Intraoperative detection of parathyroid glands by autofluorescence identification using image-based system: report of 15 cases

Abstract

Background A detection of parathyroid glands by the evaluation of their autofluorescence in the near-infrared spectrum is considered as a promising tool in addition to their visual verification. The aim of this study was to evaluate the role of near-infrared autofluorescence application by using two different image-based systems for the identification of parathyroid glands during surgery of thyroid and parathyroid benign and malignant lesions. Methods Evaluation of near-infrared autofluorescence was performed in 15 patients by using two different image-based systems equipped with a near-infrared laser camera. Intravenous injection of fluorophore indocyanine green was used for the enhancement of near-infrared autofluorescence signal. Results Normal parathyroid glands were identified and mobilized after visual inspection in 12 (80%) patients, which was confirmed by near-infrared autofluorescence evaluation. Confident recognition of parathyroid glands by near-infrared autofluorescence signal and their subsequent distinction from lymph nodes was achieved in two (13%) patients with prior surgery for papillary thyroid carcinoma. In one (7%) case, parathyroid gland was identified as fragments of tissue within the postoperative scarring area by near-infrared autofluorescence evaluation, but not by visual inspection. A less intensive near-infrared autofluorescence signal was detected in the parathyroid gland owing to unintentional excision in one (7%) case. Better signal intensity from parathyroid glands was noticed after changes of the near-infrared camera in Fluobeam 800 image-based system in position to an angle of approximately 45–65° in relation to area of interest in all cases as compared with holding straight on the parathyroid gland. Fluobeam LX demonstrated a good near-infrared autofluorescence signal without any specific changes in the camera angle. Thyroid carcinoma demonstrated low-intensity signal in the case of invasion to thyroid capsule. No fluorescent signal was identified from metastatic, or from normal, lymph nodes. Conclusions The application of near-infrared autofluorescence imaging is considered as a useful, but additional, tool for the visual assessment of parathyroid gland in the case of primary neck exploration. The utility of near-infrared autofluorescence imaging for parathyroid detection is increased in the case of repeated surgical intervention owing to increased risk of unintentional parathyroid removal as well as for discrimination of parathyroids from the lymph nodes in cases of thyroid malignancy.

Improved intraoperative verification of parathyroid glands by determining their autofluorescence in the infrared spectrum

“…Можливими ускладненнями хірургічного лікування доброякісних та злоякісних пухлин щитоподібної залози може бути пошкодження зворотного гортанного нерва (ЗГН) та навколощитоподібних залоз [1][2][3]. Також ризик ураження навколощитоподібних залоз підвищується у випадках дисекції шиї, що є рутинним етапом хірургічного лікування раку щитоподібної залози [4].…”

“…Передопераційна верифікація аденоми навколощитоподібних залоз здійснюється за допомогою сцинтиграфії з 99mTc-MIBI чи застосуванні комп'ютерної томографії. Рівень паратгормону в ранньому післяопераційному періоді (в межах 45-120 хв) є індикатором повного видалення аденоми навколощитоподібної залози або післяопераційного гіпопаратиреозу [1,9]. Також інтраопераційна диференціальна діагностика метастатичних лімфовузлів та навколощитоподібних залоз ускладнена у пацієнтів з рецидивним раком щитоподібної залози, що підвищує ризик видалення навколощитоподібних залоз.…”

“…Дані багатьох досліджень свідчать про необхідність впровадження діагностичної технології або адаптації наявної методики інтраопераційної верифікації навколощитоподібних залоз. У зв'язку з цим візуалізація навколощитоподібних залоз за допомогою визначення їх автофлуоресценції в ближній інфрачервоній ділянці (АФБІЧ) є перспективною [1]. Як показано в дослідженні М. Gorobeiko та співавт.…”

“…Як показано в дослідженні М. Gorobeiko та співавт. [1], верифікація навколощитоподібних залоз АФБІЧ є перспективним методом разом з візуальною ідентифікацією неозброєним оком. Слід також зазначити, що у дослідженні C. Paras et al [10] АФБІЧ навколощитоподібних залоз розглядається як флуоресцент-керована хірургія.…”

“…Згідно з даними опублікованих досліджень, використання таких систем візуалізації підвищує чутливість та специфічність, проте тільки разом з візуальною ідентифікацією навколощитоподібних залоз ендокринним хірургом [1,5]. Також слід зважати, що широке застосування сучасних медичних технологій може бути лімітоване через проблеми фінансування галузі [13].…”