提出了一种用于癌症切除标本三维扫描和虚拟建模的新方法，旨在改善多学科癌症诊疗团队之间的沟通。
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本文内容
摘要
摘要
恶性肿瘤经肿瘤切除术后，标本将被送至病理科进行处理，以确定手术切缘状态。这些结果以书面病理报告的形式传达。目前的标准护理病理报告仅提供标本的文字描述及切缘取样部位，但未对切除组织进行任何可视化呈现。标本本身通常在切片和分析过程中被破坏。当最终病理报告确认后，病理科医生与外科医生之间的沟通常面临困难。此外，在多学科癌症诊疗团队中，通常仅有外科医生和病理科医生能够观察到切除的癌症标本。我们已开发出一种三维扫描与标本绘图方案，以解决这一尚未满足的需求。通过使用计算机辅助设计（CAD）软件，可在虚拟标本上清晰标注染色部位及切缘取样位置。该图谱可供多学科癌症诊疗团队的各个成员使用。
引言
肿瘤切除术的目标是通过手术切缘在显微镜下无肿瘤细胞残留的情况下完全切除癌症组织。在头颈部肿瘤中，手术切缘状态是最重要的病理学危险因素1。阳性手术切缘会使5年局部复发风险和全因死亡率增加>90%2。尽管近年来在医疗技术和外科技术方面取得了进展，头颈部肿瘤的阳性切缘率仍然较高3。在美国，局部晚期口腔癌的阳性切缘率为18.1%4。
头颈部外科医生在确保完整切除肿瘤的同时，尽可能减少对周围结构的损伤，术中通过冰冻切片分析（FSA）对切缘进行取样评估。FSA 提供快速的术中病理学会诊，被广泛应用，并已成为标准诊疗手段5,6,7,8,9。新鲜组织被冷冻后切成薄片，置于玻片上并染色，以便在患者仍处于麻醉状态下立即进行判读。
头颈部肿瘤标本在准确评估切缘状态方面存在若干独特挑战，包括头颈部肿瘤标本解剖结构的复杂性、由于....
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方案
本方案在范德比尔特大学医学中心进行，伦理审查批号 IRB#221597。患者已签署书面知情同意书 ex 术前对患者进行活体三维扫描并对其手术标本进行数字建模，并将扫描数据加入三维标本模型生物样本库。纳入标准为年龄18岁及以上、疑似或经活检证实患有头颈部肿瘤并接受手术切除的患者。三维标本图谱的制作根据外科医生和病理科医生的偏好以及工作人员的可及性而定。
本方案遵循范德比尔特大学医学中心机构审查委员会（IRB#221597）的人类研究伦理准则。所有受试者在参与前均签署了书面知情同意书。所有患者数据均已去标识化。
1. 设置3D扫描仪
- 确定一个可用于扫描仪设置的 3 x 2 英尺平坦工作台。确保工作台处于光线较暗的环境中，扫描仪被封闭在内，或房间内的灯光已关闭。或者，可在如图1所示的移动推车装置内进行三维扫描。
- 将三脚架摄像机支架放置在平坦的工作台上。小心地将三维扫描相机安装到三脚架上，并将相机向下倾斜至与工作台呈60°角。
- 将两段式电源线连接至外部电源和相机背面。
- 将扫描仪转台放置在三维相机与三脚架装置前方1英尺处。使用微型USB线缆将转台连接至相机。
- 使用相机至USB线缆将相机连接至笔记本电脑。扫描系统连接示意....
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结果
2021年10月至2023年4月期间，共对28例头颈部肿瘤标本进行了三维扫描，并根据本方案进行虚拟绘图。这些结果此前已发表13。大多数手术标本为鳞状细胞癌（SCC）（86%，n = 24），最常见的解剖亚部位为口腔（54%，n = 15）和喉部（29%，n = 8）。
在所有病例中，标本三维图谱均在病理切片评估及最终病理报告发布之前，共享给主诊外科医生和病理学家。在29%（n = 8）的病例中，三维标本图谱被用于外科医生与病理学家之间沟通可疑切缘情况。通过视频远程会诊利用三维标本图谱改善多学科诊疗沟通的示例见图6。
最终切缘状态针对每例病例进行记录，通常分为以下四类：（1）切缘阳性：切除标本中存在癌组织，且未进行再次切除；（2）切缘接近：切除标本切缘阴性，但切缘距离肿瘤小于 <残留癌组织5 mm。（3）不确定切缘：在主要标本切除前或切除后，已送检缺损区域的独立切缘标本，主要标本中存在癌组织，但无法明确这些独立切缘标.......
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讨论
传统上，切除的癌症标本没有可视化的表现形式。病理学处理过程通常会破坏标本。先前的研究已证明，对肿瘤标本进行三维扫描，随后对模型进行虚拟标注以创建代表病理学处理过程的三维标本图谱，具有可行性和实用价值13,14,15。这为多学科诊疗团队提供了关于癌症标本解剖结构、标本切片方式以及切缘取样位置的可视化模型。
该方案中最关键的步骤是获取高质量的三维扫描图像，正确对齐扫描数据以准确复制三维解剖标本，并创建与病理处理过程相对应的精确三维标本图谱。为确保标本图谱的质量，可能需要进行一些特定的调整。首先，照明条件极为重要。进行高质量三维扫描的最佳照明环境是昏暗或黑暗的房间。如果扫描质量不佳，应尝试进一步调暗灯光，或寻找可封闭的空间以营造黑暗环境。若在理想照明条件下仍难以获取扫描数据，请确保标本已彻底冲洗并轻轻吸干表面水分。扫描仪的定位系统难以识别反光或高反射性的表面。其次，对齐是一个关键步骤，其效果受标本每一侧.......
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披露
作者无任何需披露的竞争性财务利益。
致谢
本研究工作得到了范德堡临床肿瘤学研究职业发展项目（K12 NCI 2K12CA090625-22A1）、美国国立卫生研究院/国家耳聋及其他沟通障碍研究所（R25 DC020728）、范德堡-英格拉姆癌症中心支持基金（P30CA068485）以及“为美国而泳”基金会（Swim Across America）的资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 计算机辅助设计软件 | MeshMixer | 用于3D模型的虚拟标注软件 | |
| 数码相机或手机摄像头 | iPhone | 可使用iPhone摄像头或任何可用的数码相机 | |
| EinScan SP V2 Platinum 台式3D扫描仪 | Shining 3D | 3D扫描硬件设备 | |
| ExScan软件；Solid Edge SHINING 3D版 | Shining 3D | 随3D扫描仪购买附带的3D采集软件 | |
| 外接鼠标 | Microsoft | ||
| 笔记本电脑 | Dell XP5 | 00355-60734-40310-AAOEM | 笔记本电脑要求： USB接口：1个×USB 2.0或3.0；操作系统：Win 7、8或10（64位）； 显卡：Nvidia系列；显存：>1 G； CPU：双核i5或更高；内存：>8 G |
| Microsoft Office办公套件 | Microsoft | ||
| 移动演示推车 | Oklahoma Sound | PRC450 | |
| PowerPoint软件 | Microsoft Office | 演示文稿软件 | |
| 坐立两用移动桌车 | Seville Classics | ||
| USB-C设备转换器 | TRIPP-LITE | U442-DOCK3-B | 仅在笔记本电脑无USB接口时需要 |
参考文献
- Looser, K. G., Shah, J. P., Strong, E. W. The significance of "positive" margins in surgically resected epidermoid carcinomas. Head Neck Surg. 1 (2), 107-111 (1978).
- Binahmed, A., Nason, R. W., Abdoh, A. A. The clinical significance o....
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重印与许可
