[文献精读记录]
Abbaci M , De Leeuw F , Breuskin I , et al. Parathyroid gland management using optical technologies during thyroidectomy or parathyroidectomy: A systematic review[J]. Oral Oncology, 2018, 87:186-196.
综述---甲状腺切除术或甲状旁腺切除术中识别甲状旁腺的光学方法
【关键词】甲状旁腺；荧光；OCT成像；激光散斑对比度成像；动态光学对比度成像；拉曼光谱
【摘要】通过光学方法识别甲状旁腺&功能评估。47篇相关文献，共计1615例患者。自发荧光和ICG是应用最广泛的两种技术，但前瞻性随机研究尚未进行。其他方法在体内的应用仍然有限，在考虑将这些技术用于临床实践之前，仍需要进一步研究术后甲状旁腺激素等情况。
【1.背景】甲状腺切除术是甲状腺疾病的主要治疗方法，而甲状旁腺(PG)与周围组织的鉴别尤为困难[1,2]。PG可能被破坏或移除，导致血液供应中断。术后暂时性甲状旁腺功能减退是甲状腺切除术后最常见的并发症，发病率从20%到35%不等，1%到5%的患者出现永久性甲状旁腺功能亢进[3,4]。甲状旁腺功能减退症的风险随着甲状腺切除术、甲状腺全切术、再手术和中央颈廓清术的进行而增加[5,6]，并导致低钙血症和低血浆旁甲状腺素[7]水平。
手术中忽略的PG可能与短暂和永久性低钙血症有关[8 10]。目前的预防是基于外科医生仔细解剖和保存PG血供的目视检查，但结果在很大程度上取决于操作者的经验[11]。外科医生也可以在术中通过冰冻切片分析或浮动或下沉法确认PG的鉴定。然而，这两种方法都是有创的:冷冻切片法需要牺牲一片PG，而基于组织密度的浮动或下沉法则需要PG自身移植[12]。因此，术中识别PG并对其血供进行验证是预防甲状腺切除术后甲状腺功能减退的必要措施[13]，但目前尚无成熟可靠的无创术中识别PG并评估PG血管化的方法。
原发性甲状旁腺功能亢进可由单个腺瘤(80% ~ 85%)、多腺增生(5% ~ 15%)和罕见癌([14])引起。手术是主要的治疗方法，切除所有受累的甲状旁腺组织。异位腺瘤PG可导致持续性甲状旁腺功能亢进的手术失败[14]。目前，还没有常规的术中工具来指导外科医生定位异位腺瘤或实时确认切除增生性组织。到目前为止，术中PTH剂量是手术成功的确认工具，术后PTH是评价剩余PG功能的唯一方法。
本综述的目的在于，对甲状旁腺切除术/甲状旁腺切除术中识别PG的光学技术的主要发展现状进行全面综述，分析临床结果，并为今后的研究提供一些方向。
【2.方法和材料】
2.1文献检索方法
2018年6月前发表的相关文献。数据库搜索包括MEDLINE和Embase数据库。考察指标包括：研究设计、手术类型、患者人数、荧光染料剂量、光学技术、PG鉴定数量、生化数据、组织学、光学信号分析及假阳性或假阴性。
2.2文献采纳标准
2.3研究质量评估
所有在体实验均划分证据等级(LOE)。LOE1, 随机对照试验(1a)和准实验研究(例如，非随机控制实验、实验前后) (1b); LOE2,定群研究; LOE3,病例对照研究; LOE4, 病例系列; LOE5, 病例报告。
体外实验未被评估，但实验结果在相应的章节被列出。
2.4统计分析
文献中，大多为观察性研究、随机对照试验(RCT)较少，故使用描述性统计进行定性综合。不对异质性、文献偏倚或统计方法进行评估。
【3.结果】
3.1文献特征
10%的临床研究是队列研究(LOE2)和62.5%的病例系列(LO3)。
各类研究方法的数量---随机对照试验(1)、准实验研究-研究前后(1)、队列研究(4)，病例对照(1)、病例系列(25)、病例报告(8)、体外研究(7)。
