Summary
No diagnóstico e tratamento do câncer de tireoide localmente avançado, a aplicação da reconstrução tridimensional auxiliada por computador pode fornecer informações adicionais sobre o escopo tumoral e características anatômicas, auxiliando na avaliação de risco e no planejamento cirúrgico.
Abstract
O diagnóstico e o tratamento do carcinoma de tireoide localmente avançado são desafiadores. O desafio está na avaliação do escopo tumoral e na formulação de um plano de tratamento individualizado. A visualização tridimensional (3D) tem uma ampla gama de aplicações no campo da medicina, embora existam aplicações limitadas no câncer de tireoide. Anteriormente, aplicamos a visualização 3D para o diagnóstico e tratamento do câncer de tireoide. Através da coleta de dados, modelagem 3D e avaliação pré-operatória, podemos obter informações 3D sobre o contorno do tumor, determinar a extensão da invasão tumoral e realizar preparo pré-operatório adequado e avaliação de risco cirúrgico. Este estudo teve como objetivo demonstrar a viabilidade da visualização 3D no câncer de tireoide localmente avançado. A visualização 3D auxiliada por computador pode ser um método eficaz para a avaliação pré-operatória precisa, o desenvolvimento de métodos cirúrgicos, encurtando o tempo cirúrgico e reduzindo os riscos cirúrgicos. Além disso, pode contribuir para a educação médica e a comunicação médico-paciente. Acreditamos que a aplicação da tecnologia de visualização 3D pode melhorar os resultados e a qualidade de vida em pacientes com câncer de tireoide localmente avançado.
Introduction
O câncer de tireoide é a sétima neoplasia maligna mais comum na China1, sendo a cirurgia o método de tratamento mais importante 2,3. A ressecção completa do tumor está fortemente associada a altas taxas de sobrevida e boa qualidade de vida em pacientes com câncer de tireoide localmenteavançado3,4; no entanto, esse tipo de ressecção é um desafio. O pescoço contém órgãos e tecidos importantes, como a traqueia, o esôfago e a artéria carótida comum. A ressecção para câncer avançado de tireoide é ainda mais arriscada e difícil devido à proximidade desses tumores com órgãos importantes e grandes vasos sanguíneos no pescoço emediastino5,6. Assim, faz-se necessária uma avaliação pré-operatória adequada.
Atualmente, a tomografia computadorizada (TC), a ressonância magnética (RM) e a ultrassonografia com Doppler colorido, amplamente utilizadas na prática clínica, fornecem uma visão bidimensional (2D), o que limita a avaliação do volume, dos limites e das relações do tumor com importantes estruturascircunvizinhas7,8. Experiência clínica substancial e tentativa e erro eficientes são necessários antes que os cirurgiões possam traduzir imagens 2D para o espaço 3D. A visualização 3D auxiliada por computador pode usar imagens 2D para criar um modelo 3D mais intuitivo que pode ser usado para planejamento pré-operatório e seleção do plano de tratamento, tornando a comunicação médico-paciente mais intuitiva e reduzindo as divergências médico-paciente. Embora o modelo forneça visualização 3D, ele é intangível. Essa avaliação e preparo pré-operatório guiados por 3D podem encurtar o tempo cirúrgico e reduzir os riscos cirúrgicos. A abordagem 3D tem sido amplamente utilizada em cirurgia hepatobiliar, ortopedia e cirurgia bucomaxilofacial9,10. No câncer de tireoide, a visualização 3D é atualmente utilizada para auxiliar no diagnóstico ultra-sônico e na formulação de planos cirúrgicos11,12,13,14,15.
Portanto, acreditamos que a visualização 3D pode ser convenientemente aplicada ao diagnóstico e tratamento do câncer de tireoide localmente avançado. Esse método de visualização inclui aquisição por TC, modelagem 3D auxiliada por computador e avaliação pré-operatória usando modelos 3D. Os modelos 3D podem ser usados para determinar dificuldades cirúrgicas, riscos cirúrgicos e o potencial estado funcional pós-operatório. Os cirurgiões podem se envolver em comunicação detalhada médico-paciente, formulação do plano cirúrgico e o preparo cirúrgico correspondente16. Além disso, esse método pode proporcionar uma avaliação pré-operatória adequada dos pacientes, reduzir os riscos cirúrgicos e melhorar a satisfação do paciente sem aumentar o trauma do paciente.
