Visualisation tridimensionnelle assistée par ordinateur dans le traitement du cancer de la thyroïde localement avancé

Résumé

Dans le diagnostic et le traitement du cancer de la thyroïde localement avancé, l’application de la reconstruction tridimensionnelle assistée par ordinateur peut fournir des informations supplémentaires sur la portée de la tumeur et les caractéristiques anatomiques, aidant ainsi à l’évaluation des risques et à la planification chirurgicale.

Résumé

Le diagnostic et le traitement du carcinome thyroïdien localement avancé sont difficiles. Le défi réside dans l’évaluation de la portée de la tumeur et la formulation d’un plan de traitement individualisé. La visualisation tridimensionnelle (3D) a un large éventail d’applications dans le domaine de la médecine, bien qu’il y ait des applications limitées dans le cancer de la thyroïde. Nous avons précédemment appliqué la visualisation 3D pour le diagnostic et le traitement du cancer de la thyroïde. Grâce à la collecte de données, à la modélisation 3D et à l’évaluation préopératoire, nous pouvons obtenir des informations 3D concernant le contour de la tumeur, déterminer l’étendue de l’invasion tumorale et effectuer une préparation préopératoire adéquate et une évaluation des risques chirurgicaux. Cette étude visait à démontrer la faisabilité de la visualisation 3D dans le cancer de la thyroïde localement avancé. La visualisation 3D assistée par ordinateur peut être une méthode efficace pour une évaluation préopératoire précise, le développement de méthodes chirurgicales, la réduction de la durée de la chirurgie et la réduction des risques chirurgicaux. De plus, il peut contribuer à l’éducation médicale et à la communication médecin-patient. Nous croyons que l’application de la technologie de visualisation 3D peut améliorer les résultats et la qualité de vie des patients atteints d’un cancer de la thyroïde localement avancé.

Introduction

Le cancer de la thyroïde est la septième tumeur maligne la plus fréquente en Chine¹, et la chirurgie est la méthode de traitement la plus importante ^2,3. La résection complète de la tumeur est fortement associée à des taux de survie élevés et à une bonne qualité de vie chez les patients atteints d’un cancer de la thyroïde localement avancé ^3,4 ; Cependant, ce type de résection est difficile. Le cou contient des organes et des tissus importants, tels que la trachée, l’œsophage et l’artère carotide commune. La résection d’un cancer avancé de la thyroïde est encore plus risquée et difficile compte tenu de la proximité de ces tumeurs avec des organes importants et de gros vaisseaux sanguins dans le cou et le médiastin ^5,6. Ainsi, une évaluation préopératoire adéquate est nécessaire.

Actuellement, la tomodensitométrie (TDM), la résonance magnétique (IRM) et l’échographie Doppler couleur, qui sont largement utilisées dans les milieux cliniques, fournissent une vue bidimensionnelle (2D), ce qui limite l’évaluation du volume tumoral et des limites et des relations avec les structures environnantes importantes ^7,8. Une expérience clinique substantielle et des essais et erreurs efficaces sont nécessaires avant que les chirurgiens puissent traduire des images 2D dans l’espace 3D. La visualisation 3D assistée par ordinateur peut utiliser l’imagerie 2D pour créer un modèle 3D plus intuitif qui peut être utilisé pour la planification préopératoire et la sélection du plan de traitement, rendant ainsi la communication médecin-patient plus intuitive et réduisant les désaccords médecin-patient. Bien que le modèle fournisse une visualisation 3D, il est intangible. Cette évaluation et cette préparation préopératoires guidées par 3D peuvent raccourcir le temps chirurgical et réduire les risques chirurgicaux. L’approche 3D a été largement utilisée en chirurgie hépatobiliaire, en orthopédie et en chirurgie buccale et maxillo-faciale ^9,10. Dans le cancer de la thyroïde, la visualisation 3D est actuellement utilisée pour aider au diagnostic par ultrasons et à la formulation de plans chirurgicaux 11,12,13,14,15.

Par conséquent, nous pensons que la visualisation 3D peut être facilement appliquée au diagnostic et au traitement du cancer de la thyroïde localement avancé. Cette méthode de visualisation comprend l’acquisition par tomodensitométrie, la modélisation 3D assistée par ordinateur et l’évaluation préopératoire à l’aide de modèles 3D. Les modèles 3D peuvent être utilisés pour déterminer les difficultés chirurgicales, les risques chirurgicaux et l’état fonctionnel postopératoire potentiel. Les chirurgiens peuvent s’engager dans une communication détaillée entre le médecin et le patient, la formulation d’un plan chirurgical et la préparation chirurgicale correspondante¹⁶. De plus, cette méthode permet de fournir une évaluation préopératoire adéquate des patients, de réduire les risques chirurgicaux et d’améliorer la satisfaction des patients sans augmenter le traumatisme du patient.