各类光学方法的数量---9种，自荧光光谱(3)、自荧光成像(13)、ICG成像(14)、亚甲蓝荧光成像(3)、5- ALA成像(5)、光学相干层析成像(5)、激光散斑对比度成像(1)、动态光学对比度成像(1)和拉曼光谱(2)。
3.2三个应用
最常被描述的应用是在甲状腺切除术中识别PG，在甲状旁腺切除术中识别PG的应用较少。一般与外科医生的视觉识别相比较，很少与组织学检查相互验证。1个准实验研究，20个病例系列，4个病例报告和5个体外研究报告的主题。
第二个有希望的临床应用是在甲状腺切除术(8个临床研究)或甲状旁腺切除术(7个临床研究)中原位评估PG的生存能力。4例病例报告、5例病例系列、1例对照研究、4例队列研究和1例随机对照试验。
最后一个有希望的方法是区分病理和正常的PG，但只有两个体外研究。
【4.第一个应用---在内分泌手术中利用光学技术识别甲状旁腺】
PG的识别在两种内分泌手术中尤为重要：(1)切除甲状腺时不损伤PG，减少术后甲状旁腺功能减退；(2)在原发性甲状旁腺功能亢进手术中帮助定位异位PG腺瘤。在观察性研究中，主要是验证技术识别PG的可行性。六种光学技术:自体荧光技术(光谱和成像)、荧光技术(亚甲蓝或5-ALA)。OCT成像和动态光学对比成像的研究较少。
4.1自体荧光技术鉴定PG
Paras等首次报道了PG在近红外(NIR)光谱中的自体荧光性质[18]。荧光团具有吸收特定波长(激发波长)的光和发射更长的波长(发射波长)的光的特性。
当PG被785 nm的激光照射时，立刻自发发出荧光，我们可以通过光谱方法/近红外摄像机测量，并在822 nm波长处发现最大的光发射强度[19]。自发荧光信号无染料、无创、实时。PG中的近红外内源性荧光团尚不清楚，但可能是钙敏感受体或维生素D受体[20]。四个病例系列研究中，用自动荧光光谱法鉴定甲状腺切除术或甲状旁腺切除术患者的PG[18,19,21,22]。Paras等人首先描述了他们对21例患者的研究结果，结果显示PG的荧光信号是甲状腺信号的2至11倍[18]，此后Vanderbilt团队共对292例患者进行了研究[19,21,22]。其中97 - 100%的PG在术中被检测到。他们还发现，疾病状态、体重指数、术前维生素D水平和血清钙水平等多个变量会影响PG的自身荧光信号[21]。建议对每个腺体采取多种措施，以准确识别PG组织。光谱探针的主要缺点是需要与组织接触、进行点对点测量，而光学近红外荧光成像相机是无接触的、且提供了一个大的视野。
近红外成像可用于实时显示深度几毫米的结构。本团队和Shinden等在体外近红外成像中证实，正常和病理PG的高荧光信号在切除后仍然存在，并进行了相应的组织学检查[2,23]。此外，组织被福尔马林固定后仍可检测到稳定信号[2]。在十个病例系列，一个多中心研究和一个前后对照研究中，PG的临床近红外自动荧光成像已经有自制和商用系统。4项研究致力于甲状腺切除术中PG的鉴别[24-27]。其他7项临床研究作为概念验证，评估甲状腺切除和甲状旁腺切除手术中自体荧光成像的可行性[2,22,23,28-31]。表1总结了自体荧光成像的临床结果。
在甲状腺切除术中的PG识别，76.3% - 100%的病例成功定位。在我们的临床研究中，敏感性和特异性分别为94.1%和80%，棕色脂肪组织可能有潜在假阳性[2]。出于伦理考虑，黄金标准只能是外科医生的白光检查，不计因病变被切除的PG。Falco等人注意到，在74例手术患者中，近红外成像检测到的PG多于视觉识别检测到的PG，占81.1%[32]。Kahramangil等人报道了第一个多中心研究，即在甲状腺切除时用自体荧光检测584/594的PG[29]，46%的PG在目测检查前先用荧光进行检测。Benmiloud等在对照研究前后证明，使用近红外成像保存PG的甲状腺切除术术后低钙血症发生率显著降低(5.2% Vs 20.9%)，自体PG移植的发生率显著降低(2.1% Vs 15.16.7%)[24]。