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Protocol
Este protocolo de estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Sichuan Cancer Hospital (Data de aprovação: 27 de setembro de 2019). Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram realizados de acordo com os padrões éticos dos comitês de pesquisa institucionais e nacionais, bem como com a Declaração de Helsinque de 1964 e suas alterações posteriores. Todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido antes da cirurgia.
1. Critérios de inclusão e exclusão
- Incluir pacientes se (1) tiverem câncer de tireoide confirmado patologicamente e necessitarem de tratamento cirúrgico; (2) apresentam infiltração tumoral local extensa, como T3-T4 (American Joint Committee on Cancer TNM staging, oitava edição), ou se lesões metastáticas invadiram estruturas importantes como traqueia, esôfago e grandes vasos; (3) eles e seus familiares são voluntários para visualização 3D auxiliada por computador; e (4) não apresentavam contraindicações à anestesia.
- Excluir pacientes se eles não forem submetidos a tratamento cirúrgico.
2. Aquisição de imagens
- Obter imagens simples e contrastadas de TC (incluindo fases venosa e arterial) dos pacientes usando um sistema de TC espiral de 256 camadas. Os parâmetros de varredura são: matriz de 120 kV, 120 mA, matriz de 512 x 512, espessura da camada de 0,625 mm, limiar de 150 UH e atraso da varredura arterial de 10-20 s.
- Obtenha os dados do exame do sistema de TC em formato DICOM.
3. Modelagem 3D auxiliada por computador
- Importe os dados para o software de visualização 3D (Figura 1A).
- Clique no botão Abrir para selecionar o documento que contém os dados do paciente no formato DICOM. Importe os dados para o software.
- Processe os dados para suavização gaussiana se os dados originais contiverem muito ruído de imagem (Figura 1B). Selecione os dados com o botão direito do mouse e, em seguida, clique no botão Suavização Gaussiana .
- Reconstruir individualmente diferentes estruturas na área alvo (tórax e pescoço).
- Selecione Modelos Diferentes (por exemplo, pele e osso) no software de acordo com a estrutura a ser reconstruída (Figura 2A).
- Defina a Cor, o Limite Máximo e o Limiar Mínimo com base na estrutura reconstruída no TC (Figura 2B). Estabeleça diferentes limiares para o osso e a pele. Ajuste os limiares superior e inferior com base no efeito de visualização observado (Figura 2C).
- Clique no botão Cálculo para concluir a reconstrução preliminar do modelo 3D (Figura 2D).
- Modifique os dados segmentados.
- Uma vez obtidos os dados de segmentação de estruturas como vasos sanguíneos, pele e ossos (Figuras 3A-C), use o botão Algoritmo de Alisamento para otimizar os dados segmentados e garantir que as bordas reconstruídas do dente de serra correspondam ao tecido real.
- Em seguida, use o botão Navegação com um clique para localizar as imagens 2D e 3D (Figura 3D) e determinar se o efeito de segmentação foi preciso. Use a ferramenta Caneta ou Pincel para corrigir as camadas incorretas (Figura 3E).
NOTA: A modelagem 3D é obtida após a obtenção dos dados de segmentação de todas as estruturas.
4. Avaliação pré-operatória
- Visualize o modelo 3D e preste muita atenção ao volume e localização do tumor e às relações entre o tumor e os tecidos adjacentes usando as funções de Ampliação, Rotação, Transparência do Tecido e Separação e uma combinação de várias estruturas. Por exemplo, observe a extensão da invasão tumoral na artéria carótida comum, esôfago e traqueia.
- Determinar o escopo da ressecção cirúrgica, o grau de comprometimento funcional após a ressecção e o plano de terapia adjuvante pós-operatória com base na avaliação do modelo 3D. Implemente uma comunicação médico-paciente eficaz e intuitiva para satisfazer as expectativas do paciente e explicar o plano de tratamento do cirurgião.
5. Cirurgia
- Remover o tumor de acordo com o plano pré-operatório e as observações intraoperatórias do tumor e dos órgãos vitais afetados.
- Realizar cirurgia redutora de tumor com marcação intraoperatória para terapia adjuvante pós-operatória na ausência de um plano de reparo.
- Reparar defeitos causados pela ressecção e realizar a reconstrução funcional conforme necessário com base no plano operatório e situação intraoperatória.
