- Vascular anatomy of the parathyroid glands (PGs) and its importance in neck endocrine surgery
- Fluoreszenztechniken mit ICG in der Halschirurgie
- Anwendung von ICG in der Schilddrüsen- und Nebenschilddrüsenchirurgie zur Beurteilung der PG-Funktion
- Zukunftsrichtungen, Vorschläge und Schlussfolgerungen
- Danksagung
- Fußnote
Vascular anatomy of the parathyroid glands (PGs) and its importance in neck endocrine surgery
Die Kenntnis der anatomischen Lage und der Gefäßversorgung der PGs ist entscheidend für die Vermeidung von Hypoparathyreoidismus nach Schilddrüsenoperationen (1,2). Vorübergehender Hypoparathyreoidismus mit daraus resultierender Hypokalzämie ist die häufigste Komplikation nach einer totalen Thyreoidektomie und tritt bei bis zu 30 % der Patienten auf, die sich einer totalen Thyreoidektomie unterziehen (3, 4). Ihre Häufigkeit hängt von der technischen Schwierigkeit des Eingriffs und der Erfahrung des Chirurgen ab. Eine dauerhafte Hypokalzämie, definiert als Hypokalzämie für mehr als 6 Monate nach der Thyreoidektomie, wird bei 1-10 % der Patienten berichtet (5,6). Die Senkung der Hypoparathyreoidismus-Rate ist für die Verbesserung der Lebensqualität von entscheidender Bedeutung, da eine postoperative Hypokalzämie zu verlängerten Krankenhausaufenthalten und mehrfachen Klinikbesuchen, neuromuskulären Symptomen, der Notwendigkeit einer lebenslangen Kalzium- und Vitamin-D-Supplementierung und langfristigen Komplikationen wie zerebralen, vaskulären, okulären und Nierenschäden führen kann (7-11).
In einer Studie von Delattre et al. (12) an 100 Schilddrüsenkadavern wurden 38,2 % der Nebenschilddrüsenversorgungsgefäße als Risiko für eine Schädigung durch Dissektion bei der Standardthyreoidektomie angesehen. Darüber hinaus waren bei 5 % der Kadaver alle vier Nebenschilddrüsen gefährdet, wobei die oberen Drüsen ein höheres Risiko aufwiesen, da sie in der Regel ein kürzeres Versorgungsgefäß aufwiesen und eng an der hinteren Seite des oberen Schilddrüsenpols lagen. Kenntnisse über den Ursprung und den Verlauf der arteriellen Versorgung sind daher von größter Bedeutung. Die Autoren fanden in 80 % der Fälle ein einziges Versorgungsgefäß für die PGs. Im Allgemeinen wurden sowohl die oberen als auch die unteren PG von der Arteria thyroidea inferior (ITA) versorgt: Die oberen PG wurden in 77 % der Fälle von der ITA versorgt, in 15 % von der Arteria thyroidea superior (STA) und in 8 % von Anastomosen zwischen den beiden Arterien, die nach hinten zur Schilddrüse verlaufen. Die inferioren PG wurden in 90,3 % der Fälle von der ITA und in 5 % von der STA versorgt. Die Autoren fanden in 4,5 % der Fälle eine fehlende ITA; in solchen Fällen ist ein anterior verlaufendes Gefäß aus der STA bei der Lobektomie besonders gefährdet (Abbildung 1A,B). Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die Gefäßversorgung als ein zusammenhängendes Netzwerk (Anastomosenschleife) von Gefäßen zu betrachten, die möglicherweise nahe am Schilddrüsenparenchym verlaufen und häufig kurze Äste aufweisen, die mit dem Schilddrüsenparenchym verbunden sind oder es durchqueren. In solchen Fällen besteht das Risiko einer Devaskularisierung, selbst wenn ein langer Versorgungsstiel vorhanden ist (Abbildung 2A, B).
