nach oben

Die Chirurgie

Erschienen in:

09.02.2024 | Künstliche Intelligenz | Leitthema

Personalisierte Hirntumorchirurgie mittels intraoperativer stimulierter Raman-Histologie

verfasst von: Dr. med. Anna-Katharina Meißner, Prof. Dr. med. Roland Goldbrunner, PD Dr. med. Volker Neuschmelting

Erschienen in: Die Chirurgie | Ausgabe 4/2024

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Hintergrund

Ein individualisiertes chirurgisches Vorgehen ist in der Hirntumorchirurgie zum Erreichen einer maximal sicheren Resektion essenziell. Die Radikalität der Resektion ist maßgeblich abhängig von der histologischen Diagnose. Die stimulierte Raman-Histologie (SRH), eine laserbasierte optische Bildgebung, bietet die Möglichkeit der Erhebung einer intraoperativen Diagnose in wenigen Minuten.

Ziel der Arbeit

Überblick über die Anwendung von SRH in der Neurochirurgie und Übertragung der Technik auf weitere chirurgische Disziplinen.

Methoden

Beschreibung der Technik und Zusammenfassung der aktuellen Literatur zu SRH.

Ergebnisse

SRH konnte erfolgreich bei multiplen neuroonkologischen Tumorentitäten angewendet werden. Erste Pilotprojekte zeigen Potenzial zur Analyse extrazerebraler Tumoren auf.

Zusammenfassung

SRH ermöglicht eine Echtzeitdiagnose mit hoher diagnostischer Genauigkeit und bietet weiteres Entwicklungspotenzial zur Verbesserung der personalisierten Tumorchirurgie.

daCosta DJ, Htwe YM, Murthy V (2022) Rapid evaluation of bronchoscopic biopsies using stimulated raman histology. In: A109. The odyssey, no longer a tragedy: the continuum of lung cancer. American Thoracic Society, S S A5562–A5562

Di L, Eichberg DG, Park YJ et al (2021) Rapid intraoperative diagnosis of meningiomas using stimulated raman histology. World Neurosurg 150:e108–e116. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2021.02.097CrossRefPubMed

Eichberg DG, Shah AH, Di L et al (2019) Stimulated Raman histology for rapid and accurate intraoperative diagnosis of CNS tumors: prospective blinded study. J Neurosurg 134:137–143. https://doi.org/10.3171/2019.9.JNS192075CrossRefPubMed

Einstein EH, Ablyazova F, Rosenberg A et al (2022) Stimulated Raman histology facilitates accurate diagnosis in neurosurgical patients: a one-to-one noninferiority study. J Neurooncol 159:369–375. https://doi.org/10.1007/s11060-022-04071-yCrossRefPubMed

Freudiger CW, Min W, Saar BG et al (2008) Label-free biomedical imaging with high sensitivity by stimulated Raman scattering microscopy. Science 322:1857–1861. https://doi.org/10.1126/science.1165758ADSCrossRefPubMedPubMedCentral

Fürtjes G, Reinecke D, Von Spreckelsen N et al (2023) Intraoperative microscopic autofluorescence detection and characterization in brain tumors using stimulated Raman histology and two-photon fluorescence https://doi.org/10.3389/fonc.2023.1146031CrossRef

Hollon T, Jiang C, Chowdury A et al (2022) AI-based molecular classification of diffuse gliomas using rapid, label-free optical imaging https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1930236/v1CrossRef

Hollon TC, Lewis S, Pandian B et al (2018) Rapid intraoperative diagnosis of pediatric brain tumors using stimulated raman histology. Cancer Res 78:278–289. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-17-1974CrossRefPubMed

Hollon TC, Orringer DA (2020) An automated tissue-to-diagnosis pipeline using intraoperative stimulated Raman histology and deep learning. Mol Cell Oncol 7:1736742. https://doi.org/10.1080/23723556.2020.1736742CrossRefPubMedPubMedCentral

10.

Hollon TC, Pandian B, Adapa AR et al (2020) Near real-time intraoperative brain tumor diagnosis using stimulated Raman histology and deep neural networks. Nat Med 26:52–58. https://doi.org/10.1038/s41591-019-0715-9CrossRefPubMedPubMedCentral

11.

Hollon TC, Pandian B, Urias E et al (2021) Rapid, label-free detection of diffuse glioma recurrence using intraoperative stimulated Raman histology and deep neural networks. Neuro Oncol 23:144–155. https://doi.org/10.1093/neuonc/noaa162CrossRefPubMed

12.

Ji M, Lewis S, Camelo-Piragua S et al (2015) Detection of human brain tumor infiltration with quantitative stimulated Raman scattering microscopy. Sci Transl Med 7:309ra163. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aab0195CrossRefPubMedPubMedCentral

13.

Jiang C, Bhattacharya A, Linzey JR et al (2022) Rapid automated analysis of skull base tumor specimens using intraoperative optical imaging and artificial intelligence. Neurosurgery 90:758–767. https://doi.org/10.1227/neu.0000000000001929CrossRefPubMed

14.

Liu Z, Su W, Ao J et al (2022) Instant diagnosis of gastroscopic biopsy via deep-learned single-shot femtosecond stimulated Raman histology. Nat Commun 13:4050. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31339-8ADSCrossRefPubMedPubMedCentral

15.

Mannas MP, Deng F‑M, Belanger EC et al (2023) Stimulated Raman histology as a method to determine the adequacy of renal mass biopsy and identify malignant subtypes of renal cell carcinoma. Urol Oncol 41(328):e9–328.e13. https://doi.org/10.1016/j.urolonc.2023.04.008CrossRef

16.