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Representative Results
De dezembro de 2017 a julho de 2021, 23 pacientes com câncer de tireoide localmente avançado foram submetidos à modelagem 3D. Desses 23 pacientes, 4 foram excluídos da cirurgia devido ao risco cirúrgico, e os 19 pacientes restantes foram tratados com cirurgia seguindo modelagem 3D (Tabela 1). Todos os 19 pacientes tinham câncer de tireoide localmente avançado, incluindo 14 para os quais este foi o diagnóstico inicial, 16 que tinham graus variados de dispneia e 18 que tinham grandes tumores no pescoço (tumor primário de tireoide ou linfonodo metastático) que invadiram os tecidos circundantes. A avaliação anatomopatológica pós-operatória revelou 11 pacientes com carcinoma diferenciado de tireoide, 2 com carcinoma medular de tireoide, 5 com carcinoma indiferenciado ou pouco diferenciado de tireoide e 1 com carcinoma papilífero de tireoide com histiocitose de células de Langerhans. O uso pré-operatório da modelagem 3D facilitou a comunicação eficiente médico-paciente. Todas as cirurgias foram concluídas com sucesso, e todas as recuperações pós-operatórias foram tranquilas, sem óbitos perioperatórios.
Como descrito no relato de caso na próxima subseção, um modelo 3D tem vantagens distintas sobre a TC pré-operatória e as observações intraoperatórias na determinação das relações entre o tumor e os vasos sanguíneos, traqueia e esôfago. Além disso, fornece informações precisas sobre a presença e a abrangência da invasão tumoral.
Exemplo de apresentação de caso
A análise citológica de uma biópsia pré-operatória por punção de um homem de 50 anos internado por 1 mês por causa de uma massa na fossa supraclavicular direita sugeriu carcinoma papilífero de tireoide. A angiotomografia sugeriu fusão de múltiplos linfonodos na fossa esternal superior, mediastino superior e raiz cervical direita; o envoltório da veia braquiocefálica direita e do segmento inferior da veia jugular interna direita com o tumor; estreitamento local da veia jugular interna direita; deslocamento e estreitamento local da artéria subclávia direita; e adjacência da artéria carótida comum direita ao tumor, com envolvimento descendente da pleura a partir desse ponto.
Devido ao grande número de vasos envolvidos no tumor, esta paciente optou por iniciar o tratamento com terapia-alvo (cloridrato de anlotinib). O reexame com angiotomografia após sete ciclos de terapia-alvo revelou que, em comparação com a linha de base, os múltiplos linfonodos fundidos na fossa esternal superior e mediastino superior na raiz cervical direita haviam se tornado ligeiramente menores; o espaço entre a artéria subclávia direita e a artéria carótida comum direita e o tumor havia se tornado ligeiramente maior (Figura 4); e a adesão da veia braquiocefálica direita havia diminuído.
Com os dados da TC, a equipe cirúrgica realizou a modelagem 3D auxiliada por computador (Figura 5). A avaliação multidimensional do modelo 3D revelou que o tumor invadiu a veia jugular interna direita, que teve que ser ressecada, e que foi necessária a remoção de parte da parede da veia subclávia direita, sendo mantida a perviedade por meio de sutura direta. Não houve invasão tumoral na artéria carótida comum direita ou tronco braquiocefálico. Após a terapia-alvo, a artéria subclávia direita permaneceu deslocada e mostrou invasão tumoral persistente, o que significa que essa artéria tinha risco de lesão intraoperatória. Determinou-se que a reconstrução intraoperatória da parede vascular ou a reconstrução vascular autóloga poderiam ser realizadas. Não foi observada invasão traqueal ou esofágica evidente.
Após comunicação pré-operatória adequada, inclusive quanto ao potencial de sangramento intraoperatório maciço e disfunção do membro superior direito, o paciente concordou em ser submetido à cirurgia. A veia jugular interna direita foi excisada e parte da parede da veia braquiocefálica direita foi removida durante a cirurgia; a parede lateral foi posteriormente reparada. No intraoperatório, houve ruptura da artéria subclávia direita e reparo em ponte com veia jugular interna direita (Figura 6).
O exame anatomopatológico foi sugestivo de carcinoma papilífero com metástase linfonodal (T3bN1bM0, estádio I), colocando o paciente em alto risco de recidiva. Inibição do hormônio estimulante da tireoide e iodoterapia radioativa no pós-operatório foram recomendadas. Após aproximadamente 1 mês, o edema pós-operatório do membro superior direito foi resolvido, e a artéria subclávia direita permaneceu desobstruída.
