Indocyanine Green fluorescence detection and sentinel lymph node biopsy in solitary tumors

Der Lymphknotenstatus gilt für eine Vielzahl solitärer Tumoren als ein wichtiger und unabhängiger prognostischer Faktor in der onkologischen Therapie. Anfänglich erfolgte das Lymphknoten-Staging durch radikale Dissektion zur Diagnostik und Therapie. Durch dieses Vorgehen wurden erhöhte postoperative Komplikationen, wie z.B. die Entwicklung eines Lymphödems oder digestive Einschränkungen in Kauf genommen. Mit dem Ziel einer individualisierten und minimalinvasiven Stagingmethode zur Senkung der Prozedur-assoziierten Morbidität wurde die Sentinel-Lymphknoten-Biopsie (SLNB) entwickelt. Obwohl die Methode in der Regel mit der Kombination des Radionuklids und der Blaufarbstoffmethode mit guter Sensitivität und Detektionsrate etabliert ist, verbleiben Nachteile, wie z.B. radioaktive Exposition und toxische Reaktionen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine neue Methode für das minimalinvasive Lymphknotenstaging durch die neue Fluoreszenzfarbstoff-gestützte Sentinel-Lymphknoten-Biopsie mit Indozyaningrün (ICG) und einer Infrarotkamera entwickelt und untersucht. Insgesamt wurden 92 Patienten in die Studie eingeschlossen, die einer Fluoreszenzfarbstoff- gestützten SLNB zugeführt wurden. Davon waren 44 Mamma-, 14 Anal-, 9 Magen- und 25 Kolonkarzinome. Als Zielparameter wurden die Detektionsrate, Sensitivität und die falsch-negativ Rate definiert bei allen Patienten mit regionaler Lymphknotendissektion. Intraoperativ erfolgte die transkutane SLN- Detektion sowie die real-time Lymphographie mittels Indocyanin Grün (ICG) - Fluoreszenz – Navigation mittels einer Nah-Infrarot-Kamera. Der Transport von ICG durch die Lymphgefäße aus dem peritumoralen Areal bis zu den SLN konnte klar und sicher mit der Nah-Infrarot-Kamera sichtbar gemacht werden. Der Transport von ICG entlang der Lymphgefäße konnte in Echtzeit beobachtet werden mit anschließender Markierung der lokalen Anreicherung am Ende der lymphatischen Gefäße. Die Akkumulation des hellen Fluoreszenz-Signals zeigte die zu exzidierenden SLN, die nach erfolgreicher Biopsie erneut auf die Fluoreszenzanregung überprüft wurden. Die SLN-Identifikationsrate lag in dieser Studie bei 95,7%, bei einer Sensitivität von 90,9% und einer falsch- negativen Rate von 9,1%. Die peritumorale Injektion von ICG führte bei keinem der 92 Patienten mit Mammakarzinom, Analkarzinom, Magenkarzinom oder Kolonkarzinom zu unerwünschten Arzneimittelwirkungen. Von 68 tumorpositive Patienten zeigten 19 einen isolierten Befall des Sentinel-Lymphknotens. Ein Upstaging erfolgte immunhistochemisch in 9% der Patienten. Die Analyse der solitären Tumoren zeigte für die neue Methode der ICG gesteuerten Fluoreszenznavigation eine hohe Detektionsrate und hohe Sensitivität bei geringer falsch-negativ Rate. Die Ergebnisse der limitierten Patientenzahl lassen den Schluss zu, dass das Verfahren sicher durchführbar ist und nach Fortsetzung mit einer größeren Fallzahl vergleichbar zu sein scheint mit den bisher verwendeten Methoden. Als wesentlicher Vorteil der Fluoreszenzmethode gegenüber den bestehenden Techniken konnte die transkutane Lymphographie in Echtzeit und die gleichzeitige intraoperative Navigation dargestellt werden.Sentinel lymph node biopsy is an established method to improve nodal staging in breast cancer and malignant melanoma using the radiocolloid and/or blue dye method. Indocyanine Green (ICG) fluorescence detection is a new method for sentinel lymph node biopsy (SLNB) allowing real-time lymphography and lymph node detection. This study was designed to evaluate the feasibility of fluorescence guided sentinel lymph node detection in breast cancer, anal, gastric and colon carcinoma. Methods: 92 patients with breast cancer (n=44), anal (n= 14), gastric (n=9) and colon (n=25) carcinoma were retrospectively included in this study. Intraoperatively, a peritumorous injection of ICG was performed, followed by lymphatic mapping and SLNB. Clinical feasibility, detection rate, sensitivity and false negative rate of the method were analyzed. Results: No adverse reactions occurred due to the injection of ICG. Overall ICG fluorescence imaging showed in total a detection rate of 95.7%. The sensitivity of the method was 90.9% and the false negative rate 9.1%. Upstaging could be reached in 19 (9%) out of 68 tumorpositiv patients with isolated tumorcells in sentinel lymph nodes which could be detected just immunhistochemically. Conclusion: ICG fluorescence imaging is a new method for SLNB of breast cancer, anal, gastric and colon carcinoma and underlines the accurate results of SLNB for preceding studies. One advantage of this technique is the real-time visualization of lymphatic vessels and SLNB without radiation exposure. While the results of fluorescence navigation are promising further studies with an higher collective of patients need to be done