Außerdem berichteten Delattre et al. (12), dass sie bei ihren letzten 40 Fällen von Mikrodissektion eine größere Anzahl von PGs (mindestens alle 4 PGs) lokalisieren konnten, was darauf hindeutet, dass die Erfahrung des Chirurgen eine wichtige Rolle bei der Lokalisierung und Erhaltung der PGs spielen könnte. Darüber hinaus kamen die Autoren zu dem Schluss, dass die Lage der Nebenschilddrüsenarterie im Verhältnis zum Schilddrüsenparenchym der wichtigste Faktor bei der Betrachtung des Risikos einer Devaskularisierung während der Lobektomie ist, und nicht die Länge der Arterie. Da es sich bei diesen Arterien um endständige Gefäße handelt, sind eine systematische Identifizierung, eine präzise chirurgische Dissektion und Mikroligaturen der Schlüssel zur Verringerung der Häufigkeit eines iatrogenen Hypoparathyreoidismus (12), ein Risiko, das erstmals von Halsted et al. im Jahr 1907 beschrieben wurde (13). Diese Ergebnisse liefern eine anatomische Erklärung für die in den meisten registrybasierten oder multizentrischen Studien (5, 14) gemeldeten 1-10 % definitiven Hypoparathyreoidismus.
Hypokalzämie nach totaler Thyreoidektomie kann durch intraoperative Schädigung der PGs aufgrund von Trauma, versehentlicher Entfernung oder Devaskularisierung entstehen. Das Ausmaß der Schädigung der PG lässt sich intraoperativ nur schwer vorhersagen. Es ist allgemein anerkannt, dass eine Hälfte eines normalen PG ausreichend Parathormon (PTH) produzieren kann (6). Um eine postoperative Hypokalzämie zu vermeiden, kann eine Autotransplantation der Nebenschilddrüse durchgeführt werden; die Ergebnisse sind jedoch uneinheitlich und werden kontrovers diskutiert (15-17). Daher wurden Techniken zur Kapseldissektion und zum Erhalt des umgebenden Gefäßsystems vorgeschlagen und eingesetzt, um eine versehentliche Parathyreoidektomie oder die Unterbrechung des Nebenschilddrüsengefäßsystems zu vermeiden (18-20). Mehrere Studien haben eine Verringerung des vorübergehenden und dauerhaften Hypoparathyreoidismus gezeigt, nachdem Techniken zur Gefäßerhaltung und Klassifizierungssysteme eingeführt wurden, die als Leitfaden für die Dissektion, Resektion und die Entscheidung über eine Autotransplantation dienen (19,21).
Die Erhaltung der Nebenschilddrüsen kann eine Herausforderung darstellen, da eine normale postoperative Nebenschilddrüsenfunktion nicht garantiert ist, selbst wenn die Nebenschilddrüsen während der Operation als gut erhalten gelten. In einer Studie von Lang et al. (22) wurden 103 Patienten untersucht, die sich einer totalen Thyreoidektomie unterzogen, wobei alle 4 PG identifiziert und visuell analysiert wurden. Die Autoren berichteten, dass das Vorhandensein von mehr als 3 verfärbten PGs ein unabhängiger Risikofaktor für vorübergehenden Hypoparathyreoidismus war. Bei 12,5 % der Patienten mit 4 normal gefärbten PG, von denen angenommen wurde, dass sie voll funktionsfähig waren, trat jedoch ein Hypoparathyreoidismus auf. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass eine PG-Verfärbung mit einem vorübergehenden Hypoparathyreoidismus einhergeht und dass normal gefärbte PG mit einer angenommenen ausreichenden Blutversorgung nicht unbedingt auf eine funktionierende Drüse schließen lassen (22). Die Autoren wiesen auch auf die Notwendigkeit individueller intraoperativer Echtzeit-Methoden zur Beurteilung der PG-Lebensfähigkeit hin.
Die Angiographie mit Indocyaningrün (ICG) kann als ergänzende Technik eingesetzt werden, um die vaskuläre Blutversorgung der PGs zu identifizieren, bei denen das Risiko einer Schädigung während der Schilddrüsendissektion besteht, und um bei der Vorhersage der Funktionalität der identifizierten PGs zu helfen.
