Page 149

proefschrift_Schols_SLV

  Parathyroid differentiation during thyroid and parathyroid surgery by spectroscopy  147  Introduction  To perform safe and efficient thyroid and parathyroid surgery, a high level of surgical  skills  is  required  together  with  understanding  of  natural  variations  in  head  and  neck  anatomy  (e.g.  thyroid,  parathyroid,  lymph  nodes,  and  recurrent  laryngeal  nerves).  Especially  detecting  the  small  sized  parathyroid  glands  and  performing  re‐operative  thyroid  surgery  can be  challenging  and  time  consuming.  This  visual  task  can be  even  more  challenging  due  to  anatomical  variations  in  location,  especially  for  the  lower  parathyroid glands1. During these complicated surgical procedures iatrogenic injury to  the parathyroid glands may occur2. In a retrospective analysis of 5104 primary and 685  secondary  thyroidectomies,  temporary  hypocalcaemia  associated  with  hypo‐parathyroidism  occurred in respectively 7.1% and 5% of cases (permanent in 1.8% and  2.5%). The rate of permanent complications was found to be significantly higher in re‐operative  surgery3.  Intraoperative  identification of parathyroid glands before removal  of the thyroid gland is of great importance to prevent these complications. Therefore, a  tool for improved intraoperative parathyroid gland detection is desirable. Exploring the  capabilities of spectroscopy beyond the limitations of the human eye offers a possible  roadmap towards such a tool.  Several innovative optical techniques have been under investigation for their potential  in  differentiating  benign  from  malignant  cells  in  thyroid  and  parathyroid  specimens:  multispectral  image  analysis4,5,  Raman  spectroscopy6  and  elastic  scattering  spectroscopy7. Fluorescence imaging after peripheral infusion of aminolevulinic acid8,9  or methylene blue10 can be used for intraoperative detection of parathyroid adenomas.  Near‐infrared auto‐fluorescence incorporates potential for real‐time parathyroid tissue  localization as well11. Furthermore, optical coherence tomography is reported as a tool  for parathyroid gland identification12,13.  For  color  vision,  the human  eye  contains only blue,  green  and  red  cones,  which  also  partly overlap in sensitivity (poor channel separation). Yet, the trained human eye can  discern  quite  subtle  color  differences  within  the  visible  range  (400  –  780  nm).  Hyperspectral  cameras  discern  a  multitude  of  well‐separated  bands  for  each  pixel,  including  the  near‐infrared  which  is  (by  definition)  invisible  to  the  human  eye,  incorporating  potential  to  facilitate  image‐guided  surgery14.  It  has,  for  example, been  investigated for noninvasive intraoperative assessment of tissue oxygen saturation15,16,  for  intraoperative  enhancement  of  anatomical  structures17,18  and  for  intraoperative  tumor  detection19. Medical  hyperspectral  imaging‐systems  typically  use  silicon  (Si)  or  indium gallium arsenide (InGaAs) camera chips. The wavelength range of 400 ‐ 1000 nm  is covered by Si, whereas InGaAs is typically sensitive in the 900 – 1700 nm wavelength  region (and depending on chip composition even up to 2500 nm)14.  


proefschrift_Schols_SLV
To see the actual publication please follow the link above