约翰·达卢尔（John Dalloul）| 艾莉森·莱汉（Alison Lehane）| 安娜·利特查科夫（Anna Lytchakov）| 阿什利·多德（Ashley Dodd）| 蒂莫西·劳茨（Timothy Lautz）| 塞思·D·戈德斯坦（Seth D. Goldstein）
美国伊利诺伊州芝加哥市芝加哥大道东303号，西北大学范伯格医学院（Northwestern University Feinberg School of Medicine），邮编60611
摘要
背景
吲哚菁绿（ICG）荧光成像技术在手术中越来越多地被用于评估组织灌注情况并指导手术决策。虽然其定性应用已显示出改善手术结果的效果（包括降低吻合口漏率），但解读结果仍具有主观性且缺乏标准化。定量荧光分析有望提高重复性、精确度以及临床适用范围。
方法
我们对一段代表性的肠道灌注评估过程中获取的手持式ICG荧光视频采用了三种定量分析方法：（1）静态感兴趣区域（ROI）“固定套索”法；（2）手动调整的“移动套索”法；（3）半自动化计算方法。我们将这些方法应用于灌注良好的和灌注不良的肠道段落，并测量了随时间变化的平均像素强度。
结果
“固定套索”法由于组织和相机运动导致信号明显错位，从而影响了结果的可靠性。“移动套索”法提高了空间精度，在灌注良好的肠道中显示出更早的信号上升和更高的峰值强度。半自动化方法实现了高通量分析，并能够详细表征荧光信号的变化趋势。较大的ROI在灌注不良组织中表现出较低的信号变异度。总体而言，视觉上灌注良好的组织显示出更快的达峰时间和更高的峰值荧光强度。
讨论
对手持式手术视频中的ICG荧光进行定量分析是可行的，并能揭示荧光信号行为的可测量差异。虽然手动技术比静态方法更准确，但半自动化方法具有更高的可扩展性。这些发现强调了需要自动化ROI跟踪和标准化采集协议，以支持手术中可重复的实时定量灌注评估。
引言
吲哚菁绿（ICG）荧光成像已成为手术实践中评估组织灌注的常用技术。该技术最初是为肝脏和心血管诊断开发的，其荧光特性在近红外（NIR）光激发下可实现组织血管化的实时可视化，且毒性风险极低。[1] 在过去十年中，ICG的应用范围迅速扩展到多种手术和器官系统，成为手术决策的重要辅助工具。[2],[3],[4],[5],[6] 特别是在结直肠手术中，ICG引导的灌注评估显著降低了吻合口漏率，证明了其在确定切除边缘和吻合位置方面的价值。[2],[3],[7]
目前，ICG主要作为定性工具使用，外科医生通过视觉检查和与邻近组织的对比来解读荧光信号。这种缺乏标准化的做法影响了结果的重复性和准确性。[7],[8],[9] 因此，定量荧光强度分析的需求日益明显，尤其是在需要精确区分灌注良好和不良组织的情况下，因为这可能影响切除边缘或吻合口的完整性。客观的荧光指标能够显著提升手术决策的质量，并在不同医疗机构间实现结果标准化。[2],[3] 定量方法还有助于在不同机构间实现结果的重复性，并建立与术后结果相关的灌注基准。[2]
本研究的目的是评估三种实用的手持式手术视频中ICG信号定量分析方法的可行性。我们重点研究了（1）静态ROI（“固定套索”法）、（2）动态ROI（“移动套索”法）和（3）半自动化分析方法在灌注良好和不良肠道段落中的表现。
方法部分
我们分析了一段在儿科腹部手术期间获取的手持式ICG荧光视频。ICG通过静脉注射给药，荧光视频采用近红外灰度模式由手持式开放视野相机（Stryker Endoscopy1688平台；加利福尼亚州圣何塞）记录。具体来说，相机系统在手术室环境光下进行了白平衡设置。
结果
为了评估不同定量技术的可行性和可靠性，我们将每种方法应用于同一段包含灌注良好和不良肠道段落的荧光视频（图1），并分析了信号稳定性、强度以及ROI内的变化情况。“固定套索”法由于视频过程中帧内的移动导致ROI与解剖目标明显错位（图2A）。通过手动调整“移动套索”法重新定位ROI后，这一问题得到了改善。
讨论
在儿科手术中，荧光成像技术的应用仍处于早期阶段。[10],[11],[12] 如Papastefan等人所强调的，将其整合到临床工作流程中必须遵循以安全和基于证据的实施为优先原则的创新伦理标准。[13] 尽管在21世纪初该技术已取得进展，但仍面临诸多挑战，尤其是在动态手术环境中。
结论
我们的研究表明，在使用手持式ICG荧光成像的这一典型案例中，评估固定ROI可以获取区分不同灌注区域的定量信号特征。此外，我们的发现表明，即使在不同组织灌注异质性的情况下，包含整个感兴趣区域的较大ROI也能实现灌注评估。为了使ICG定量分析更加实用……
CRediT作者贡献声明
塞思·D·戈德斯坦（Seth D. Goldstein）： 负责撰写、审稿与编辑、监督、项目管理、方法论设计、数据整理及概念构建。
蒂莫西·劳茨（Timothy Lautz）： 负责撰写、审稿与编辑、监督及概念构建。
艾莉森·莱汉（Alison Lehane）： 负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法论设计、实验研究及数据分析、概念构建。
阿什利·多德（Ashley Dodd）： 负责撰写、审稿与编辑、监督及方法论设计。
安娜·利特查科夫（Anna Lytchakov）： 负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写。
资金来源
本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织的资助。
利益声明
☒ 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