在手术室中操作成像仪的学习曲线尚未得到研究。主要的困难似乎是如何在年轻患者中区分PG和棕色脂肪[2]。由于PG中自体荧光信号的标准量化还没有被开发出来，因此解释仅基于外科医生的定性评估。我们的团队和其他人使用图像分析软件(如imageJ)对记录的图像进行量化，将PG中的荧光信号与甲状腺组织中的荧光信号进行比较。成像系统的软件设计是最需升级的方面，在术中测量方面，使用患者独立的荧光标准量化，可能在将来允许在多中心试验中，精细比较患者内部和患者之间的的数据，给予光学技术更高的信服力。
该方法的另一个先决条件是需要通过手术将PG的表面暴露给摄像机，以获得自动荧光信号。虽然荧光发射在近红外光谱范围内，但光的漫射仅限于几毫米，如果PG周围有结缔组织或其深度超过几毫米，荧光信号就无法测量[26,30]。因此，PG可能会因多余的解剖而受损。手术过程中对PG的识别并不能说明其术后功能。自体荧光成像只允许识别，但仅凭其无法评估生存能力。最后，我们的团队评估了光谱系统(荷兰Quest医学成像公司)，以识别甲状腺切除术中的PG。在13个病人,我们使用近红外光谱成像发现100%的外科医生确定的PG(未发表的结果)(图2)。在精确手术中,系统提供实时 荧光+白光照射叠加图，以降低损害PG的风险(图2B、C、D和E)。
自体荧光技术未来的研究应集中在证明其临床有效性:(1)在手术过程中保护PG。做随机对照试验，比较广泛淋巴结扫描对甲状腺切除术术后短暂性甲状旁腺功能减退症的发生率的影响[33]；(2)异位PG腺瘤的定位。Kim等人认为，大视场可以识别不寻常位置的PG[25]。后一种方法需要确认，因为探测PG的深度有限制，且光学技术仍然受到相机视场的限制。
4.2 外源性荧光技术鉴定PG:荧光亚甲蓝或5-氨基乙酰丙酸
4.3 OCT识别正常PG
五个体外研究和一个病例系列研究提供了光学相干断层扫描(OCT)下，观察PG微观架构的初步结果成像。基于低相干干涉的OCT，工作原理与传统超声基本相似，但使用的是光而不是声波[45]。OCT提供无造影剂的快速横断面显微图像。Ladurner等人描述了PG的体外OCT图像与常规组织学之间的高度相关性[46]。基于对32例患者320张OCT图像的分析，OCT的特异性为93-94%，敏感性为82-84%。不一致的主要原因是淋巴结和甲状旁腺组织之间的误判。Sommerey 等人对34例甲状旁腺切除术或甲状腺切除术的300张OCT图像进行了定量分析。体外成像的分类是基于其平均后向散射强度分布，以揭示PG、甲状腺、淋巴结和脂肪组织之间的统计显著差异。总的正确分类率为96.15%[47]。该小组首次在手术中获得PG、甲状腺、脂肪和肌肉组织的临床OCT图像[48]。27例需进行甲状腺切除术或甲状旁腺切除术的患者的227张OCT图像，由两名研究者基于形态学标准进行盲解。灵敏度和特异度均低于先前的体外研究(分别为69%和66%)，43张OCT图像不能分配到任何组织。PG与淋巴结的鉴别几乎是不可行的。使用了一种用于超声探头而非OCT系统的塑料套，光学探头在外科领域的定位困难，造成伪影，影响了图像质量[48]。然而，由于体外研究很少，仅有一项体内临床研究，因此，目前判别OCT能否在甲状旁腺组织的术中识别中发挥作用还为时过早。
4.4 异位腺瘤性甲状旁腺的动态光学造影定位
4.5 光学技术测定甲状旁腺活性
PG的功能评估在两个内分泌外科手术有用:(1)在甲状腺切除术PG被损坏后，确定术后甲状旁腺功能减退的风险；(2)选择剩余的PG。已有两种评估PG活性的光学技术:激光散斑对比度成像和吲哚菁绿(ICG)荧光技术。在观察性研究中，光学技术评估PG血管形成的可行性是主要结果。
4.6 ICG荧光技术测定PG活力
