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Methodenartikel

Verbesserung der chirurgischen pathologischen Befundung von Kopf- und Halskrebs durch 3D-Visualisierung, dynamische Dokumentation und optimierte Kommunikation

485 Ansichten

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DOI:

10.3791/68818

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9. September 2025

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1THANC (Thyroid, Head and Neck Cancer) Foundation, 2Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 3Department of Pathology, Icahn School of Medicine at Mount Sinai

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Behandlung von Kopf- und Halskrebs erfordert eine präzise intraoperative Kommunikation und Dokumentation, um eine Tumorbeseitigung zu erreichen und die postoperative Versorgung zu steuern. Herkömmliche pathologische Berichte erfassen oft nicht das volle Ausmaß der chirurgischen Befunde. Wir stellen ein Protokoll vor, das 3D-Scanning, standardisierte Timeouts und eine neuartige Software zur Verbesserung der intraoperativen Kommunikation und pathologischen Befundung verwendet.

Zusammenfassung

Die erfolgreiche chirurgische Behandlung von Kopf- und Halskrebs beruht auf der intraoperativen Kommunikation zwischen chirurgischen und pathologischen Teams, um eine onkologische Clearance zu erreichen. Eine genaue Dokumentation der ergriffenen Maßnahmen und der pathologischen Informationen, die während der Operation gewonnen werden, ist entscheidend für die Planung der adjuvanten Behandlung und die sinnvolle Interpretation der Überwachungsbildgebung. Das Erreichen einer onkologischen Clearance des Krebses hat erhebliche Auswirkungen auf die Verringerung des Rezidivrisikos, die Verringerung des Bedarfs an multimodaler adjuvanter Therapie und die Verbesserung der Lebensqualität. Der Bericht über die chirurgische Pathologie leitet die postoperative Versorgung, und doch reicht er nicht aus, um die umfassenden Informationen zu vermitteln, die zum Zeitpunkt der Operation gewonnen wurden. Wir berichten über den Einsatz von 3D-Scantechnologie, Prinzipien der Standardisierung und Softwareentwicklungen, um den aktuellen chirurgischen Arbeitsablauf und den abschließenden pathologischen Bericht zu verbessern. Der hier beschriebene Ansatz integriert dynamische dreidimensionale (3D) Visualisierungen, eine Reihe von intraoperativen Timeouts, kommentierte Röntgenbilder und eine neuartige Software zur Befundung chirurgischer Pathologien, um sowohl die intraoperative Kommunikation als auch das postoperative Verständnis von Medizinern und Radioonkologen zu verbessern. Diese einzigartige Methodik behebt Mängel im aktuellen und stagnierenden Versorgungsstandard für die pathologische Dokumentation, ebnet den Weg für bedeutende Innovationen in der chirurgischen Pathologieberichterstattung und verspricht eine Verbesserung der Patientenergebnisse.

Einleitung

Kopf- und Halskrebs hat seinen Ursprung in der Mundhöhle, im Rachen, im Nasentrakt, in den Speicheldrüsen, in der Haut und im Kehlkopf1. Diese bösartigen Erkrankungen gehören zu den zehn häufigsten Krebsarten und sind für etwa 70.000 Neudiagnosen und 16.000 Todesfälle pro Jahr in den Vereinigten Staaten und 900.000 Neudiagnosen und 450.000 Todesfälle weltweit verantwortlich 2,3. Die Behandlung von Kopf- und Halskrebs erfordert häufig eine langfristige multidisziplinäre und multimodale Versorgung 4,5. Eine primäre chirurgische Resektion mit anschließender adjuvanter Bestrahlung (RT) oder Chemobestrahlung (CRT) wird für die meisten Krebserkrankungen im fortgeschrittenen Stadium empfohlen, die in der Mundhöhle, den Speicheldrüsen, den Nasenlöchern, dem Kehlkopf und dem Hypopharynx auftreten 6. Die Operation ist nach wie vor die effektivste Behandlungsmethode7. Frühere Forschungen haben einen signifikanten Überlebensvorteil gegenüber der endgültigen RT oder CRT bei Mundhöhlenkrebs, HPV-negativem Oropharynxkarzinom, frühem supraglottischem Krebs und fortgeschrittenem Kehlkopfkarzinomgezeigt 8,9,10,11,12.

