Page 171

proefschrift_Schols_SLV

  Summary, discussion and future perspectives   of the incident light and the optical properties of the tissue. The reflectance spectrum is  used to characterize the nature or type of the tissue being studied.   Human color vision is trichromatic: the eye has three cone types for blue, green and red  light. Hyperspectral imaging technology provides an abundance of spectral bands and a  wider spectral bandwidth. This technique incorporates the potential to facilitate image‐guided  surgery.  It  has,  for  example,  been  investigated  for  noninvasive  intraoperative  assessment  of  tissue  oxygen  saturation,  intraoperative  enhanced  anatomical  imaging  and intraoperative assessment of resection margins for residual tumor tissue.   Arrays  of  Charge‐Coupled  Devices  (CCD)  and  Complementary  Metal  Oxide  Semiconductors  (CMOS)  are  the  most  commonly  used  detectors  (camera  chips)  in  medical  hyperspectral  imaging  systems,  which  can  be  composed  of  silicon  (Si)  and  indium  gallium  arsenide  (InGaAs)  sensors.  Si  sensors  cover  the  wavelength  range  of  400 – 1000 nm, whereas InGaAs  sensors  are  typically  sensitive  in  the 900 – 1700 nm  wavelength region.   As a first step to evaluate the potential of hyperspectral imaging in surgery, the spectral  signatures  of  a  variety  of  tissue  types  were  explored  for  distinctive  endogenous  contrasts using DRS. Presently hyperspectral cameras with Si (covering the visible and  near‐infrared  wavelengths)  and  InGaAs  (covering  the  extended  near‐infrared  and  infrared  range)  sensor  chips  are  becoming  available.  Therefore,  we  report  investigations on including spectral distinctive features for these two sensor ranges.  A first ex vivo exploration of DRS was described in Chapter 7. The wide‐band spectral  properties of various tissue types were investigated in freshly explanted human colonic  specimens:  normal  colonic  tissue,  tumorous  tissue  in  the  colon, mesenteric  adipose  tissue, arteries, veins and ureter. Translating the acquired spectra into clinically useful  information by automated diagnostic algorithms is demonstrated for single spot data.  The  potential  of  such  first  (non‐imaging)  DRS  is  the  possibility  to  incorporate  the  technique in a hyperspectral imaging modality.  In colorectal surgery detecting ureters and mesenteric arteries is of utmost importance  to  prevent  iatrogenic  injury  and  to  facilitate  intraoperative  decision‐making.  A  tool  enabling  ureter‐  and  artery‐specific  image  enhancement  within  surrounding  adipose  tissue would facilitate this need, especially during laparoscopy. Chapter 8 describes the  use  of  DRS  in  open  colorectal  surgery  for  classification  of  ureter  and  artery  in  surrounding  adipose  tissue.  To  identify  possible  distinctive  features  for  tissue  classification, 36 features (i.e., 18 gradients and 18 amplitude differences at predefined  points  in  the  tissue  spectra)  were  extracted  based  on  known  wavelengths  related  to  characteristic  absorption  features  for  blood,  water  and  fat.  Gradients  are  “slopes”  between  two  predefined  points  in  the  tissue  spectra,  i.e.:  (DR2  –  DR1)/(2  –  1).  Amplitude  differences  are  “intensity  differences”  between  two  predefined  spectral  169 


proefschrift_Schols_SLV
To see the actual publication please follow the link above