腹腔镜高光谱成像用于上消化道手术中迷走神经的体内检测

所有肿瘤性食管切除术均按 Ivor Lewis 手术进行，并遵循既定的标准方案。在胸段手术中，当在吻合口区域切断迷走神经之前，在宏观上小心地暴露迷走神经并进行评估时，使用 TIVITA® Mini 系统（Diaspective Vision GmbH，德国萨尔茨哈夫-佩佩洛河畔）进行测量。该设备是经医学认可的 HSI 系统，专为 MIS 设计，配备 Karl Storz SE & Co. KG（德国图特林根）的 30 度腹腔镜光学系统。它作为推扫式扫描 HSI 系统运行，分析物体在所捕获图像的每个像素处的特定波长反射率。该系统覆盖 500 至 995 nm 的波长范围，以 5 nm 为增量具有高光谱分辨率，从而产生一百个光谱带。此功能可以分析不同组织的不同光谱反射特性，为外科医生提供有关浅表组织层组织氧合的信息（StO2，单位为%）。对于较深的组织层（4-6 毫米），系统利用 0 至 100 的近红外灌注指数 (NIR-PI) 来估算组织氧合情况。此外，器官血红蛋白指数 (OHI) 可深入了解血红蛋白的分布，而组织水分指数 (TWI) 则表示所观察组织的水分含量。此外，可以根据光谱数据重建彩色图像，并通过集成彩色图像传感器提供高分辨率视频，如图 1A、B 所示。

图 1.

术中采集的图像数据。集成彩色图像传感器在 HSI 记录期间提供的快照。两个白色箭头指向迷走神经。 B：基于高光谱数据重建的彩色图像。A 中的各个解剖位置用白色箭头标记。C：手动标注胸膜（1）、奇静脉（2）和迷走神经（3）后的地面实况掩模，用于选择机器学习任务的相应光谱。D：按患者和组织类别获取的光谱（像素）的统计分布