Точное распознавание с улучшенным зрением эндокринных целей шеи (PREVENT)

Основной проблемой при операциях на щитовидной и паращитовидных железах является безопасная идентификация возвратного гортанного нерва (ВГН) и локализация паращитовидных желез (следует сохранить или выборочно удалить). Ятрогенные повреждения паращитовидных желез во время операций на щитовидной железе (приводящие к транзиторной или постоянной гипокальциемии) или ВГН (приводящие к охриплости, дисфонии, одышке) все еще случаются и часто требуют специализированного лечения.

Процент случайных паратиреоидэктомий в специализированных эндокринных центрах составляет около 16%. В этих случаях более вероятно наблюдать клинически значимую гипокальциемию, чем после плановой паратиреоидэктомии по поводу гиперпаратиреоза. Таким образом, существует острая необходимость в интраоперационном методе, позволяющем точно идентифицировать паращитовидную железу в режиме реального времени.

Недавно было продемонстрировано, что паращитовидная железа проявляет значительную автофлуоресценцию, которая вызвана оптическими свойствами до сих пор неизвестного внутреннего флуорофора. Когда железа возбуждается источником света с длиной волны от 750 до 785 нм, она испускает пик флуоресценции около 820 нм. Воспользовавшись этим свойством, Falco et al., используя имеющуюся в продаже NIR-камеру (Fluobeam®, Fluoptics©, Франция), смогли четко визуализировать паращитовидные железы с помощью бесконтрастной флуоресцентной визуализации и легко отличить их от щитовидной железы и окружающих ее тканей. салфетка. Недостаток этой визуализации на основе автофлуоресценции заключается в том, что в ней отсутствует количественная оценка интенсивности флуоресценции в реальном времени.

Гиперспектральная визуализация (HSI), представляющая собой технологию, объединяющую спектрометр и систему камер, исследует оптические свойства большой площади в диапазоне длин волн от ближнего инфракрасного (NIR) до видимого света (VIS). Он предоставляет диагностическую информацию о физиологии тканей, составе и перфузии. Тот факт, что HSI создает изображения, таким образом предоставляя пространственную информацию в режиме реального времени бесконтактным, неионизирующим способом, делает его потенциально очень ценным инструментом для интраоперационного использования.

HSI продемонстрировал свой большой потенциал в области медицины, особенно в диагностике различных неоплазий (например, шейки матки, молочной железы, толстой кишки, головного мозга), в определении картины перфузии у пациентов с заболеванием периферических артерий и в области диагностики ран.

Как было показано ранее, можно отличить щитовидную железу от паращитовидных желез по спектральным характеристикам, но технология HSI добавит пространственную информацию, тем самым значительно улучшив интраоперационную производительность.

В сотрудничестве с Лейпцигским университетом в Германии исследователи провели пилотное клиническое испытание на 8 пациентах, которое показало многообещающие результаты. Гиперспектральные изображения во время доброкачественных эндокринных хирургических вмешательств позволили продемонстрировать, что щитовидная и паращитовидная железы имеют специфические гиперспектральные характеристики. Кроме того, паращитовидные железы обычно менее насыщены кислородом, чем щитовидная железа. Доказано, что дискриминация паращитовидных желез на основе этих характеристик возможна.

Целью предлагаемого исследования является определение спектральных характеристик важных целевых структур шеи, в частности паращитовидных желез, с использованием соответствующего алгоритма глубокого обучения для автоматического распознавания паращитовидных желез. Кроме того, в этом исследовании предлагается сравнить скорость обнаружения гиперспектрального распознавания паращитовидных желез с уже существующим распознаванием на основе аутофлуоресценции NIR.