Visualización tridimensional asistida por computadora en el tratamiento del cáncer de tiroides localmente avanzado

Resumen

En el diagnóstico y tratamiento del cáncer de tiroides localmente avanzado, la aplicación de la reconstrucción tridimensional asistida por computadora puede proporcionar información adicional sobre el alcance del tumor y las características anatómicas, lo que ayuda en la evaluación del riesgo y la planificación quirúrgica.

Resumen

El diagnóstico y el tratamiento del carcinoma de tiroides localmente avanzado son difíciles. El reto radica en la evaluación del alcance tumoral y la formulación de un plan de tratamiento individualizado. La visualización tridimensional (3D) tiene una amplia gama de aplicaciones en el campo de la medicina, aunque las aplicaciones en el cáncer de tiroides son limitadas. Anteriormente aplicamos la visualización 3D para el diagnóstico y tratamiento del cáncer de tiroides. A través de la recopilación de datos, el modelado 3D y la evaluación preoperatoria, podemos obtener información en 3D sobre el contorno del tumor, determinar el alcance de la invasión tumoral y realizar una preparación preoperatoria adecuada y una evaluación del riesgo quirúrgico. Este estudio tuvo como objetivo demostrar la viabilidad de la visualización 3D en el cáncer de tiroides localmente avanzado. La visualización 3D asistida por ordenador puede ser un método eficaz para una evaluación preoperatoria precisa, el desarrollo de métodos quirúrgicos, el acortamiento del tiempo quirúrgico y la reducción de los riesgos quirúrgicos. Además, puede contribuir a la educación médica y a la comunicación médico-paciente. Creemos que la aplicación de la tecnología de visualización 3D puede mejorar los resultados y la calidad de vida en pacientes con cáncer de tiroides localmente avanzado.

Introducción

El cáncer de tiroides es la séptima neoplasia maligna más común en China¹, y la cirugía es el método de tratamiento más importante ^2,3. La resección completa del tumor está fuertemente asociada con altas tasas de supervivencia y una buena calidad de vida en pacientes con cáncer de tiroides localmente avanzado ^3,4; Sin embargo, este tipo de resección es un desafío. El cuello contiene órganos y tejidos importantes, como la tráquea, el esófago y la arteria carótida común. La resección para el cáncer de tiroides avanzado es aún más riesgosa y difícil si se tiene en cuenta la proximidad de estos tumores a órganos importantes y grandes vasos sanguíneos en el cuello y el mediastino ^5,6. Por lo tanto, es necesaria una evaluación preoperatoria adecuada.

En la actualidad, la tomografía computarizada (TC), la resonancia magnética (RM) y la ecografía Doppler color, ampliamente utilizadas en entornos clínicos, proporcionan una visión bidimensional (2D), lo que limita la evaluación del volumen tumoral, los límites y las relaciones con las estructuras circundantes importantes ^7,8. Se requiere una experiencia clínica sustancial y un ensayo y error eficiente antes de que los cirujanos puedan traducir imágenes 2D al espacio 3D. La visualización 3D asistida por computadora puede utilizar imágenes 2D para crear un modelo 3D más intuitivo que se puede utilizar para la planificación preoperatoria y la selección del plan de tratamiento, lo que hace que la comunicación médico-paciente sea más intuitiva y reduce los desacuerdos médico-paciente. Aunque el modelo proporciona visualización en 3D, es intangible. Esta evaluación y preparación preoperatoria guiada en 3D puede acortar el tiempo quirúrgico y reducir los riesgos quirúrgicos. El abordaje 3D ha sido ampliamente utilizado en cirugía hepatobiliar, ortopedia y cirugía oral y maxilofacial ^9,10. En el cáncer de tiroides, la visualización 3D se utiliza actualmente para ayudar en el diagnóstico ultrasónico y en la formulación de planes quirúrgicos 11,12,13,14,15.

Por lo tanto, creemos que la visualización 3D se puede aplicar convenientemente al diagnóstico y tratamiento del cáncer de tiroides localmente avanzado. Este método de visualización incluye la adquisición de TC, el modelado 3D asistido por computadora y la evaluación preoperatoria mediante modelos 3D. Los modelos 3D se pueden utilizar para determinar las dificultades quirúrgicas, los riesgos quirúrgicos y el posible estado funcional postoperatorio. Los cirujanos pueden participar en la comunicación detallada médico-paciente, en la formulación del plan quirúrgico y en la preparación quirúrgica correspondiente¹⁶. Además, este método puede proporcionar una evaluación preoperatoria adecuada de los pacientes, reducir los riesgos quirúrgicos y mejorar la satisfacción del paciente sin aumentar el trauma del paciente.

Protocolo

Este protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital Oncológico de Sichuan (Fecha de aprobación: 27 de septiembre de 2019). Todos los procedimientos que involucraron participantes humanos se realizaron de acuerdo con las normas éticas de los comités de investigación institucionales y nacionales, así como con la Declaración de Helsinki de 1964 y sus enmiendas posteriores. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los pacientes antes de la cirugía.