Fluoreszenztechniken mit ICG in der Halschirurgie
Eine genaue Vorhersage der Hypokalzämie nach Thyreoidektomie könnte zu einer Änderung der chirurgischen Strategien führen. Es besteht jedoch ein Bedarf an zuverlässigen Instrumenten, die genau vorhersagen können, ob ein Patient eine Hypokalzämie entwickeln wird (5,23,24). Die derzeitigen Verfahren zur Bewertung der Nebenschilddrüsenfunktion basieren auf Kalzium- (25,26) und PTH-Messungen (6,27-31) zu verschiedenen Zeitpunkten während oder nach der Thyreoidektomie. Einige Studien haben gezeigt, dass PTH-Messungen zu einem frühen Zeitpunkt (wenige Minuten bis 12 Stunden nach der Schilddrüsenresektion) zuverlässig das Nichtvorhandensein von Hypoparathyreoidismus vorhersagen, wobei der positive Vorhersagewert bis zu 97 % beträgt (6,27,28). Dieses Ergebnis wurde jedoch von anderen Autoren in Frage gestellt (32,33). Im Gegensatz zur ICG-Angiographie, die sofortige Ergebnisse liefert, sind Kalzium- und PTH-Messungen in der Regel nicht in der Lage, die intraoperative Entscheidungsfindung zu unterstützen, da ihre Ergebnisse eine lange Zeit benötigen, bis sie vorliegen. Einige Autoren haben jedoch vorgeschlagen, schnelle PTH-Messungen zum Nachweis einer Nebenschilddrüseninsuffizienz zu verwenden, deren Ergebnisse dem Chirurgen bei der Entscheidung helfen können, ob eine PG-Autotransplantation durchgeführt werden soll (29,34).
ICG ist ein wasserlösliches, 775 Da großes Molekül mit einem maximalen Absorptionsspektrum von 805 nm und einer Reemission bei 835 nm, wenn es durch ein Licht/Laser mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot (NIR) angeregt wird. Nach der Injektion wird ICG vollständig und dauerhaft an plasmatische Proteine im Blutkreislauf gebunden und zirkuliert nur im intravaskulären Kompartiment. Es hat eine Halbwertszeit von 3,4±0,7 Minuten und wird fast ausschließlich von den Zellen des Leberparenchyms aus dem Plasma aufgenommen, bevor es vollständig in die Galle ausgeschieden wird. Eine Jodallergie ist eine Kontraindikation für die Verabreichung von ICG, da Jod in seiner Molekularstruktur enthalten ist. In der bisher größten Studie wurde festgestellt, dass bei 1/80.000 Patienten, die ICG erhalten, allergische Reaktionen auftreten (35).
Anfänglich wurde ICG in der Augenheilkunde zum Nachweis von Makuladegeneration eingesetzt (36). Später wurde die ICG-Angiographie zur Identifizierung von Sentinel-Lymphknoten (37), zur Bestimmung des Ausmaßes von onkologischen Resektionen (38) und zur Untersuchung der Leberfunktion (39) eingesetzt. Jüngste Studien haben auch seine Nützlichkeit bei der Bewertung des vaskulären Blutflusses von Darmanastomosen (40) und Gewebelappenrekonstruktionen (41) gezeigt.
In unserem Zentrum wird ICG für Schilddrüsen- oder Nebenschilddrüsenoperationen gemäß den Protokollen für abdominale Operationen vorbereitet (38). Kurz gesagt werden 25 mg ICG mit 10 ml sterilem Wasser gemischt (Konzentration 2,5 mg/ml), und 3,5 ml werden während des Eingriffs vom Anästhesieteam intravenös injiziert. Die Injektion kann wiederholt werden, bis eine Höchstdosis von 5 mg/kg pro Tag erreicht ist. Der Katheter wird dann nach jeder Injektion gespült, um eine schnelle Bildgebung zu ermöglichen. Nach etwa 1-2 Minuten werden Bilder mit einer laparoskopischen NIR PinPoint®-Kamera (Novadaq, Ontario, Kanada) aufgenommen.
