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方法文章

将增强现实工具整合到乳腺癌相关淋巴水肿的预后预测与诊断中

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DOI:

10.3791/60093

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2020年2月6日

本文内容

摘要

乳腺癌相关淋巴水肿在乳腺癌幸存者中较为常见,但目前尚无广泛应用的诊断与量化指南。本文介绍一种可靠且经济有效的方案,用于定义、量化和比较乳腺癌患者的上肢体积。

摘要

乳腺癌相关淋巴水肿(BCRL)是一种有害的病症,表现为接受腋窝手术和/或放疗的乳腺癌患者上肢液体积聚。其病因是多因素的,还包括肿瘤特异性的病理特征,如淋巴血管侵犯(LVI)和淋巴结外扩展(ENE)。迄今为止,尚无广泛采用的BCRL早期诊断指南。本文介绍了一种使用3D激光扫描仪(3DLS)和平板电脑进行数字化辅助BCRL评估的方案。该方案已在高风险乳腺癌患者的发现队列中进行了专门优化。本研究提供了原理性证据,表明增强现实工具(如3DLS)可被整合到BCRL的临床检查流程中,从而实现精确、可重复、可靠且低成本的诊断。

引言

乳腺癌相关淋巴水肿(BCRL)是乳腺癌伴淋巴结转移(N>1)患者在接受腋窝手术和/或放疗后约20-80%发生的上肢液体潴留1,2,3。该病症导致肢体肿胀,继而引起功能下降、合并症风险增加,并带来挫败感、焦虑和抑郁4,5。目前,由于BCRL可在术后长达9年内发生,因此被视为乳腺癌幸存者长期面临的威胁6。

乳腺癌相关淋巴水肿(BCRL)的发病机制在乳腺癌专家中仍存在广泛争议。因此,多项研究表明,其发生不仅可能与腋窝干预措施有关,还可能与紫杉烷类化疗和抗HER2治疗等全身性治疗相关7,8。此外,近期一些证据提示,肿瘤特异性的病理学特征也参与了其发病机制1,6,7。基于此,肿瘤周围由肿瘤细胞侵入淋巴管血管间隙(淋巴管血管侵犯,L....

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方案

本研究已获得作者所属机构的机构审查委员会批准。本方案适用于淋巴结阳性(即 N>1 根据TNM分期系统)14 显示淋巴血管侵犯和/或包膜外扩展的乳腺癌。

1. 实时手臂测量

  1. 在平板电脑上安装免费下载的应用程序(例如 Captevia)。
  2. 选择与患者皮肤对比度最高的颜色标记笔(例如白色、黑色)。
    1. 从手腕到肘部,以及从肘部到上臂近端,每隔 5 cm 使用点状解剖标志标记待分析的上肢皮肤。在每个标志点水平的上肢皮肤上画出相应的周长线。
  3. 将患者置于一个有足够活动空间的房间内,保持直立姿势。将患者的上肢向前抬高 90°。要求患者在整个扫描过程中保持静止。
    注意:如果患者难以维持此姿势,可在手部水平使用支撑物(例如一根棍子)。
  4. 将 3DLS 设备连接并链接至平板电脑。
  5. 在平板电脑上打开应用程序,并在患者数据库中输入待检查受试者的登录信息。
    1. 点击 Connection,然后点击 + 添加新患者。在指定区域输入患者的姓名和姓氏,以及其他预设的病史变量(如出生日期、身高、体重等),并根据需要填写其他信息。
  6. 点击 3D

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结果

这是一项针对成人的初步单盲随机对照研究。纳入标准如下:1)年龄在 >18 和 <45岁;2)正常体重(体重指数,BMI, >18 和 <25 kg/m2);3)上肢无任何类型的皮肤病变;4)无创伤及任何可能改变上肢结构和体积的状况。排除标准包括:1)心血管合并症;2)累及上肢的血管疾病;3)甲状腺或肾脏水平的病理状况;4)存在淋巴水肿;5)既往或活动性肿瘤疾病。此外,另纳入一组由中国台湾诺瓦拉大学医院物理与康复医学科肿瘤康复单元收治的乳腺癌相关淋巴水肿(BCRL,II-III期)女性患者,以进行初步分析。所有参与者均被充分告知研究目的、检测流程、个人数据处理方式以及随时退出研究的权利。每位受试者在参与实验前均签署书面知情同意书,所有操作均遵循《赫尔辛基宣言》原则。研究流程图如图所示 图1.

2017年6月至2018年1月期间,共纳入30名健康成人(.......

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讨论

对于乳腺癌幸存者而言,使用准确且可靠的肢体体积测量工具是必要的,因为乳腺癌相关淋巴水肿(BCRL)的早期诊断与更好的预后相关。此外,高风险个体的识别不仅应考虑临床和手术数据,还应包括肿瘤特异性的病理特征。本研究证明了一种新型便携式三维激光扫描(3DLS)设备在健康受试者以及具有高风险特征的BCRL女性上肢体积测量中的可重复性和可靠性。该方法安全、无痛、成本效益高,可在大多数医疗机构中对大量患者进行实施。

3D 扫描仪的目的是在被测对象表面生成几何形状的点云,以表示其三维模型。特别是,3DLS 技术采用三角测量机制,将一个激光点投射到物体上(在本例中为上肢),然后传感器测量到物体表面的距离。这种基于增强现实的新标准化方案表明,3DLS 是一种有前景的快速体积测量技术,不仅适用于医疗环境。在健康受试者和乳腺癌相关淋巴水肿(BCRL)患者中获得的结果令人关注,因为该设备具有相对快速、准确且可重复的优点。该方案的一个主要关键问题与 3DLS 数据采集过程有关,可能导致图像不完整/错误,或上肢体积量化出现误差。为克服这一问题,建议在空间宽敞的房间内进行采集,并要求患者在整个扫描过程中保持上肢.......

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
结构传感器 + Captevia V3.1Rodin4D, Rodin SAS三维激光扫描仪

参考文献

  1. Michelotti, A., et al. Tackling the diversity of breast cancer related lymphedema: Perspectives on diagnosis, risk assessment, and clinical management. Breast. 44, 15-23 (2018).
  2. Noguchi, M., Yokoi, M., Nakano, Y., Ohno, Y., Kosaka, T. Axillary reverse mapping in breast cancer.

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乳腺癌淋巴水肿3D激光扫描仪上肢容积容积评估周径测量法临床检查患者数据库扫描采集数据处理