Ziel der chirurgischen Resektion ist es, eine Tumorclearance zu erreichen, die als negative Ränder dokumentiertist 13. Der Status des chirurgischen Randes ist ein unabhängiger prognostischer Faktor, der ein Rezidiv sowie die Notwendigkeit einer weiteren Behandlung vorhersagt14. Positive Margen wurden mit einem verringerten Überleben, einem erhöhten Lokalrezidiv, erhöhten Pflegekosten und einer Intensivierung der Behandlung in Verbindung gebracht15. Die intraoperative Schnellschnittanalyse ist nach wie vor die beste Methode zur Erzielung einer Tumorbeseitigung und wird von Kopf- und Halschirurgen häufig eingesetzt, um die intraoperative Entscheidungsfindung und die Entnahme von zusätzlichem Gewebe während der Operation zu unterstützen16. Die onkologische Schnellschnitt-Randanalyse umfasst die Analyse von Gewebeproben, die traditionell aus der resezierten Probe (probengesteuert) oder aus dem Tumorbett (defektgesteuert) entnommen werden, wobei erstere mit überlegenen Raten der lokalen Kontrolle verbunden ist 17,18,19,20,21. Dieser Prozess ist jedoch stagnierend und unstandardisiert geblieben, mit unterschiedlichen chirurgischen Ansätzen, Kommunikationsstrategien und Definitionen der Randfreigabe17,22. Informationen über die Lage und Breite der "gefährdeten" Ränder (<5 mm oder positiv) leiten die Entnahme von zusätzlichem Gewebe - und das Streben nach Tumorbeseitigung. Chirurgen und Pathologen verlassen sich jedoch bei der Kommunikation oft auf informelle, undokumentierte Gespräche und grobe zweidimensionale Zeichnungen23. Es gibt viel Raum für Verbesserungen; Frühere Untersuchungen ergaben, dass die zusätzlichen Ränder in einem Drittel der Fälle um bis zu 1 cm vom Ziel abweichen können24.

Der chirurgische pathologische Bericht dient dazu, die während der Operation gesammelten pathologischen Informationen zu vermitteln und die postoperative Entscheidungsfindung zu leiten. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass es dem pathologischen Bericht an Klarheit mangelt und er oft falsch interpretiert wird. Powsner et al. berichteten über eine Fehlinterpretationsrate von 30 % bei Pathologieberichten bei Chirurgen25. Mossanen et al. überprüften mehrere Artikel, in denen die Klarheit von Berichten über chirurgische Pathologien untersucht wurde, und stellten Forderungen nach Standardisierung und klarerer Organisation fest26. In einer Umfrage unter Spezialisten für Kopf- und Halskrebs gaben die Befragten an, dass es an Klarheit darüber mangelt, ob die zusätzlichen Ränder die Tumorclearance widerspiegeln, wie groß die intraoperativ entnommenen zusätzlichen Ränder sind und wie der endgültige Margin-Status aussieht. Die meisten Strahlen- und medizinischen Onkologen (61 %) fanden pathologische Berichte schwer zu navigieren und gaben an, dass wichtige Informationen nicht leicht zugänglich sind27. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, die endgültigen Pathologieberichte zu verbessern, um sicherzustellen, dass postoperative Anbieter Zugang zu genauen, detaillierten Informationen haben, die für die Optimierung der Versorgung unerlässlich sind.