1. Criterios de inclusión y exclusión

1. Incluir a los pacientes si (1) tienen cáncer de tiroides confirmado patológicamente y requieren tratamiento quirúrgico; (2) tienen una infiltración tumoral local extensa, como T3-T4 (American Joint Committee on Cancer TNM staging, octava edición), o si las lesiones metastásicas han invadido estructuras importantes como la tráquea, el esófago y los vasos grandes; (3) ellos y sus familiares se ofrecen como voluntarios para la visualización 3D asistida por computadora; y (4) no tenían contraindicaciones para la anestesia.
2. Excluir a los pacientes que no se sometan a tratamiento quirúrgico.

2. Adquisición de imágenes

1. Obtenga imágenes de TC simples y mejoradas (incluidas las fases venosas y arteriales) de los pacientes utilizando un sistema de TC en espiral de 256 capas. Los parámetros de escaneo son los siguientes: 120 kV, 120 mA, matriz de 512 x 512, espesor de capa de 0,625 mm, umbral de 150 HU y retardo de exploración arterial de 10-20 s.
2. Obtenga los datos de escaneo del sistema CT en formato DICOM.

3. Modelado 3D asistido por ordenador

1. Importe los datos en el software de visualización 3D (Figura 1A).
   1. Haga clic en el botón Abrir para seleccionar el documento que contiene los datos del paciente en formato DICOM. Importe los datos en el software.
   2. Procese los datos para el suavizado gaussiano si los datos originales contienen mucho ruido de imagen (Figura 1B). Seleccione los datos con el botón derecho del ratón y, a continuación, haga clic en el botón Suavizado gaussiano .
2. Reconstruya diferentes estructuras en el área objetivo (tórax y cuello) individualmente.
   1. Seleccione diferentes modelos (por ejemplo, piel y hueso) en el software de acuerdo con la estructura que se va a reconstruir (Figura 2A).
   2. Establezca el color, el umbral máximo y el umbral mínimo en función de la estructura reconstruida en CT (Figura 2B). Establezca diferentes umbrales para el hueso y la piel. Ajuste los umbrales superior e inferior en función del efecto de previsualización observado (Figura 2C).
   3. Haga clic en el botón Cálculo para completar la reconstrucción preliminar del modelo 3D (Figura 2D).
3. Modifique los datos segmentados.
   1. Una vez que se obtienen los datos de segmentación de estructuras como los vasos sanguíneos, la piel y los huesos (Figuras 3A-C), use el botón Algoritmo de suavizado para optimizar los datos segmentados y asegurarse de que los bordes de los dientes de sierra reconstruidos coincidan con el tejido real.
   2. A continuación, utilice el botón Navegación con un clic para localizar las imágenes 2D y 3D (Figura 3D) y determinar si el efecto de segmentación fue preciso. Utilice la herramienta Pluma o Pincel para corregir las capas incorrectas (Figura 3E).
      NOTA: El modelado 3D se logra después de obtener los datos de segmentación de todas las estructuras.

4. Evaluación preoperatoria

1. Vea el modelo 3D y preste mucha atención al volumen y la ubicación del tumor y a las relaciones entre el tumor y los tejidos adyacentes mediante las funciones de ampliación, rotación, transparencia tisular y separación y una combinación de varias estructuras. Por ejemplo, observe la extensión de la invasión tumoral en la arteria carótida común, el esófago y la tráquea.
2. Determinar el alcance de la resección quirúrgica, el grado de deterioro funcional después de la resección y el plan de terapia adyuvante postoperatoria basado en la evaluación del modelo 3D. Implementar una comunicación médico-paciente efectiva e intuitiva para satisfacer las expectativas del paciente y explicar el plan de tratamiento del cirujano.

5. Cirugía

1. Extirpar el tumor de acuerdo con el plan preoperatorio y las observaciones intraoperatorias del tumor y de los órganos vitales afectados.
2. Realizar cirugía reductora de tumores con marcaje intraoperatorio para la terapia adyuvante posoperatoria en ausencia de un plan de reparación.
3. Reparar los defectos causados por la resección y realizar la reconstrucción funcional según sea necesario en función del plan operativo y la situación intraoperatoria.

Resultados

De diciembre de 2017 a julio de 2021, 23 pacientes con cáncer de tiroides localmente avanzado se sometieron a modelos 3D. De estos 23 pacientes, 4 fueron excluidos de la cirugía debido a los riesgos quirúrgicos, y los 19 pacientes restantes fueron tratados con cirugía siguiendo el modelado 3D (Tabla 1). Los 19 pacientes tenían cáncer de tiroides localmente avanzado, incluidos 14 para quienes este fue el diagnóstico inicial, 16 que tenían diversos grados de disnea y 18 que tenían tumores grandes en el cue...

Discusión

Para el carcinoma diferenciado de tiroides (CDT) recidivante y metastásico, se sigue prefiriendo el tratamiento quirúrgico¹⁷. La tasa de supervivencia específica de la enfermedad a 5 años de los pacientes con CDI y resección R0 es del 94,4 %, significativamente más alta que la de los pacientes con resección R1 (67,9 %)². Lograr el control de la enfermedad en el cuello es crucial para lograr una mejor calidad de vida y supervivencia específica de la enfermedad para los pacie...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Brillante sistema de tomografía computarizada en espiral de 256 capas	Philips Healthcare, Andover, MA, EE. UU	N/A	Se utiliza para imágenes de tomografía computarizada simples y mejoradas
Aplicación de software médico digital 3D-Matic	Anhui King Star Digital S& T Co. Ltd.	N/A	Se utiliza para la reconstrucción de visualizaciones 3D asistidas por ordenador

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