Figura 1: Importando os dados. (A) Os dados no formato de arquivo DICOM são importados para o software de visualização 3D clicando no botão Abrir (seta vermelha). (B) Se os dados originais contiverem muito ruído de imagem, eles são processados no menu direito do software para suavização gaussiana (seta vermelha). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Reconstrução do software . (A) A parte que será reconstruída através do algoritmo de limiar do módulo de reconstrução do software é selecionada. (B) O Limite Máximo e o Limite Mínimo são definidos (na caixa vermelha), juntamente com a Cor (seta amarela). (C) Os limiares superior e inferior são ajustados (em caixa vermelha). (D) O botão Cálculo é clicado (seta vermelha) para concluir a reconstrução preliminar do modelo 3D. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Gráfico 3. Correção manual. (A-C) Os dados de segmentação das estruturas, incluindo (A) os vasos sanguíneos, (B) pele e (C) ossos, são obtidos. (D) O botão de navegação com um clique (na caixa vermelha) é usado para localizar as imagens 2D e 3D (seta amarela). (E) A precisão do efeito de segmentação é examinada. Além disso, a ferramenta Caneta ou Pincel (seta amarela) é usada para corrigir as camadas incorretas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Imagens tomográficas do caso amostral. TC revelou que a artéria subclávia direita (seta vermelha) provavelmente está envolta por um tumor. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Avaliação pré-operatória. (A,B) O modelo 3D revela um tumor envolvendo a veia jugular interna direita (seta preta) e invadindo a parede da veia braquiocefálica direita (seta branca). (C) A artéria subclávia direita permanece invadida pelo tumor (indicado pelo símbolo do triângulo preto na Figura 5C); Não há invasão tumoral na artéria carótida comum direita ou tronco braquiocefálico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: Cirurgia. (A) A artéria carótida comum direita (seta preta) está bem protegida, enquanto a veia jugular interna direita e a artéria subclávia (triângulo preto) são invadidas pelo tumor (em caixa preta). (B) A veia jugular interna direita é excisada e parte da parede da veia braquiocefálica direita é removida durante a cirurgia. Completa-se a ressecção da manga da artéria subclávia direita (seta branca). (C) É realizada correção em ponte com a veia jugular interna direita (triângulo branco), enquanto o nervo laríngeo recorrente direito é reparado com o nervo vago (seta branca). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Tabela 1: Dados demográficos e clínicos dos 19 pacientes submetidos à visualização 3D. Abreviações: 3D = tridimensional; CPT = carcinoma papilífero de tireoide; CEC = carcinoma espinocelular; CMT = carcinoma medular de tireoide; PDTC = carcinoma pouco diferenciado de tireoide; FTC = carcinoma folicular de tireoide. Clique aqui para baixar esta tabela.
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Discussion
Para o carcinoma diferenciado (CDT) recidivante e metastático, o tratamento cirúrgico ainda épreferido17. A sobrevida doença-específica em 5 anos dos pacientes com ressecção de CDT e R0 é de 94,4%, significativamente maior do que a dos pacientes com ressecção R1 (67,9%)2. O controle da doença no pescoço é crucial para a obtenção de melhor qualidade de vida e sobrevida doença-específica para ospacientes4. O carcinoma medular da tireoide é tratado principalmente com cirurgia. Portanto, a ressecção completa do tumor é de grande importância no carcinoma medular e diferenciado da tireoide18.
Para pacientes com sintomas óbvios, como dispneia e hemoptise, nos quais a ressecção completa é impossível, a cirurgia paliativa local pode resultar em condições ideais para o tratamentosubsequente12. Portanto, a cirurgia tem valor no caso de infiltração local extensa de câncer de tireoide. Entretanto, a invasão de várias estruturas importantes no pescoço, como traqueia, esôfago, artéria carótida comum, entre outras, determina o potencial de remoção completa do tumor; o que pode, posteriormente, ser considerado para permitir uma avaliação pré-operatória adequada do plano de tratamento e da qualidade de vida pós-operatória. A avaliação pré-operatória quanto à possibilidade de tumor residual antes do tratamento pós-operatório também auxilia no controletumoral5.
Atualmente, o câncer de tireoide localmente avançado no pescoço é tipicamente avaliado por meio de ultrassonografia colorida, TC e RM, que são complementadas com fibrolaringoscopia e esofagoscopia para avaliar o grau de envolvimento intraluminal da laringe, traqueia e esôfago5. A ultrassonografia colorida, a TC e a RM produzem imagens 2D, que são limitadas na visualização do volume e invasão tumoral. A avaliação dessas imagens 2D requer treinamento clínico extensivo e habilidades. Limitações e incertezas permanecem mesmo quando essas imagens são avaliadas por médicos de imagem especializados e cirurgiões experientes.