Ein Vorteil der ICG-Technologie besteht darin, dass die Anatomie der die PGs versorgenden Gefäße vor einer Schilddrüsenlobektomie analysiert werden kann, so dass die die PGs versorgenden Gefäßschlingen erhalten werden können (Abbildungen 3,4). Das Video zeigt einen Fall von Thyreoidektomie bei maligner Erkrankung. Nach der ICG-Angiographie und der Visualisierung der an der Schilddrüse befestigten Gefäßschlinge wurde eine präzise Kapseldissektionstechnik durchgeführt und ein winziger Schilddrüsenrest zurückgelassen, um die Gefäßschlinge nicht zu verletzen und somit das PG zu erhalten.
Wir haben die standardisierte ICG-Angiographie systematisch in Hunderten von Fällen eingesetzt und sind in der Lage, ein vaskuläres Mapping der PG-versorgenden Gefäße durchzuführen. Dadurch sind wir uns der Anatomie und der Lage der PGs sowie des Vorhandenseins von Gefäßschlingen, die sich oft sehr nahe am Schilddrüsenparenchym befinden, deutlicher bewusst geworden (Abbildungen 1 und 2). Daher führen wir derzeit Dissektionen zur PG-Erhaltung in einer sehr präzisen und mühsamen Weise im Sinne einer Kapseldissektion durch, wobei wir gelegentlich einen kleinen Schilddrüsenrest zurücklassen, um die angehängten PG-Gefäßschlingen zu erhalten. Ob diese Technik den postoperativen Hypoparathyreoidismus weiter reduziert, muss in zukünftigen Studien untersucht werden.
Anwendung von ICG in der Schilddrüsen- und Nebenschilddrüsenchirurgie zur Beurteilung der PG-Funktion
Die PGs müssen während der Thyreoidektomie-Dissektion frühzeitig identifiziert werden, und ihre Gefäßversorgung muss erhalten bleiben, um eine postoperative Hypokalzämie zu verhindern. Die Verwendung von ICG zur Identifizierung von PG während der Schilddrüsenoperation wurde erstmals in einer Studie von Suh et al. (43) im Jahr 2014 vorgeschlagen, in der die Autoren zeigten, dass die PG mithilfe der ICG-NIR-Bildgebung bei Hunden sichtbar gemacht werden können. Im selben Jahr gelang es einer anderen Gruppe (44), die Schilddrüse und die PGs mithilfe der NIR-Bildgebung bei Schweinen differenziert darzustellen.
In unseren ersten Erfahrungen mit der Verwendung von ICG zur Bewertung der intraoperativen Perfusion der PGs für die Vorhersage der Nebenschilddrüsenfunktion nach Thyreoidektomie (45) konnten wir zeigen, dass das Vorhandensein eines gut durchbluteten PGs oder eines gut durchbluteten PG-Restes ausreichte, um Hypoparathyreoidismus zu vermeiden (46). Nach einer totalen Thyreoidektomie fanden wir in der Angiographie bei 30 von 36 Patienten mindestens eine gut durchblutete Drüse; bei keinem der 30 Patienten trat postoperativer Hypoparathyreoidismus auf. Andererseits wurde bei zwei der sechs Patienten, die in der Angiographie nicht mindestens eine gut durchblutete PG aufwiesen, ein vorübergehender postoperativer Hypoparathyreoidismus festgestellt. Bei Diskrepanzen zwischen der visuellen Beurteilung und der ICG-Angiographie wurde eine Inzision am PG vorgenommen, und Drüsen, die nicht bluteten, wurden autotransplantiert (fünf Fälle).
