通过三维可视化、动态记录和优化沟通推进头颈部癌症外科病理报告

摘要

头颈部肿瘤的治疗需要精确的术中沟通和记录，以实现肿瘤的彻底清除并指导术后护理。传统的病理报告往往无法全面反映手术中的发现。本文介绍了一种结合三维扫描、标准化暂停程序以及新型软件的方案，以加强术中沟通并改进病理报告。

摘要

头颈部肿瘤的手术治疗成功依赖于外科团队与病理团队在术中的有效沟通，以实现肿瘤的彻底切除。对手术过程中所采取的操作及获得的病理信息进行精确记录，对于制定辅助治疗方案以及合理解读随访影像学检查至关重要。实现肿瘤的彻底切除对于降低复发风险、减少对多模式辅助治疗的需求以及改善患者生活质量具有重要意义。外科病理报告指导术后管理，然而其往往未能充分传达手术期间获取的全部信息。本文报道了利用三维（3D）扫描技术、标准化原则及软件开发手段，以优化当前外科工作流程和最终病理报告的方法。本方法整合了动态三维（3D）可视化图像、一系列术中暂停核对环节、带注释的影像图以及一种新型外科病理报告软件，从而提升术中外科与病理团队之间的沟通效率，并增强肿瘤内科和放射肿瘤科医生对术后信息的理解。该独特方法弥补了当前病理记录标准停滞不前的不足，为外科病理报告领域的重大创新铺平道路，并有望改善患者的临床结局。

引言

头颈部癌症起源于口腔、咽部、鼻窦、唾液腺、皮肤和喉部¹。这类恶性肿瘤在全球范围内位居十大常见癌症之列，在美国每年约有70,000例新诊断病例和16,000例死亡病例，全球范围内每年则有约900,000例新诊断病例和450,000例死亡病例^2,3。头颈部癌症的治疗通常需要长期的多学科、多模式综合管理^4,5。对于大多数口腔、唾液腺、鼻窦腔、喉部及下咽部的晚期癌症，推荐的治疗方案是先行根治性手术切除，随后进行辅助放疗（RT）或同步放化疗（CRT）⁶。手术仍是目前最有效的治疗方式⁷。既往研究表明，在口腔癌、HPV阴性口咽癌、早期声门上型癌以及晚期喉癌中，手术治疗相比根治性放疗或放化疗具有显著的生存优势^8,9,10,11,12。

手术切除的目标是实现肿瘤的彻底清除，并通过病理证实切缘阴性¹³。手术切缘状态是一个独立的预后因素，可预测肿瘤复发风险以及是否需要进一步治疗¹⁴。阳性切缘与生存率降低、局部复发率升高、医疗成本增加以及治疗强度上升相关¹⁵。术中冰冻切片分析仍是实现肿瘤清除的最佳实践，被头颈部外科医生广泛采用，以辅助术中决策并在手术过程中指导额外组织的切除¹⁶。肿瘤学冰冻切片切缘分析涉及对组织样本的评估，这些样本传统上取自切除的标本（标本驱动）或取自肿瘤床（缺损驱动），其中前者与更高的局部控制率相关^{17,18,19,20,21}。然而，该过程长期停滞且缺乏标准化，不同医疗机构在手术方法、沟通策略以及切缘清除定义方面存在差异^17,22。有关“高危”切缘（"at-risk"）<5 mm 或阳性）的位置和范围信息，可指导额外组织的切除，以追求肿瘤的彻底清除。然而，外科医生与病理科医生通常依赖非正式、无记录的口头交流以及粗糙的二维示意图进行沟通²³。该领域仍有很大的改进空间；既往研究表明，在三分之一的病例中，补充切除的切缘偏差可达1 cm²⁴。

外科病理报告用于传达手术期间获取的病理学信息，并指导术后决策。既往研究表明，病理报告缺乏清晰性，常被误解。Powsner 等人报道，外科医生对病理报告的误解率高达30%²⁵。Mossanen 等人综述了多篇评估外科病理报告清晰度的文章，指出需要进行标准化并改进报告结构以提高清晰度²⁶。在一项针对头颈部肿瘤专科医生的调查中，受访者表示，对于补充切缘是否反映肿瘤清除、术中获取的补充切缘范围以及最终切缘状态等问题，报告表述不够明确。大多数放射肿瘤科和内科肿瘤科医生（61%）认为病理报告难以查阅，并指出关键信息不易获取²⁷。这些发现凸显了改进最终病理报告的必要性，以确保术后治疗团队能够获得准确、详尽的信息，从而优化患者管理。

