Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Laser-based Techniques for Measurement of Blood Perfusion: A Comprehensive Literature Study of the Potential Applications in Predicting Anastomotic Leak After Esophagectomy

Ekdahl, Oliwer LU (2025) PHYM01 20242
Combustion Physics
Department of Physics
Abstract
This study explores the application of laser-based techniques for measuring blood perfusion to predict anastomotic leaks (AL) following esophagectomy. ALs, a significant postoperative complication, are primarily associated with inadequate perfusion at the surgical site, leading to increased morbidity, mortality, and healthcare costs. Techniques such as Laser Doppler Flowmetry (LDF), Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI), and Laser-Induced Fluorescence (LIF) offer non-invasive and precise tools for assessing tissue perfusion. This research compares the strengths and limitations of these methods and highlights their clinical relevance in enhancing postoperative monitoring. Furthermore, a comprehensive literature review reveals that LDF... (More)
This study explores the application of laser-based techniques for measuring blood perfusion to predict anastomotic leaks (AL) following esophagectomy. ALs, a significant postoperative complication, are primarily associated with inadequate perfusion at the surgical site, leading to increased morbidity, mortality, and healthcare costs. Techniques such as Laser Doppler Flowmetry (LDF), Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI), and Laser-Induced Fluorescence (LIF) offer non-invasive and precise tools for assessing tissue perfusion. This research compares the strengths and limitations of these methods and highlights their clinical relevance in enhancing postoperative monitoring. Furthermore, a comprehensive literature review reveals that LDF excels in localized, high-sensitivity measurements, while LSCI provides real-time, wide-field imaging suitable for broader surgical applications. LIF, though limited by photobleaching and cost, offers exceptional specificity for molecular diagnostics. The findings underscore the potential of these techniques to reduce AL incidence by enabling early detection of perfusion deficits and
guiding targeted interventions. Future recommendations include integrating laser-based methods with artificial intelligence for improved predictive accuracy and conducting clinical trials to validate their efficacy when it comes to predicting AL. This research furthers the understanding of laser-based technologies in modern surgical practices, aiming to improve patient outcomes and optimize healthcare efficiency. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Kan laser upptäcka komplikationer efter kirurgi? Varje år genomgår hundratals patienter esofagektomi – en omfattande canceroperation där delar av matstrupen tas bort och återkopplas till mag-tarmkanalen. Men för många slutar operationen med allvarliga komplikationer. Vad kan vi göra för att förhindra detta?

Att överleva en stor operation är bara början. För patienter som genomgått en esofagektomi är risken hög för anastomosläckage (AL) – en läcka där matstrupen kopplats ihop med magen. Denna komplikation drabbar upp till var fjärde patient och är kopplad till dålig blodförsörjning i det opererade området. Det kan leda till infektioner, längre vårdtider, och i vissa fall livshotande tillstånd. Så, hur kan vi bättre övervaka patientens... (More)
Kan laser upptäcka komplikationer efter kirurgi? Varje år genomgår hundratals patienter esofagektomi – en omfattande canceroperation där delar av matstrupen tas bort och återkopplas till mag-tarmkanalen. Men för många slutar operationen med allvarliga komplikationer. Vad kan vi göra för att förhindra detta?

Att överleva en stor operation är bara början. För patienter som genomgått en esofagektomi är risken hög för anastomosläckage (AL) – en läcka där matstrupen kopplats ihop med magen. Denna komplikation drabbar upp till var fjärde patient och är kopplad till dålig blodförsörjning i det opererade området. Det kan leda till infektioner, längre vårdtider, och i vissa fall livshotande tillstånd. Så, hur kan vi bättre övervaka patientens återhämtning efter operationen?

Mitt arbete handlar om att utvärdera laserbaserade tekniker som kan mäta blodflöde för att tidigt upptäcka komplikationer efter operation av matstrupen. Jag har undersökt tre metoder: Laser Doppler Flowmetry (LDF), som mäter blodflöde på specifika punkter, Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI), som skapar bilder av blodflödet över stora områden, och Laser-Induced Fluorescence (LIF), som analyserar vävnadens fluorescens för att bedöma syresättning och hälsa.

En ny chans för bättre vård.
Genom dessa metoder kan vi upptäcka problem innan de blir allvarliga. LDF fungerar som en “punktmässig blodtrycksmätare” och är känslig nog att hitta små förändringar i blodflödet. LSCI erbjuder en bredare överblick och ger snabbt en bild av hela det opererade området. LIF kan å sin sida analysera vävnad på molekylär nivå och upptäcka tidiga tecken på syrebrist.

Det mest spännande är att dessa tekniker kan användas direkt på vårdavdelningen, utan att patienten behöver genomgå nya ingrepp. Genom att använda laserbaserade blodflödesmätningar kan vi minska komplikationer, förbättra patientens återhämtning, och på sikt sänka sjukvårdskostnaderna.

Framtiden är ljus – men vi är inte där än.
Trots potentialen behöver teknikerna utvecklas och standardiseras för att bli praktiskt användbara för att förutspå AL. Mer forskning krävs för att validera deras effektivitet och anpassa dem för olika kliniska situationer. Men redan nu visar resultaten att vi har verktygen för att göra vården både tryggare och mer effektiv.

Tänk om vi kunde förhindra var tredje komplikation efter en stor operation – med hjälp av ljus. Det är precis den framtid som laserbaserade blodflödesmätningar kan göra möjlig. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Ekdahl, Oliwer LU
supervisor
organization
course
PHYM01 20242
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Laser-based techniques, Blood perfusion, Anastomotic leaks, Esophagectomy, Laser Doppler Flowmetry (LDF), Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI), Laser-Induced Fluorescence (LIF)
language
English
id
9181423
date added to LUP
2025-01-31 08:05:45
date last changed
2025-01-31 08:05:45
@misc{9181423,
  abstract     = {{This study explores the application of laser-based techniques for measuring blood perfusion to predict anastomotic leaks (AL) following esophagectomy. ALs, a significant postoperative complication, are primarily associated with inadequate perfusion at the surgical site, leading to increased morbidity, mortality, and healthcare costs. Techniques such as Laser Doppler Flowmetry (LDF), Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI), and Laser-Induced Fluorescence (LIF) offer non-invasive and precise tools for assessing tissue perfusion. This research compares the strengths and limitations of these methods and highlights their clinical relevance in enhancing postoperative monitoring. Furthermore, a comprehensive literature review reveals that LDF excels in localized, high-sensitivity measurements, while LSCI provides real-time, wide-field imaging suitable for broader surgical applications. LIF, though limited by photobleaching and cost, offers exceptional specificity for molecular diagnostics. The findings underscore the potential of these techniques to reduce AL incidence by enabling early detection of perfusion deficits and
guiding targeted interventions. Future recommendations include integrating laser-based methods with artificial intelligence for improved predictive accuracy and conducting clinical trials to validate their efficacy when it comes to predicting AL. This research furthers the understanding of laser-based technologies in modern surgical practices, aiming to improve patient outcomes and optimize healthcare efficiency.}},
  author       = {{Ekdahl, Oliwer}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Laser-based Techniques for Measurement of Blood Perfusion: A Comprehensive Literature Study of the Potential Applications in Predicting Anastomotic Leak After Esophagectomy}},
  year         = {{2025}},
}