Außerdem haben wir die Überlegenheit der ICG-Angiographie gegenüber der visuellen Beurteilung nachgewiesen. In unserer Vorstudie wurden 71 von 101 PGs visuell als gut vaskularisiert bewertet, während nur 51 mit der ICG-Angiographie als gut vaskularisiert eingestuft wurden (45). Somit wurde der Perfusionsstatus (und damit die funktionelle Fähigkeit zur PTH-Produktion) bei 20 von 71 PGs (28,2 %) visuell überbewertet. Ähnliche Ergebnisse wurden für 27 Patienten berichtet, die sich einer Thyreoidektomie unterzogen hatten (47). In dieser prospektiven Studie wiesen insgesamt 84 % der visuell identifizierten PGs eine ICG-Aufnahme auf. Die PG-Perfusion wurde sowohl visuell als auch anhand der ICG-Fluoreszenz bewertet. Eine Diskrepanz zwischen der visuellen und der ICG-Bewertung wurde in 6 % der Fälle festgestellt. Außerdem kam es bei drei Patienten zu einer vorübergehenden postoperativen Hypokalzämie, wobei nur ein Patient symptomatisch war. Es ist zu beachten, dass der Nutzen von ICG bei Patienten mit vorhandener Schilddrüse eingeschränkt ist, da die Fluoreszenz der Nebenschilddrüse häufig von der Schilddrüse verdeckt wird.
Im Jahr 2017 untersuchten Lang et al. (48) die postoperative Hypokalzämie nach totaler Thyreoidektomie und ihre Korrelation mit der Fluoreszenzintensität bei der ICG-Angiographie unter Verwendung des SPY® Fluorescent Imaging System (Novadaq Technologies, Inc.). Die Autoren werteten insgesamt 324 durch Biopsie bestätigte PGs von 94 Patienten aus. Die Fluoreszenzintensität jedes PG wurde als Verhältnis der Fluoreszenzintensität zwischen dem PG und der vorderen Luftröhre ausgedrückt, und die größte Fluoreszenzintensität (GFI) wurde bewertet. Der GFI-Wert erwies sich als der beste Prädiktor für eine frühe postoperative Hypokalzämie (0 % Wahrscheinlichkeit einer Hypokalzämie bei einem GFI-Wert >150 % vs. 81,8 % Wahrscheinlichkeit einer Hypokalzämie bei einem GFI-Wert ≤150 %). Unabhängig vom GFI-Wert gab es keine Fälle von permanenter Hypokalzämie (48).
Eine der Einschränkungen vieler Studien, die die ICG-Angiographie während der Thyreoidektomie analysieren, ist die Tatsache, dass bei den meisten Patienten nicht alle 4 PGs untersucht werden. Daher bleiben bei Patienten mit weniger als 4 untersuchten PG die Perfusion und Funktion der nicht visualisierten PG unbekannt, was eine eindeutige Korrelation zwischen der ICG-Perfusion (bewertet in 1, 2 oder 3 PG) und den postoperativen PTH-Werten (die die Funktion aller 4 PG widerspiegeln) verhindert. Wir analysierten daher Patienten, die sich einer subtotalen Parathyreoidektomie unterzogen (49), und berichteten über unsere Ergebnisse zur Verwendung von ICG in einer prospektiven Studie mit 13 Patienten, die sich einer subtotalen Parathyreoidektomie bei multiglandulärer Erkrankung (primärer und sekundärer Hyperparathyreoidismus) unterzogen (46). Unser Ziel war es, festzustellen, ob die postoperative Funktion eines einzelnen PG (oder eines PG-Restes) durch die intraoperative ICG-Angiographie tatsächlich widergespiegelt wurde. Zu diesem Zweck wurden nur Fälle eingeschlossen, bei denen alle vier PGs sichtbar waren. Das PG, das erhalten werden sollte, wurde anhand des Grades der Perfusion in der ICG-Angiographie ausgewählt. Wenn die vom Chirurgen gewählte Drüse in der Angiographie eine schlechte Durchblutung aufwies, wurde eine andere Drüse zur Erhaltung ausgewählt. Bei der Nachuntersuchung wurden bei allen Patienten normale PTH-Werte erreicht, was beweist, dass das gut durchblutete PG oder der Rest funktionsfähig war.
