Nauwkeurige herkenning met verbeterde visie van endocriene nekdoelen (PREVENT)

De grootste uitdaging bij schildklier- en bijschildklierprocedures is de veilige identificatie van de terugkerende larynxzenuw (RLN) en de lokalisatie van de bijschildklieren (te behouden of selectief te verwijderen). Iatrogene verwondingen aan de bijschildklieren tijdens schildklieroperaties (resulterend in voorbijgaande of permanente hypocalciëmie) of aan de RLN (resulterend in heesheid, dysfonie, kortademigheid) komen nog steeds voor en vereisen vaak gespecialiseerd management.

Het percentage incidentele parathyroïdectomieën, in gespecialiseerde endocriene centra, ligt rond de 16%. In deze gevallen is de kans groter dat er klinisch relevante hypocalciëmie wordt waargenomen dan na een geplande parathyreoïdectomie wegens hyperparathyreoïdie. Daarom is er een cruciale behoefte aan een intra-operatieve methode die een nauwkeurige, real-time bijschildklieridentificatie mogelijk maakt.

Onlangs is aangetoond dat de bijschildklier een significante autofluorescentie vertoont, die wordt veroorzaakt door de optische eigenschappen van een nog onbekende intrinsieke fluorofoor. Wanneer de klier wordt geëxciteerd door een lichtbron met een golflengte van 750-785 nm, zendt het een fluorescentiepiek uit rond 820 nm. Gebruikmakend van deze eigenschap, konden Falco et al., met behulp van een in de handel verkrijgbare NIR-camera (Fluobeam®, Fluoptics©, Frankrijk), de bijschildklieren duidelijk visualiseren door middel van contrastvrije fluorescentiebeeldvorming en ze gemakkelijk onderscheiden van de schildklier en de omliggende zakdoek. Het nadeel van deze op autofluorescentie gebaseerde beeldvorming is dat het geen real-time kwantificering van de fluorescentie-intensiteit heeft.

De hyperspectrale beeldvorming (HSI), een technologie die een spectrometer combineert met een camerasysteem, onderzoekt de optische eigenschappen van een groot gebied in een golflengtebereik van nabij-infrarood (NIR) tot visueel licht (VIS). Het geeft diagnostische informatie over de weefselfysiologie, samenstelling en perfusie. Het feit dat de HSI beelden produceert en zo ruimtelijke informatie real-time levert, op een contactloze, niet-ioniserende manier, maakt het potentieel een zeer waardevol hulpmiddel voor intraoperatief gebruik.

HSI heeft zijn grote potentieel op medisch gebied getoond, vooral bij de diagnose van verschillende neoplasie (bijv. van de baarmoederhals, borst, dikke darm, hersenen), bij de detectie van perfusiepatronen bij patiënten met perifere arteriële aandoeningen en op het gebied van wonddiagnostiek.

Zoals eerder aangetoond, is het mogelijk om de schildklier van de bijschildklieren te onderscheiden op basis van de spectrale kenmerken, maar de HSI-technologie zou de ruimtelijke informatie toevoegen, waardoor de intraoperatieve prestatie enorm zou verbeteren.

In samenwerking met de Universiteit van Leipzig, Duitsland, voerden de onderzoekers een klinische pilotproef uit bij 8 patiënten, die veelbelovende resultaten opleverden. Hyperspectrale beelden tijdens goedaardige endocriene operatieprocedures konden aantonen dat schildklier en bijschildklier specifieke hyperspectrale handtekeningen hebben. Bovendien vertoonden de bijschildklieren meestal minder zuurstof dan de schildklier. Een discriminatie van de bijschildklieren op basis van deze kenmerken blijkt mogelijk te zijn.

Het doel van de voorgestelde studie is om de spectrale kenmerken van de belangrijke halsdoelstructuren, in het bijzonder de bijschildklieren, te identificeren met behulp van een geschikt deep learning-algoritme, om een ​​geautomatiseerde bijschildklierherkenning uit te voeren. Bovendien stelt deze studie voor om de detectiesnelheid van de op hyperspectraal gebaseerde bijschildklierherkenning te vergelijken met de reeds bestaande op NIR autofluorescentie gebaseerde herkenning.