Angesichts der prognostischen Bedeutung des chirurgischen Randes ist es besonders besorgniserregend, dass der endgültige Randstatus in den pathologischen Berichten nicht klar angegeben wird. Wir glauben, dass der Prozess der intraoperativen pathologischen Beratung ein veränderbares Ziel zur Verbesserung der Klarheit des chirurgischen pathologischen Berichts darstellt. Wir haben mehrere Jahre damit verbracht, umsetzbare Veränderungen in der intraoperativen pathologischen Beratung und Befundung von Kopf- und Halskrebs zu identifizieren und umzusetzen 22,23,28,29. Wir haben ausführlich über die optische 3D-Abtastung sowohl des chirurgischen Präparats als auch des ablativen Defekts publiziert23,28. In Verbindung mit unserer etablierten 3D-Scan-Methode haben wir eine Reihe von strukturierten, intraoperativen "Timeouts" implementiert, um die Kommunikation zwischen Chirurg und Pathologe während onkologischer Resektionen zu standardisieren und zu verbessern. Wir haben auch eine neuartige pathologische Befundungssoftware, MarginView3D (MV3D), entwickelt, die diesen Ansatz erleichtert. Hier skizzieren wir einen intraoperativen Arbeitsablauf, der die Kommunikation verbessern und einen klaren und endgültigen chirurgischen Pathologiebericht erstellen soll. Dieser Ansatz kann bei jeder Resektion von Kopf- und Halskrebs angewendet werden, bei der die Schnellschnittanalyse der Behandlungsstandard ist. Es wird erwartet, dass es bei anderen Formen der chirurgischen Onkologie, die eine Schnellschnittanalyse verwenden, nützlich sein wird.

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Protokoll

Dieses Protokoll wurde im Mount Sinai West Hospital unter IRB#23-0177 durchgeführt. Ein Schema des Protokolls ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Scannen erfolgt durch Medizinstudenten und Forschungsmitarbeiter, die auch Informationen in MV3D eingeben. Alle Auszeiten, pathologischen Analysen und Gespräche werden von staatlich geprüften Pathologen und Chirurgen durchgeführt.

1. Dreidimensionaler Probenscan (Abbildung 2)

HINWEIS: Detaillierte Anweisungen zur Verwendung der Scan-Hardware und -Software finden Sie in der Zusatzdatei 1.

  1. Stellen Sie den 3D-Scanner und den dazugehörigen Drehteller auf einer ebenen Fläche im Tiefkühllabor auf. Schließen Sie den Scanner an den Laptop an und öffnen Sie die zugehörige Scansoftware.
  2. Holen Sie sich die resezierte Probe vom Operationsteam.
  3. Bereiten Sie die Probe vor, indem Sie überschüssiges Blut mit Gaze oder einem Papiertaschentuch entfernen. Entsorgen Sie die Gaze oder das Taschentuch in einem Behälter für biologisch gefährliche Abfälle.
    HINWEIS: Bei Proben ohne nennenswerte Orientierungspunkte (z. B. Zähne oder Knochen) setzen Sie eine Nadel an den Rand der Probe, die einer vom Chirurgen platzierten und beschrifteten geografischen Markierung (Clip oder Naht) entspricht.
  4. Legen Sie die Probe mit Handschuhen in die Mitte des Drehtellers. Entsorgen Sie die Handschuhe nach Gebrauch in einem Behälter für biologisch gefährliche Abfälle.
  5. Schalten Sie das Licht aus und führen Sie den Scan durch.
  6. Drehen Sie die Probe um 180° und scannen Sie die andere Seite.
  7. Richten Sie die beiden Scans mit anatomischen Orientierungspunkten und/oder Stecknadeln zur Orientierung aus. Passen Sie die Helligkeit nach Bedarf an, so dass der Scan die Farbe der Probe genau widerspiegelt.
  8. Speichern Sie den Scan als . OBJ-Datei mit dem Namen "SpecimenScan".

2. Dreidimensionaler Defektscan (Abbildung 3)

HINWEIS: Detaillierte Anweisungen zur Verwendung der Scan-Hardware und -Software finden Sie in der Zusatzdatei 1.

  1. Bringen Sie den Laptop und den Handscanner in den Operationssaal und stellen Sie sie auf einen kleinen Wagen. Schließen Sie den Scanner an den Laptop an und öffnen Sie die zugehörige Scansoftware.
  2. Erreichen Sie eine Blutstillung und bewegen Sie dann die Deckenleuchten des Operationssaals vom Defekt weg und legen Sie sterile Handtücher um den Defekt.
  3. Halten Sie den Scanner direkt über den Defekt (30-40 cm) und drücken Sie die Play-Taste , um den Vorschaumodus zu starten.
  4. Passen Sie die Position und Helligkeit des Scanners nach Bedarf an, um sicherzustellen, dass der Defekt in der Scansoftware grün umrandet ist.
  5. Drücken Sie die Play-Taste erneut, um den eigentlichen Scan zu starten.
  6. Scannen Sie den Defekt ca. 2 Minuten lang. Beginnen Sie mit dem Scanner an Ort und Stelle und zentriert über dem Defekt für ca. 1 min. Bewegen Sie den Scanner nach 1 Minute langsam in einer Scheibenwischerbewegung zu jeder Seite.
    HINWEIS: Wenn die Meldung "Tracking Lost" in der Software angezeigt wird, gehen Sie zurück zur ursprünglichen Position, um das Bild wieder zu finden.
  7. Speichern Sie den Scan als . OBJ-Datei mit dem Namen "DefectScan".