Mannas MP, Jones D, Deng F‑M et al (2023) Stimulated Raman histology, a novel method to allow for rapid pathologic examination of unprocessed, fresh prostate biopsies. Prostate 83:1060–1067. https://doi.org/10.1002/pros.24547CrossRefPubMed

17.

Neidert N, Straehle J, Erny D et al (2022) Stimulated Raman histology in the neurosurgical workflow of a major European neurosurgical center—part A. Neurosurg Rev 45:1731–1739. https://doi.org/10.1007/s10143-021-01712-0CrossRefPubMed

18.

Orringer DA, Pandian B, Niknafs YS et al (2017) Rapid intraoperative histology of unprocessed surgical specimens via fibre-laser-based stimulated Raman scattering microscopy. Nat Biomed Eng. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0027CrossRefPubMedPubMedCentral

19.

Pekmezci M, Morshed RA, Chunduru P et al (2021) Detection of glioma infiltration at the tumor margin using quantitative stimulated Raman scattering histology. Sci Rep 11:12162. https://doi.org/10.1038/s41598-021-91648-8ADSCrossRefPubMedPubMedCentral

20.

Reinecke D, Spreckelsen N, Mawrin C et al (2022) Novel rapid intraoperative qualitative tumor detection by a residual convolutional neural network using label-free stimulated Raman scattering microscopy. Acta Neuropathol Commun 10:109. https://doi.org/10.1186/s40478-022-01411-xCrossRefPubMedPubMedCentral

21.

Steybe D, Poxleitner P, Metzger MC et al (2023) Stimulated Raman histology for histological evaluation of oral squamous cell carcinoma. Clin Oral Investig 27:4705–4713. https://doi.org/10.1007/s00784-023-05098-9CrossRefPubMedPubMedCentral

22.

Straehle J, Erny D, Neidert N et al Neuropathological interpretation of stimulated Raman histology images of brain and spine tumors: part B. 1:3. https://doi.org/10.1007/s10143-021-01711-1

23.

Wadiura LI, Kiesel B, Roetzer-Pejrimovsky T et al Toward digital histopathological assessment in surgery for central nervous system tumors using stimulated Raman histology https://doi.org/10.3171/2022.9.FOCUS22440

24.

Zhang L, Wu Y, Zheng B et al (2019) Rapid histology of laryngeal squamous cell carcinoma with deep-learning based stimulated Raman scattering microscopy. Theranostics 9:2541–2554. https://doi.org/10.7150/thno.32655CrossRefPubMedPubMedCentral

Titel: Personalisierte Hirntumorchirurgie mittels intraoperativer stimulierter Raman-Histologie
verfasst von: Dr. med. Anna-Katharina Meißner
Prof. Dr. med. Roland Goldbrunner
PD Dr. med. Volker Neuschmelting
Publikationsdatum: 09.02.2024
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Künstliche Intelligenz
Hirntumoren
Erschienen in: Die Chirurgie / Ausgabe 4/2024
Print ISSN: 2731-6971
Elektronische ISSN: 2731-698X
DOI: https://doi.org/10.1007/s00104-024-02038-5

Neu im Fachgebiet Chirurgie

Häusliche Gewalt in der orthopädischen Notaufnahme oft nicht erkannt

28.05.2024 Traumatologische Notfälle Nachrichten

In der Notaufnahme wird die Chance, Opfer von häuslicher Gewalt zu identifizieren, von Orthopäden und Orthopädinnen offenbar zu wenig genutzt. Darauf deuten die Ergebnisse einer Fragebogenstudie an der Sahlgrenska-Universität in Schweden hin.

Fehlerkultur in der Medizin – Offenheit zählt!

28.05.2024 Internistische Arzneimitteltherapie Podcast

Darüber reden und aus Fehlern lernen, sollte das Motto in der Medizin lauten. Und zwar nicht nur im Sinne der Patientensicherheit. Eine negative Fehlerkultur kann auch die Behandelnden ernsthaft krank machen, warnt Prof. Dr. Reinhard Strametz. Ein Plädoyer und ein Leitfaden für den offenen Umgang mit kritischen Ereignissen in Medizin und Pflege.

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

21.05.2024 Allgemeine Chirurgie Nachrichten

Ein Frauenanteil von mindestens einem Drittel im ärztlichen Op.-Team war in einer großen retrospektiven Studie aus Kanada mit einer signifikanten Reduktion der postoperativen Morbidität assoziiert.

„Übersichtlicher Wegweiser“: Lauterbachs umstrittener Klinik-Atlas ist online

17.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Sie sei „ethisch geboten“, meint Gesundheitsminister Karl Lauterbach: mehr Transparenz über die Qualität von Klinikbehandlungen. Um sie abzubilden, lässt er gegen den Widerstand vieler Länder einen virtuellen Klinik-Atlas freischalten.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Aktuelle BDC Leitlinien-Webinare

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare

CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare

CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske

Dr. med. Benjamin Meyknecht

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare

CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric

Live-Webinar "Urologie und Sexualmedizin in der Praxis"

Springer Medizin

Zusammenfassung

Hintergrund

Ziel der Arbeit

Methoden

Ergebnisse

Zusammenfassung

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2024

Chirurgische Therapieindividualisierung bei Sarkomen der Extremitäten

Sicherheit der Patientenversorgung auf einer viszeralchirurgischen interprofessionellen Ausbildungsstation

Moderne individualisierte Diagnostik und Behandlung des nichtkleinzelligen Lungenkarzinoms

Das ACO-Kurrikulum „Chirurgische Onkologie“ – Voraussetzungen zur Teilnahme, Anmeldung und Ablauf

Der „Surgical Track“ – innovative Ansätze gegen den Nachwuchsmangel in der Chirurgie

Multizentrische, randomisiert-kontrollierte Studien der ACO/AIO/ARO

Update Chirurgie