Riconoscimento preciso con visione migliorata degli obiettivi del collo endocrino (PREVENT)

La principale sfida nelle procedure tiroidee e paratiroidee è l'identificazione sicura del nervo laringeo ricorrente (RLN) e la localizzazione delle ghiandole paratiroidi (da conservare o da rimuovere selettivamente). Si verificano ancora lesioni iatrogene alle ghiandole paratiroidi durante l'intervento chirurgico alla tiroide (con conseguente ipocalcemia transitoria o permanente) o al RLN (con conseguente raucedine, disfonia, dispnea), che spesso richiedono una gestione specializzata.

La percentuale di paratiroidectomie incidentali, nei centri endocrini specializzati, è di circa il 16%. In questi casi, è più probabile che si osservi un'ipocalcemia clinicamente rilevante rispetto a una paratiroidectomia pianificata per iperparatiroidismo. Pertanto, vi è un'esigenza critica di un metodo intraoperatorio che consenta un'identificazione paratiroidea precisa e in tempo reale.

Recentemente, è stato dimostrato che la ghiandola paratiroidea mostra una significativa autofluorescenza, causata dalle proprietà ottiche di un fluoroforo intrinseco ancora sconosciuto. Quando la ghiandola è eccitata da una sorgente luminosa con una lunghezza d'onda compresa tra 750 e 785 nm, emette un picco di fluorescenza intorno a 820 nm. Sfruttando questa proprietà, Falco et al., utilizzando una telecamera NIR disponibile in commercio (Fluobeam®, Fluoptics©, Francia), è stato in grado di visualizzare chiaramente le ghiandole paratiroidi mediante imaging a fluorescenza senza contrasto e potrebbe facilmente discriminarle dalla tiroide e dall'ambiente circostante tessuto. Lo svantaggio di questo imaging basato sull'autofluorescenza è che manca la quantificazione in tempo reale dell'intensità della fluorescenza.

L'imaging iperspettrale (HSI), che è una tecnologia che combina uno spettrometro a un sistema di telecamere, esamina le proprietà ottiche di una vasta area in un intervallo di lunghezze d'onda dal vicino infrarosso (NIR) alla luce visiva (VIS). Fornisce informazioni diagnostiche sulla fisiologia, composizione e perfusione dei tessuti. Il fatto che l'HSI produca immagini, fornendo così informazioni spaziali in tempo reale, in modo non ionizzante e senza contatto, lo rende potenzialmente uno strumento molto prezioso per l'uso intraoperatorio.

HSI ha mostrato il suo grande potenziale in campo medico soprattutto nella diagnosi di varie neoplasie (es. della cervice, della mammella, del colon, del cervello), nella rilevazione del pattern di perfusione in pazienti con arteriopatia periferica e nell'area della diagnostica delle ferite.

Come mostrato in precedenza, è possibile discriminare la tiroide dalle paratiroidi in base alle caratteristiche spettrali, ma la tecnologia HSI aggiungerebbe l'informazione spaziale, migliorando enormemente la performance intraoperatoria.

In collaborazione con l'Università di Lipsia, in Germania, i ricercatori hanno condotto uno studio pilota clinico su 8 pazienti, che ha mostrato risultati promettenti. Le immagini iperspettrali durante le procedure di chirurgia endocrina benigna sono state in grado di dimostrare che tiroide e paratiroidi hanno firme iperspettrali specifiche. Inoltre, le ghiandole paratiroidi mostravano di solito meno ossigenate della tiroide. Una discriminazione delle ghiandole paratiroidi basata su queste caratteristiche è dimostrata possibile.

Lo scopo dello studio proposto è identificare le caratteristiche spettrali delle importanti strutture bersaglio del collo, in particolare le ghiandole paratiroidi, utilizzando un algoritmo di deep learning appropriato, per eseguire un riconoscimento automatico delle paratiroidi. Inoltre, questo studio propone di confrontare il tasso di rilevamento del riconoscimento paratiroideo basato sull'iperspettrale con il riconoscimento basato sull'autofluorescenza NIR già esistente.