O recente desenvolvimento da visualização digital 3D tem sido ativamente adotado na medicina, e a visualização 3D é atualmente amplamente utilizada na hepatocolangiolitíase, câncer de vesícula biliar, câncer de cabeça pancreática e tumores retroperitoneais10,19. Em comparação com imagens 2D tradicionais, uma revisão abrangente de um modelo 3D usando rotação e transparência seletiva para revelar os tecidos e órgãos tumorais permite uma melhor compreensão das relações entre o tumor e os tecidos circundantes. Usando esse modelo 3D, um plano operatório pode ser formulado e praticado, reduzindo o sangramento intraoperatório, acelerando o preparo pré-operatório e proporcionando tratamento individualizado.
Um modelo 3D pré-operatório pode ajudar a definir claramente o escopo da ressecção tecidual intraoperatória, qualquer possível tumor residual e a provável função orgânica pós-operatória, o que é vantajoso para a comunicação médico-paciente, bem como para garantir o melhor prognóstico e qualidade de vida para os pacientes. Por exemplo, a dispneia é um sintoma comum em pacientes com câncer de tireoide localmente avançado. A relação da dispneia com a invasão tumoral do nervo laríngeo recorrente, laringe e traqueia deve ser avaliada no pré-operatório4. Diferenças no grau de invasão podem determinar se a traqueostomia e a traqueostomia definitiva são necessárias6. Diferentes cirurgias afetam diretamente a pronúncia, a qualidade vocal e o estilo respiratório pós-operatóriosdos pacientes20. A avaliação pré-operatória precisa dos limites do tumor pode auxiliar na proteção da funcionalidade da fala e da respiração, garantindo a ressecção completa do tumor. Como a TC ou a RM não podem ser usadas para julgar a profundidade de invasão da parede das vias aéreas de forma eficaz, um modelo 3D é uma boa ferramenta complementar para essas modalidades de imagem. A lesão da artéria carótida comum pode até causar a morte. O modelo 3D pode demonstrar a relação entre o tumor e os vasos. Com base nessa relação, a cirurgia pode ser pausada, ou vasos sanguíneos artificiais podem ser preparados.
No câncer de tireoide localmente avançado, a visualização 3D tem várias vantagens. Para pacientes que necessitam de reparo pós-operatório da traqueia e do osso, um modelo 3D é útil para simulação cirúrgica pré-operatória, fabricação de placa guia cirúrgica intraoperatória e formulação de plano de reparo pós-operatório. Além disso, a visualização 3D pode ser usada com realidade virtual híbrida e outras tecnologias para navegação intraoperatória em tempo real, o que permite a sobreposição do modelo 3D com a anatomia real dos pacientes.
Embora a tecnologia de visualização 3D esteja apresentando resultados clínicos promissores, algumas limitações ainda precisam ser superadas. O custo estimado da modelagem 3D é de aproximadamente US$ 410. Diferentes empresas de software podem cobrar taxas ligeiramente diferentes, o que aumenta os custos para os pacientes. Além disso, há uma curva de aprendizado na modelagem 3D. Atualmente, a visualização 3D é baseada em dados obtidos de tecnologias 2D, como TC, RM e ultrassonografia colorida. Quando o contraste entre um tumor e os tecidos circundantes é inadequado, as imagens de contorno podem não ser suficientemente precisas e algumas pequenas estruturas podem não ser claramente exibidas.
Em conclusão, a tecnologia de visualização 3D é valiosa no diagnóstico e tratamento do câncer de tireoide localmente avançado, na avaliação da ressecabilidade do tumor e do escopo de invasão, no planejamento da ressecção e reparo e na avaliação do potencial dano funcional do paciente. Essa tecnologia pode ajudar os pacientes a entender sua condição e os riscos cirúrgicos e prognósticos associados. Além disso, pode encurtar a curva de aprendizado dos médicos em início de carreira. No entanto, o tamanho da amostra no presente estudo foi pequeno, e faltam resultados de seguimento em longo prazo. Para abordar as limitações da tecnologia de visualização 3D em aplicações clínicas, mais pesquisas são necessárias.
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Disclosures
Os autores não têm nada a revelar.
Acknowledgments
Os autores não têm agradecimentos.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Brilliance 256-layer spiral CT system | Philips Healthcare, Andover, MA, USA | N/A | Used for plain and enhanced CT imaging |
| 3D-Matic digital medical software application | Anhui King Star Digital S&T Co. Ltd. | N/A | Used for computer-aided 3D visualization reconstruction |
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