中外周静脉注射,0.1mg/kg
皮瓣血供分析   血供显影,了解皮瓣血供及存活率 术中皮下注射,2.5mg/ml, 5ml

光电医疗的独特技术

如今,依靠ICG的固有特性在近红外光谱中发射荧光 范围及其在人体组织中的代谢途径、ICG和近红外荧光成像 通过荧光成像摄像系统已被广泛应用于外科手术中 帮助外科医生拥有创新的可视化、安全可靠的方法,以及 手术结果的显著改善。

ICG

一种荧光染料,自1959年开始使用。而且 也是美国食品药品监督管理局批准的第一种也是唯一一种用于血管造影的近红外染料 在眼科和肝病学中,测量肝脏和心脏功能、神经外科手术中的成像。

近红外光谱

电磁辐射波长的截面 (760nm~1500nm)最接近正常可见光范围,但对 人眼。而且它对眼睛和人体都是安全的。 对眼睛和人体都是安全的。

4 CMOS :RGB光通道可用于彩色和外科手术精确度

4 CMOS设计是OptoMedic FloNavi系列成像的创新设计 可以同时捕获红光、绿光、蓝光和近红外光的系统 进一步处理和可视化。4 CMOS不仅可以实现真彩色 再现,但也产生高对比度和可调节的灵敏度 荧光成像。它被公认为 摄像机在微创手术和开放手术中的应用。

众所周知,相机系统是根据仿生学设计的 人类眼睛的原理,但它们并不完全相同。这个 相机系统和人眼之间的差异在于 颜色和他们能看到或捕捉到的光的种类。人类可以看到 大约1000万种颜色的可见光,以及相机系统 可以捕捉可见光和不可见光,但不能捕捉 这么多颜色。

因此,当我们用相机捕捉近红外光进行荧光成像时,我们 必须考虑如何实现真正的色彩再现才能获得高 高质量的图像。答案是4 CMOS。

双摄像头:双成像处理,可实现更高的对比度和可调节性 体贴

双摄像头设计是OptoMedic的另一项创新和重要技术 FloNavi系列成像系统,可分离白光(RGB)和 荧光(NIR)信号分为两组进行独立成像处理 而不是干扰、丢失帧速率和质量。

有时,我们可以看到自然界中的荧光,一种柔和的辉光, 但仅在晚上,因为荧光比阳光弱。 当它们混合在一起时很难识别。

在荧光引导手术中也有类似的情况。所以,最重要的是 挑战和有价值的事情是产生一个清晰的图像 白光和荧光。这意味着它必须将 荧光和白光信号,以获得完整的和 这两种信号都很好。因此,采用双摄像头设计 成像算法的可视化,外科医生会得到更高的 对比度和可调灵敏度荧光成像取决于 他们的需要。

荧光可视化:独特的各种成像算法 应用
标准FL模式:

标准荧光模式是一种荧光 叠加在白光成像上,也是最常见的 外科医生的重要形象。因此,白光图像和 荧光图像在任何时候都必须明亮流畅。

色标FL模式:

色标FL模式也是一种 荧光叠加在白光图像上,但荧光 图像的色阶从黄色、绿色到蓝色,这意味着 在不同浓度的 ICG公司。这将有助于外科医生了解淋巴结的位置 以及手术期间的血液灌注。

成像增强:更出色的成像,更精确的手术
D+,细节增强

通过D+增强,血液的细节 毛细血管和组织将更加清晰,成像将与 更高的对比度、更少的烟雾和更大的手术区域深度。

C++,色彩增强

通过C++增强,血液的颜色 毛细血管和组织会更亮,可以改善颜色 图像的对比度和清晰度。它有助于外科医生 手术过程中更好的形象。

暗场增强

通过W+增强 图像将得到改善,因此可以提供更多细节并减少 外科医生面临的潜在风险。

荧光技术在不同外科手术中的应用

妇科手术中的荧光成像

FGS在妇科的主要应用是前哨淋巴结 (SLN)标测活检,以了解其是否癌变。它有帮助 外科医生决定淋巴结清扫。随着发展 技术,进一步创新研究的新应用 癌症手术中的荧光可视化可能有助于确定这些 技术是妇科高质量手术的标准。

荧光成像在肝胆外科中的应用

吲哚菁绿(ICG)是一种荧光染料,已被广泛用于 肝胆外科手术中的荧光成像。注射ICG 静脉注射,选择性地被肝脏吸收,然后分泌到 胆汁ICG的分解代谢和荧光特性提供了广泛的范围 肝胆外科的可视化方法。ICG的应用 在肝胆外科手术中包括:1)胆道造影,2)原发性 肝癌成像和3)肝段检测。手术中 ICG荧光成像是一种安全、简单、可行的方法 改善了肝胆解剖和肝脏肿瘤的可视化。

胸部手术中的荧光成像

胸科医生执行各种各样的癌症手术,包括 通常与高发病率和死亡率相关。荧光成像 技术(FIT),包括荧光染料和 成像系统,目前被用作普通胸部的辅助方法 许多情况下的手术,如肺段间平面 鉴定,肺结节鉴定,评估 气管手术后的吻合口灌注等。这项技术增强了 外科医生进行手术的能力,并具有特定的优势。

荧光成像在胃肠外科中的应用

实时荧光引导手术(FGS)已经在世界范围内传播,主要是 因为它在术中决策过程中很有用 过程。FGS允许评估 结肠直肠或食道切除术后的胃肠道残端。 因此,吻合口瘘率的降低被假设为 FGS在这些程序中可预见的好处之一。