Page 122

proefschrift_Schols_SLV

Chapter 8  Discussion  With  this  explorative  study we revealed  in vivo wide‐band  diffuse  reflectance  spectra  (350  – 1830 nm,  with 1 nm  spectral  resolution) of  six  tissue  types  within  the human  abdomen:  colon,  muscle,  artery,  vein,  ureter  and  mesenteric  adipose  tissue.  These  spectra  covered  silicon  (Si)  and  indium  gallium  arsenide  (InGaAs)  detector  ranges,  thereby exceeding wavelength boundaries (1600 nm respectively 1700 nm) reported by  preceding  work22,23,37,38.  Spectroscopic  measurements  on  human  skin  samples  in  the  wavelength  range  of  1000  –  2200  nm  have  been  reported  previously39,  but  not  regarding  any  of  the  tissues  included  by  our  study.  Previously  we  reported  DRS  on  freshly  extirpated  human  colonic  specimens,  where  vascular  filling  and  oxygenation  were disrupted26. The present in vivo study eliminates this shortcoming.   Although the acquired reflectance spectra (Figure 8.3) show some similarities between  the different tissue types, we reached promising results  for automated tissue‐specific  classification (ureter and artery from surrounding adipose tissue) in both sensor ranges  (i.e., Si and InGaAs). Based on the classification accuracies (Tables 8.2 and Table 8.3) we  can  conclude  that  Si  and  InGaAs  sensors  are  equally  suited  for  automated  discrimination between ureters and surrounding adipose tissue. Si sensors seem better  suited  for  differentiation  of  arteries  from  mesenteric  adipose  tissue  than  InGaAs  sensors.   For both classifications (i.e. ureter‐adipose and artery‐adipose) in the Si sensor range,  the blood‐related features (Figure 8.5, respectively Ft6 and Ft4) demonstrate the best  results. Within the InGaAs sensor range, water‐related and fat‐related features (Figure  8.6,  respectively  Ft35  and  Ft13)  classified  ureter  and  artery  most  accurately.  The  features used for classification are potentially significant due to differences in chemical  composition (e.g., water/lipid content) of the investigated tissues and structures.  Near‐infrared  fluorescence  imaging  using  exogenous  contrast  agents  has  been  demonstrated  as  useful  for  real‐time,  intraoperative  visualization  of  ureters7‐9  and  arteries10‐12.  In  our  study  the  diffuse  reflectance  spectra  were  the  basis  to  extract  gradient  and  amplitude  difference  features.  These  spectra  originate  from  intrinsic  tissue  properties  (i.e.,  endogenous  chromophores)  that  do  not  require  contrast  administration. Consequently, there are no problems with potential toxicity or allergy  to a contrast agent.  Future studies, comparing optical techniques based on either exogenous contrasts (e.g.  near‐infrared  fluorescence  imaging) or endogenous  contrasts  (e.g.  diffuse  reflectance  spectroscopy)  contrasts,  are  necessary  to  disclose  the  clinical  applications  for  these  techniques.  120 


proefschrift_Schols_SLV
To see the actual publication please follow the link above