3. Dreidimensionales anatomisches Modell

  1. Öffnen Sie die anatomische Bibliothek MV3D.
  2. Wählen Sie Modelle auswählen aus.
  3. Wählen Sie alle relevanten anatomischen Teile aus der Bibliothek aus, die für das jeweilige Verfahren relevant sind.
  4. Klicken Sie auf Speichern und Hinzufügen zur spezifischen Prozedur in MV3D.

4. Orientierungs-Timeout (Pathologie-Team)

  1. Öffnen Sie MV3D, und wählen Sie Prozedur erstellen aus, oder wählen Sie die Prozedur aus der Liste der zuletzt verwendeten Prozeduren nach Datum aus.
  2. Nachdem beide 3D-Scans generiert wurden, importieren Sie sie in MV3D, indem Sie Probe importieren und Defekt importieren auswählen.
  3. Projizieren Sie MV3D auf den Monitor des Operationssaals, um die Scans und das anatomische 3D-Modell anzuzeigen.
  4. Stellen Sie eine audiovisuelle Verbindung zwischen dem Pathologielabor und dem Operationssaal her.
  5. Wählen Sie gemeinsam mit dem Chirurgen drei anatomische Achsen zur Orientierung aus.
  6. Richten Sie den Probenscan entlang der ausgewählten Achsen aus, indem Sie ihn drehen, bis eine gegenseitige Einigung zwischen dem chirurgischen und dem pathologischen Team besteht.
  7. Wiederholen Sie den Vorgang für den Defektscan und das anatomische Modell.
  8. Verwenden Sie bei Bedarf die 3D-Visualisierungen, um zu besprechen, wo die Ränder des Schnellschnitts entnommen werden sollen, und um bestimmte Bereiche von klinischem Interesse zu identifizieren.

5. Zeitüberschreitung für den Schnellschnitt (Pathologie-Team)

  1. Nach Abschluss der Analyse des Schnellschnitts ist der Probenscan mit Anmerkungen zu versehen, um die Positionen aller beprobten Ränder anzugeben.
  2. Geben Sie für jede Anmerkung einen beschreibenden Namen, den Randstatus (positiv, negativ, geschlossen), die Diagnose und alle relevanten Anmerkungen (z. B. "2 mm aus der Tiefe") ein.
  3. Projizieren Sie MV3D auf den Monitor des Operationssaals.
  4. Stellen Sie eine audiovisuelle Verbindung zwischen dem Pathologielabor und dem Operationssaal her.
  5. Melden Sie die Ergebnisse der Schnellschnittanalyse mit visueller Hilfe des annotierten Probenscans an das Operationsteam.
  6. Besprechen Sie anhand der 3D-Scans, wo zusätzliche Ränder aus dem Defekt entnommen werden sollten, um gefährdete Ränder aus der Probe zu behandeln (Abbildung 4).
  7. Ernten Sie zusätzliche Ränder, um gefährdete Ränder zu adressieren, und senden Sie sie mit geeigneten geografischen Orientierungsmarkern für die Schnellschnittanalyse (Chirurg)