鉴于手术切缘在预后评估中的重要性，病理报告中未能明确说明最终切缘状态的情况尤为令人担忧。我们认为，术中病理会诊流程是一个可改进的关键环节，有助于提升外科病理报告的清晰度。多年来，我们致力于识别并实施针对头颈部肿瘤术中病理会诊及报告的可操作性改进措施^22,23,28,29。我们已详细发表过关于 手术标本及切除缺损区域的三维光学扫描技术^23,28。结合我们已建立的三维扫描方法，我们实施了一系列结构化的术中"暂停核对"流程，以标准化并改善肿瘤切除术中外科医生与病理医生之间的沟通。此外，我们还开发了一款新型病理报告软件——MarginView3D（MV3D），以支持该方法的实施。本文中，我们概述了一种旨在加强沟通、生成清晰明确外科病理报告的术中工作流程。该流程可应用于所有以冰冻切片分析为标准诊疗手段的头颈部肿瘤切除手术，并有望推广至其他采用冰冻切片分析的外科肿瘤手术领域。

方案

本方案在中国台湾西奈山西区医院根据IRB#23-0177号伦理审查批准进行。方案示意图见图1。扫描操作由医学培训人员和研究人员完成，相关信息亦由其录入MV3D系统。所有超时处理、病理分析及讨论均由经认证的病理学和外科专科医师进行。

1. 三维样本扫描（图2）

注意：有关扫描硬件和软件使用的详细说明，请参见补充文件1。

1. 在冰冻切片实验室的平坦表面上设置3D扫描仪及其配套的旋转台。将扫描仪连接到笔记本电脑，并打开相应的扫描软件。
2. 从手术团队获取切除的标本。
3. 使用纱布或纸巾清除标本上多余的血液，完成标本准备。将使用过的纱布或纸巾丢弃至生物危害废物容器中。
   注意：对于无明显解剖标志（如牙齿或骨骼）的标本，应在标本边缘插入一根针，对应外科医生放置并标记的地理定位标记（夹子或缝线）。
4. 佩戴手套后，将标本置于旋转台中心。使用后，将手套丢弃至生物危害废物容器中。
5. 关闭灯光，进行扫描。
6. 将标本翻转180°，扫描另一面。
7. 利用解剖标志和/或标记针作为参考，对齐两次扫描图像。根据需要调整亮度，使扫描图像的颜色尽可能接近标本实际颜色。
8. 将扫描结果保存为名为 "SpecimenScan." 的 .OBJ 文件

2. 三维缺陷扫描（图3）

注意：有关扫描硬件和软件使用的详细说明，请参见补充文件1。

1. 将笔记本电脑和手持扫描仪带入手术室，并放置在小型推车上。将扫描仪连接到笔记本电脑，并打开相应的扫描软件。
2. 实现止血后，将手术室的头顶灯移开缺损区域，并在缺损周围放置无菌毛巾。
3. 将扫描仪保持在缺损正上方（30–40 cm），按下 播放 按钮，进入 预览模式。
4. 根据需要调整扫描仪的位置和亮度，确保扫描软件中可见缺损的绿色轮廓线。
5. 再次按下 播放 按钮，开始实际扫描。
6. 扫描缺损约 2 分钟。开始时将扫描仪置于缺损正上方并居中，持续约 1 分钟。1 分钟后，缓慢以雨刷运动方式将扫描仪向两侧移动。
   注意：如果软件上显示 "Tracking Lost" 提示信息，请返回原始位置重新捕捉图像。
7. 将扫描结果保存为名为 "DefectScan." 的 .OBJ 文件。

三维解剖模型

1. 打开 MV3D 解剖图谱库。
2. 选择 选择模型。
3. 从图谱库中选取与特定操作相关的所有解剖结构。
4. 点击保存，并将其添加到 MV3D 中的特定操作步骤中。

4. 定向超时（病理团队）

1. 打开 MV3D，选择创建手术方案；如果手术方案已创建，则从按日期排列的最近手术方案列表中选择相应方案。
2. 在生成两个3D扫描图像后，通过选择导入标本和导入缺损将其导入MV3D。
3. 将MV3D投影到手术室显示器上，以显示扫描图像和3D解剖模型。
4. 建立病理科实验室与手术室之间的音视频连接。
5. 与外科医生共同选择三个用于定位的解剖轴。
6. 通过旋转标本扫描图像，使其沿选定的解剖轴对齐，直至外科团队与病理科团队达成一致。
7. 对标本缺损扫描图像和解剖模型重复上述对齐步骤。
8. 根据需要，利用3D可视化图像讨论冰冻切片边缘的取样位置，并识别具有特定临床意义的区域。

5. 冰冻切片超时（病理科团队）

1. 完成冰冻切片分析后，对样本扫描图像进行标注，标明所有取样边缘的位置。
2. 针对每个标注，输入描述性名称、边缘状态（阳性、阴性、接近）、诊断结果以及任何相关备注（例如，"距深部2 mm"）。
3. 将MV3D投影至手术室显示器上。
4. 建立病理科实验室与手术室之间的音视频连接。
5. 借助标注后的样本扫描图像作为视觉辅助，向外科团队报告冰冻切片分析结果。
6. 利用三维扫描图像，讨论为处理样本中存在风险的边缘，应从缺损区域何处进一步取补充边缘（图4）。
7. 获取补充边缘以处理存在风险的边缘，并使用适当的解剖方位标记一同送检进行冰冻切片分析（外科医生操作）