Im Jahr 2016 veröffentlichten Zaidi et al. (50) die Ergebnisse einer prospektiven Studie mit 33 Patienten, die wegen primärem Hyperparathyreoidismus operiert worden waren. Diese Studie umfasste sowohl die Entfernung von Nebenschilddrüsenadenomen als auch subtotale Parathyreoidektomien (3,5-Drüsenentfernung). Insgesamt zeigten 92,9 % der identifizierten PGs visuell eine ICG-Aufnahme. In den meisten Fällen schränkte das Vorhandensein von Schilddrüsengewebe die Fluoreszenz der Nebenschilddrüse ein, da dieses eine hohe ICG-Aufnahme in den Gefäßen aufweist. Die Autoren stellten fest, dass die ICG-Angiographie bei der Beurteilung der Restfunktion der Nebenschilddrüsen bei subtotalen Parathyreoidektomien und bei Patienten, die zuvor eine Thyreoidektomie hatten, nützlich ist.
Zukunftsrichtungen, Vorschläge und Schlussfolgerungen
Die weitgehend ermutigenden Ergebnisse der oben genannten Studien veranlassten uns, eine prospektive, randomisierte Studie zu konzipieren, um festzustellen, ob die systematische Messung der Kalzium- und PTH-Spiegel sowie die systematische Ergänzung der Kalzium- und Vitamin-D-Therapie bei Patienten mit mindestens einem gut durchbluteten PG, das bei der ICG-Angiographie nach Entfernung der Schilddrüse festgestellt wurde, entfallen kann. Wir stellten die Hypothese auf, dass Patienten mit einem gut durchbluteten PG, wie mittels ICG-Angiographie nachgewiesen, keinen postoperativen Hypoparathyreoidismus entwickeln und daher weder postoperative Kalzium- und/oder PTH-Messungen noch eine Kalzium- und Vitamin-D-Supplementierung benötigen. Die Ergebnisse dieser Studie sollten in Kürze vorliegen.
Es gibt mehrere Bereiche auf diesem Gebiet, die einer weiteren Entwicklung bedürfen. Die Technik könnte weiter verbessert werden, insbesondere im Hinblick auf eine Standardisierung, die eine universelle Anwendung und ein objektiveres Bewertungssystem ermöglichen würde. Darüber hinaus müssen Kosten-Nutzen-Analysen durchgeführt werden. Das Material ist kostspielig, aber die Kosten können von allen Abteilungen (Abdominal-, Gynäkologie, plastische und Halschirurgie) gemeinsam getragen werden, wie in unserer Einrichtung. Erfreulicherweise kann das Material sogar in Zentren mit hohem Patientenaufkommen gemeinsam genutzt werden, da das ICG-Verfahren selbst weniger als 5 Minuten dauert.
Zusammenfassend sind wir der Meinung, dass der Einsatz der ICG-Angiographie der PGs während der Schilddrüsenchirurgie zu einer Verringerung der Rate des postoperativen Hypoparathyreoidismus führen kann. Erstens ermöglicht die ICG-Angiographie den Chirurgen, ihre Technik zur PG-Erhaltung in Abhängigkeit von der Nebenschilddrüsenperfusion und der Gefäßanatomie anzupassen. Zweitens können Chirurgen mit der ICG-Angiographie die Perfusion der Nebenschilddrüsen nach der Schilddrüsenresektion überprüfen und feststellen, ob ein Nebenschilddrüsengewebe autotransplantiert werden sollte. Die ICG-Angiographie ist derzeit das einzige verfügbare Echtzeit-Instrument, das intraoperativ die Funktion jedes einzelnen PG vorhersagen kann und daher Chirurgen bei der Entscheidungsfindung zur Vermeidung von Hypoparathyreoidismus nach Schilddrüsenresektion unterstützen kann.
Danksagung
Wir danken Mark Licker, Christoph Ellenberger und John Diaper von der Abteilung für Anästhesie für ihre Unterstützung.
Fußnote
Interessenkonflikte: F. Triponez erhielt Reisekostenzuschüsse von Novadaq. Die anderen Autoren haben keine Interessenkonflikte zu melden.
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