Precyzyjne rozpoznawanie dzięki ulepszonemu widzeniu celów endokrynologicznych szyi (PREVENT)

Głównym wyzwaniem w zabiegach dotyczących tarczycy i przytarczyc jest bezpieczna identyfikacja nerwu krtaniowego wstecznego (RLN) i lokalizacja przytarczyc (w celu zachowania lub wybiórczego usunięcia). Nadal występują jatrogenne uszkodzenia przytarczyc podczas operacji tarczycy (powodujące przejściową lub trwałą hipokalcemię) lub RLN (powodujące chrypkę, dysfonię, duszność), wymagające często specjalistycznego leczenia.

Odsetek przypadkowych paratyroidektomii w wyspecjalizowanych ośrodkach endokrynologicznych wynosi około 16%. W takich przypadkach prawdopodobieństwo wystąpienia hipokalcemii istotnej klinicznie jest większe niż po planowym wycięciu przytarczyc z powodu nadczynności przytarczyc. Dlatego istnieje pilna potrzeba opracowania metody śródoperacyjnej umożliwiającej precyzyjną identyfikację przytarczyc w czasie rzeczywistym.

Ostatnio wykazano, że przytarczyca wykazuje znaczną autofluorescencję, co jest spowodowane właściwościami optycznymi wciąż nieznanego wewnętrznego fluoroforu. Kiedy gruczoł jest wzbudzany przez źródło światła o długości fali z zakresu 750-785 nm, emituje pik fluorescencji około 820 nm. Korzystając z tej właściwości, Falco i wsp., używając dostępnej na rynku kamery NIR (Fluobeam®, Fluoptics©, Francja), mogli wyraźnie uwidocznić przytarczyce za pomocą obrazowania fluorescencyjnego bez kontrastu i mogli z łatwością odróżnić je od tarczycy i otaczających ją tkanek. tkanka. Wadą tego obrazowania opartego na autofluorescencji jest brak kwantyfikacji intensywności fluorescencji w czasie rzeczywistym.

Obrazowanie hiperspektralne (HSI), które jest technologią łączącą spektrometr z systemem kamer, bada właściwości optyczne dużego obszaru w zakresie długości fal od bliskiej podczerwieni (NIR) do światła widzialnego (VIS). Dostarcza informacji diagnostycznych dotyczących fizjologii, składu i perfuzji tkanek. Fakt, że HSI wytwarza obrazy, dostarczając informacji przestrzennych w czasie rzeczywistym, w sposób bezkontaktowy, niejonizujący, czyni go potencjalnie bardzo cennym narzędziem do zastosowania śródoperacyjnego.

HSI wykazał swój ogromny potencjał w medycynie, zwłaszcza w diagnostyce różnych nowotworów (np. szyjki macicy, piersi, okrężnicy, mózgu), w wykrywaniu wzorca perfuzji u pacjentów z chorobą tętnic obwodowych oraz w diagnostyce ran.

Jak pokazano wcześniej, możliwe jest odróżnienie tarczycy od przytarczyc na podstawie charakterystyki spektralnej, ale technologia HSI dodałaby informacje przestrzenne, co ogromnie poprawiłoby wydajność śródoperacyjną.

We współpracy z Uniwersytetem w Lipsku w Niemczech badacze przeprowadzili pilotażowe badanie kliniczne na 8 pacjentach, które przyniosło obiecujące wyniki. Obrazy hiperspektralne podczas łagodnych zabiegów chirurgii hormonalnej były w stanie wykazać, że tarczyca i przytarczyce mają specyficzne sygnatury hiperspektralne. Ponadto przytarczyce wykazywały zwykle słabsze natlenienie niż tarczyca. Udowodniono, że możliwe jest rozróżnienie przytarczyc na podstawie tych cech.

Celem proponowanych badań jest identyfikacja cech spektralnych ważnych struktur docelowych szyi, w szczególności przytarczyc, przy użyciu odpowiedniego algorytmu głębokiego uczenia, w celu automatycznego rozpoznania przytarczyc. Dodatkowo, niniejsze badanie proponuje porównanie szybkości wykrywania hiperspektralnego rozpoznawania przytarczyc z już istniejącym rozpoznawaniem opartym na autofluorescencji NIR.