6. 核对超时（外科与病理科团队）

1. 在缺损扫描图像上标注补充切缘的位置（外科医生）。
2. 在解剖模型上标注切除范围及补充切缘的位置（外科医生）。
3. 完成冰冻切片分析后，为每个补充切缘输入描述性名称、切缘状态以及任何相关备注（病理医生）。
4. 将 MV3D 投影至手术室显示器。
5. 建立病理科实验室与手术室之间的音视频连接。
6. 向外科团队报告补充切缘的冰冻切片分析结果。
7. 逐项讨论存在风险的切缘，并明确对应解决这些可疑切缘的特定补充切缘。
8. 达成明确共识：是否已实现肿瘤学意义上的切缘阴性。
9. 开始手术的重建部分。

7. X线片标注及手术记录（外科医生）

1. 术后选择并标注术前影像学资料，以明确手术切除范围及补充切缘的位置，并标示出具有临床意义的区域（图5）。
2. 录制一段音视频解说，结合MV3D生成的扫描图像和描述性信息，概述肿瘤切除过程及术中病理会诊结果。

8. 病理叙事记录（病理学家）

1. 在获得石蜡切片结果后，录制一段简短的视听叙述，从病理学角度阐述该病例，并特别注明石蜡切片结果是否改变了最终的肿瘤切缘状态。

结果

自2023年1月实施这一新型扫描工作流程以来，我们已完成92例头颈部癌症病例的扫描。从2024年8月至2025年4月，我们在33例病例中成功整合了MV3D技术。手术类型包括下颌骨切除术（n = 29）、喉切除术/喉咽切除术（n = 17）、舌切除术（n = 14）、腭上颌切除术（n = 12）、腮腺切除术（n = 9）、口腔软组织切除术（n = 6）、头皮切除术（n = 1）、唇部切除术（n = 1）、鼻切除术（n = 1）、面部皮肤恶性肿瘤切除术（n = 1）以及甲状腺切除术（n = 1）。在全部92例病例中，85例实现了肿瘤学意义上的切缘阴性，即最终切缘状态为阴性。7例存在阳性最终切缘；其中5例通过永久切片病理分析确认，3例包含阳性骨性切缘，2例因显微镜下病变广泛而被认为无法手术切除。在92例病例中，33例使用了MV3D技术；在该组病例中，31例实现了肿瘤学意义上的切缘阴性，即最终切缘状态为阴性。在未实现肿瘤学切缘阴性的2例中，1例术后经永久病理检查发现存在阳性骨性切缘（病例3），另1例因存在广泛的淋巴血管侵犯而提前终止手术，导致最终切缘状态持续为阳性（病例11）（表1）。

讨论

尽管肿瘤切除手术的最终目标是彻底清除肿瘤，但外科医生与病理科医生之间传递关键病理信息的方法却陈旧且效率低下²²外科医生经常离开手术室，与病理学家进行非正式且大多未作记录的面对面交流。手术标本的处理过程包括对组织进行切片，这使得原始组织几乎无法辨认，仅能依靠粗略的手绘图作为后续信息交流的唯一视觉参考。此前的研究已表明现有沟通模式存在缺陷，据报道，术中冰冻切片结果被误解的发生率高达10%，这一现象并不令人意外。³⁰这些缺陷会影响术后医护人员对病理报告的理解清晰度²⁷多年来，我们通过不断识别改进领域、测试可能的解决方案并修订方法学，最终优化了术中沟通与记录的方式。先前的研究已证实三维标本与缺损扫描的可行性，并实现了初步迭代 冰冻切片超时^23,28,29三维扫描、术中暂停和一种新型病理报告软件共同构成了头颈部...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
EinScan SP V2	Shining 3D	N/A	台式扫描仪
Einscan Pro HD	Shining 3D	N/A	手持式扫描仪
EXScan Pro 软件	Shining 3D	N/A	手持式扫描仪软件
ExScan S 软件	Shining 3D	N/A	台式扫描仪软件
ThinkPad P1 Gen 7 Intel (16″) 移动工作站	Lenovo	部件编号：21KV001EUS	笔记本电脑（最低系统要求：运行 Windows 10 的 PC，至少 8 GB 内存；处理器如 Intel® Xeon E3-1230、i5-3470、i7-3770、i7-8700 或更高型号；建议配备 Nvidia GTX 660 或 Quadro P1000 及以上级别的显卡）
ThinkStation P3 超小型工作站	Lenovo	部件编号 30HACTO1WWUS1	服务器