Over the last century, there has been a steady development of new technologies for intraoperative tissue identification and differentiation. The applications are varied, with the core purpose being to identify target structures while preserving adjacent tissue and thereby follow a general paradigm of minimally invasive medicine. Particularly in oncology, a further asset of these technologies is the identification or classification of neoplastic tissue to support and improve therapy, for example, in breast cancer surgery.Many technologies under consideration make use of the different physical characteristics of treated tissues, such as induced fluorescence, optical coherence, and electrical impedance.Recent developments are focusing on moving from ex vivo to in situ and from asynchronous to real-time assistance of the clinicians, for example, by means of optical emission spectroscopy. Refinements of existing and the creation of new methods will include AI tools to make them more powerful while reducing the inter-operator variability in operative interventions. This talk addresses several aspects of the usage and suitability of these technologies for intraoperative, therapy-supporting application.
Die Entwicklungen neuer intraoperativer Methoden zur Gewebeerkennung nahmen seit dem letzten Jahrhundert stetig zu. Die Anwendungen sind mannigfaltig, wobei der Hauptzweck darin besteht, Zielstrukturen zu identifizieren und dabei das angrenzende Gewebe zu schonen, was dem allgemeinen Paradigma des minimal-invasiven Ansatzes in der Medizin entspricht. Insbesondere in der Onkologie besteht ein weiterer Vorteil in der Identifizierung oder Klassifizierung von neoplastischem Gewebe zur Unterstützung und Verbesserung der Therapie, z. B. in der brusterhaltenden Tumorchirurgie.Viele der in Frage kommenden Verfahren nutzen die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften des zu behandelnden Gewebes wie induzierte Fluoreszenz, optische Kohärenz oder elektrische Impedanz.Die jüngsten Entwicklungen konzentrieren sich auf die Verlagerung der Analytik von ex vivo zu in situ und von der asynchronen Unterstützung zur Echtzeitunterstützung der Chirurgen und Chirurginnen, z. B. im Falle der optischen Emissionsspektroskopie. Darüber hinaus gewinnen Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) bei der Auswertung und Beurteilung komplexer Messdaten sowie bei der Verfeinerung bestehender und der Entwicklung neuer Methoden an Bedeutung, um diese leistungsfähiger zu machen und gleichzeitig die Variabilität zwischen den Operateuren bei chirurgischen Eingriffen zu verringern. Verschiedene Aspekte der Nutzung und Eignung dieser Technologien für intraoperative, therapieunterstützende Anwendungen werden beleuchtet.
Keywords: AI-assisted tissue detection; Breast-conserving therapy; Fluorescence; Mass spectrometry; Optical coherence tomography; Optical emission spectroscopy; Radiofrequency spectroscopy; Raman.
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