4.7 激光散斑对比成像法测定PG活力
4.8 用光学技术鉴别正常和病理PG
鉴别PG的金标准是组织病理学分析。通常，最常见的诊断是PG腺瘤和增生，但区别这两种症状具有挑战性[72]。目前只有拉曼光谱作为新的光学方法进行了测试，以区分PG的化学成分，两个小队列的体外研究已经提出了初步的应用结果。
4.9 拉曼光谱学
已有两项研究报道了拉曼光谱法区分甲状旁腺腺瘤和甲状旁腺增生[73]，以及区分健康的甲状旁腺瘤和甲状旁腺腺瘤[74]。拉曼光谱是基于对组织中单色光的非弹性散射的分析，提供化合物的振动和旋转频率(图4)。关于组织化学成分的详细信息以这种方式显示。
基于小样本数量(n = 9个腺瘤和6个增生性PG)的体外研究，Das等人鉴定出这些组织对甲状旁腺瘤的敏感性为95%，特异性为93%，对甲状旁腺增生的敏感性为93%，特异性为95%[73]。Palermo等分析了5个正常的PG和13个腺瘤:病理和非病理样本可根据峰的存在来区分，如正常PG的类胡萝卜素带[74]。这两项研究都是体外的概念性证明，需要在体内实施才能在甲状腺切除术和甲状旁腺切除术中发挥作用。
4.10 未来PG术中光学技术的应用前景
为了更好地诊断病人,外科医生需要一种能够识别PG的技术,确定其可行性并区分正常和病理PG。目前,文献里给出的光学技术没有哪一种可以单独满足所有这些需求，所有这些技术仍然需要解剖才能对PG进行成像。表3总结了上述每种光学方法的比较。
多模态成像可能在一定程度上提供了一种解决方案。最近发表的一篇文章比较了自体荧光成像和ICG成像来鉴定PG[64]。我们更建议将两种技术结合起来，通过自身荧光识别PG，然后通过ICG注射来测量PG灌注，以此作为检测和评估正常或剩余PG生存能力的最佳方法[56]。对于异位腺瘤的定位，需要一个大而深的视野，限制了目前光学技术的兴趣。识别技术(自体荧光、MB或ALA荧光、OCT和DOCI)仅能确认可疑组织为异位腺瘤。所有的光学技术仍然需要术前成像[14]和外科医生的目视检查。
近红外自身荧光和ICG成像是文献中描述最广泛的技术，在过去的几年中，涵盖了1400多名接受了甲状旁腺切除术和甲状腺切除术患者。这些荧光技术具有安全、无电离辐射暴露、实时检测能力强、检测灵敏度高等优点，具有良好的临床应用前景。然而，为了证明这些技术的实用性，现在有必要证明RCT（随机对照实验）临床结果的改善，因为目前大多数结果来自观察性研究。需要给出手术时间、甲状腺切除术中暂时和永久性低钙血症、甲状旁腺切除术后复发和复发的影响以及对整体成本的影响等数据。荧光成像仪相当昂贵，但同样的设备可以在普通外科用于其他应用，如前哨淋巴结测绘，皮瓣灌注评估和内分泌手术。
其他光学方法是非常有前途的技术，旨在帮助定位和保留PG、评估PG的生存能力，但在体内的应用不如荧光成像技术先进。目前，OCT是在体内测试的光学技术中，唯一一种可以提供关于PG的显微形态学信息。然而，目前淋巴结和PG之间的分化较差，限制了其在手术中的应用。在OCT用于甲状腺切除术临床应用前，需要解决低分辨率和技术问题。DOCI是最近提出的一种鉴定PG的方法，其潜在的应用已经被一项体内研究证实，但需要临床研究来证实其实用性。LSCI对PG的血管化变化有较高的反应，可以提示外科医生PG缺血，但该技术仍受运动伪影的影响。
对于腺瘤和增生的鉴别诊断，拉曼光谱的潜力在一项体外研究中得到证实，可能有助于内分泌外科医生。然而，这是一个小的数据集，需要在体内验证这一概念。
【5.结论】
大多数临床试验评价了自体荧光和ICG血管造影。只有一个RCT（随机对照实验）证实了ICG血管造影对甲状腺手术后甲状旁腺功能减退症的预测作用。然而，这些技术缺乏标准。其他非侵入性光学技术使外科医生能够区分甲状旁腺和其他组织。从正常腺体区分病理甲状旁腺正在迅速发展，预计会在未来的手术中应用。