6. Zeitüberschreitung für die Abstimmung (chirurgische und pathologische Teams)

  1. Kommentieren Sie die Position der ergänzenden Ränder auf dem Defektscan (Chirurg).
  2. Kommentieren Sie das Ausmaß der Resektion und die Lage der zusätzlichen Ränder auf dem anatomischen Modell (Chirurg).
  3. Geben Sie nach Abschluss der Schnellschnittanalyse einen beschreibenden Namen, den Randstatus und alle relevanten Notizen für jeden ergänzenden Rand (Pathologe) ein.
  4. Projizieren Sie MV3D auf den Monitor des Operationssaals.
  5. Stellen Sie eine audiovisuelle Verbindung zwischen dem Pathologielabor und dem Operationssaal her.
  6. Melden Sie die Ergebnisse der Schnellschnittanalyse der ergänzenden Ränder an das Operationsteam.
  7. Besprechen Sie jede Risikomarge und stimmen Sie die spezifischen zusätzlichen Margen ab, die sich auf die Margen beziehen.
  8. Kommen Sie zu einer ausdrücklichen Vereinbarung, dass die onkologische Freigabe erreicht wurde oder nicht.
  9. Beginnen Sie mit dem Rekonstruktionsteil der Operation.

7. Annotation von Röntgenbildern und Aufzeichnung der chirurgischen Erzählung (Chirurg)

  1. Nach der Operation sollten präoperative Röntgenaufnahmen ausgewählt und kommentiert werden, um das Ausmaß der chirurgischen Resektion und die Lage der ergänzenden Ränder abzugrenzen und Bereiche von klinischem Interesse anzuzeigen (Abbildung 5).
  2. Nehmen Sie eine audiovisuelle Erzählung auf, die eine Zusammenfassung der onkologischen Resektion und der intraoperativen pathologischen Beratung mit visueller Hilfe der Scans und der in MV3D wiedergegebenen beschreibenden Informationen enthält.

8. Aufzeichnung pathologischer Erzählungen (Pathologe)

  1. Nachdem die Ergebnisse der bleibenden Sektion vorliegen, nehmen Sie eine kurze audiovisuelle Erzählung auf, um die pathologische Perspektive auf den Fall zu vermitteln und insbesondere zu notieren, ob die Ergebnisse der bleibenden Sektion den endgültigen onkologischen Freigabestatus verändern.

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Ergebnisse

Seit der Einführung dieses neuartigen Scan-Workflows im Januar 2023 haben wir 92 Fälle von Kopf- und Halskrebs untersucht. Von August 2024 bis April 2025 haben wir MV3D in 33 Fällen erfolgreich in diesen Workflow integriert. Zu den Eingriffen gehörten die Mandibulektomie (n = 29), die Laryngektomie/Laryngopharyngektomie (n = 17), die Glossektomie (n = 14), die Palatomaxillektomie (n = 12), die Parotidektomie (n = 9), die Weichteilresektion der Mundhöhle (n = 6), die Kopfhautresektion (n = 1), die Lippenresektion (n = 1),...

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Diskussion

Während das ultimative Ziel onkologischer Resektionen die Tumorbeseitigung ist, sind die Methoden, mit denen Chirurgen und Pathologen wesentliche pathologische Informationen vermitteln, veraltet und ineffizient22. Der Chirurg verlässt oft den Operationssaal, um informelle und weitgehend undokumentierte Gespräche von Angesicht zu Angesicht mit dem Pathologen zu führen. Bei der Verarbeitung von chirurgischen Präparaten wird das Gewebe in Scheiben geschnitten, wodurc...

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Offenlegungen

Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen, die offengelegt werden müssen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
EinScan SP V2Glänzendes 3DN/ATischscanner
Einscan Pro HDGlänzendes 3DN/AHandheld-Scanner
EXScan Pro softwareGlänzendes 3DN/AHandheld-Scanner-Software
ExScan S softwareGlänzendes 3DN/ASoftware für Tischscanner
ThinkPad P1 Gen 7 Intel (16″) Mobiler ArbeitsplatzLenovo (Englisch)Teilenummer: 21KV001EUSLaptop (Mindestsystemanforderungen: PC unter Windows 10 mit mindestens 8 GB RAM; Prozessor wie z.B. ein Intel® Xeon E3-1230, i5-3470, i7-3770, i7-8700 oder höher; Mindestens eine GPU von Nvidia GTX 660 oder Quadro P1000 wird ebenfalls empfohlen
ThinkStation P3 Workstation mit ultrakleinem FormfaktorLenovo (Englisch)Teilenummer 30HACTO1WWUS1Server

Referenzen

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