Page 130

proefschrift_Schols_SLV

Chapter 9  Abstract  Background  Intraoperative  nerve  localization  is  of  great  importance  in  surgery.  In  certain  procedures, where nerves show visual resemblance to surrounding adipose tissue, this  can  be  particularly  challenging  for  the  human  eye.  An  example  of  such  a  delicate  procedure is thyroid and parathyroid surgery, where iatrogenic injury of the recurrent  laryngeal  nerve  can  result  in  transient  or  permanent  vocal  problems  (0.5  –  2.0%  reported  incidence).  A  camera  system,  enabling  nerve‐specific  image  enhancement,  would  be  useful  in  preventing  such  complications.  This  might  be  realized  with  hyperspectral camera technology using silicon (Si) or indium gallium arsenide (InGaAs)  sensor chips.    Methods  As  a  first  step  towards  such  a  camera,  we  evaluated  the  performance  of  diffuse  reflectance  spectroscopy  by  analysing  spectra  collected  during  18  thyroid  and  parathyroid resections. We assessed the contrast information present in two different  spectral ranges, for respectively Si and InGaAs sensors. 253 in vivo, wide‐band diffuse  reflectance spectra (350 – 1830 nm range, 1 nm resolution) were acquired on 52 tissue  spots,  including nerve  (n=22), muscle  (n=12) and adipose tissue (n=18). We extracted  36 features from these spectroscopic data: 18 gradients and 18 amplitude differences  at predefined points in the tissue spectra. Best distinctive feature combinations were  established using binary logistic regression. Classification performance was evaluated in  a  cross‐validation  (CV)  approach  by  leave‐one‐out  (LOO).  To  generalize  nerve  recognition applicability, we performed a train‐test (TT) validation using the thyroid and  parathyroid surgery data for training purposes and carpal tunnel release surgery data  (10 nerve spots and 5 adipose spots) for classification purposes.    Results  For  combinations  of  two  distinctive  spectral  features,  LOO  revealed  an  accuracy  of  respectively 78% for Si‐sensors and 95% for InGaAs‐sensors. TT revealed accuracies of  respectively 67% and 100%.    Conclusion  Using  diffuse  reflectance  spectroscopy  we  have  identified  that  InGaAs  sensors  are  better  suited  for  automated  discrimination  between  nerves  and  surrounding  adipose  tissue than Si sensors.  128 


proefschrift_Schols_SLV
To see the actual publication please follow the link above