Protocole

Ce protocole d’étude a été approuvé par le comité d’éthique de l’hôpital du cancer du Sichuan (date d’approbation : 27 septembre 2019). Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été effectuées conformément aux normes éthiques des comités de recherche institutionnels et nationaux, ainsi qu’à la Déclaration d’Helsinki de 1964 et à ses amendements ultérieurs. Le consentement éclairé écrit de tous les patients a été obtenu avant la chirurgie.

1. Critères d’inclusion et d’exclusion

1. Inclure les patients si (1) ils ont un cancer de la thyroïde confirmé pathologiquement et nécessitent un traitement chirurgical ; (2) ils ont une infiltration tumorale locale étendue, telle que T3-T4 (American Joint Committee on Cancer TNM stading, huitième édition), ou si des lésions métastatiques ont envahi des structures importantes telles que la trachée, l’œsophage et les gros vaisseaux ; (3) eux et les membres de leur famille se portent volontaires pour la visualisation 3D assistée par ordinateur ; et (4) ils n’avaient aucune contre-indication à l’anesthésie.
2. Exclure les patients s’ils ne subissent pas de traitement chirurgical.

2. Acquisition d’images

1. Obtenez des images TDM simples et améliorées (y compris les phases veineuse et artérielle) des patients à l’aide d’un système de TDM en spirale à 256 couches. Les paramètres de balayage sont les suivants : 120 kV, 120 mA, matrice 512 x 512, épaisseur de couche de 0,625 mm, seuil de 150 HU et délai de balayage artériel de 10 à 20 s.
2. Obtenez les données de balayage du système CT au format DICOM.

3. Modélisation 3D assistée par ordinateur

1. Importez les données dans le logiciel de visualisation 3D (Figure 1A).
   1. Cliquez sur le bouton Ouvrir pour sélectionner le document contenant les données du patient au format DICOM. Importez les données dans le logiciel.
   2. Traitez les données pour le lissage gaussien si les données d’origine contiennent beaucoup de bruit d’image (Figure 1B). Sélectionnez les données avec le bouton droit de la souris, puis cliquez sur le bouton Lissage gaussien .
2. Reconstruisez individuellement différentes structures de la zone cible (poitrine et cou).
   1. Sélectionnez différents modèles (par exemple, peau et os) dans le logiciel en fonction de la structure à reconstruire (Figure 2A).
   2. Définissez la couleur, le seuil maximal et le seuil minimum en fonction de la structure reconstruite sur CT (Figure 2B). Définissez des seuils différents pour l’os et la peau. Ajustez les seuils supérieur et inférieur en fonction de l’effet de prévisualisation observé (Figure 2C).
   3. Cliquez sur le bouton Calcul pour terminer la reconstruction préliminaire du modèle 3D (Figure 2D).
3. Modifiez les données segmentées.
   1. Une fois que les données de segmentation des structures telles que les vaisseaux sanguins, la peau et les os sont obtenues (figures 3A-C), utilisez le bouton Algorithme de lissage pour optimiser les données segmentées et vous assurer que les bords en dents de scie reconstruits correspondent au tissu réel.
   2. Ensuite, utilisez le bouton Navigation en un clic pour localiser les images 2D et 3D (Figure 3D) et déterminer si l’effet de segmentation était précis. Utilisez l’outil Plume ou Pinceau pour corriger les calques incorrects (Figure 3E).
      NOTE : La modélisation 3D est réalisée après l’obtention des données de segmentation de toutes les structures.

4. Évaluation préopératoire

1. Visualisez le modèle 3D et portez une attention particulière au volume et à l’emplacement de la tumeur et aux relations entre la tumeur et les tissus adjacents à l’aide des fonctions de grossissement, de rotation, de transparence tissulaire et de séparation et d’une combinaison de diverses structures. Par exemple, observez l’étendue de l’invasion tumorale dans l’artère carotide commune, l’œsophage et la trachée.
2. Déterminer l’étendue de la résection chirurgicale, le degré de déficience fonctionnelle après la résection et le plan de traitement adjuvant postopératoire en fonction de l’évaluation du modèle 3D. Mettre en place une communication médecin-patient efficace et intuitive pour satisfaire les attentes du patient et expliquer le plan de traitement du chirurgien.

5. Intervention chirurgicale

1. Enlever la tumeur selon le plan préopératoire et les observations peropératoires de la tumeur et des organes vitaux affectés.
2. Effectuer une chirurgie de réduction tumorale avec marquage peropératoire pour un traitement adjuvant postopératoire en l’absence d’un plan de réparation.
3. Réparer les défauts causés par la résection et effectuer une reconstruction fonctionnelle si nécessaire en fonction du plan opératoire et de la situation peropératoire.

Résultats

De décembre 2017 à juillet 2021, 23 patients atteints d’un cancer de la thyroïde localement avancé ont fait l’objet d’une modélisation 3D. Sur ces 23 patients, 4 ont été exclus de la chirurgie en raison des risques chirurgicaux, et les 19 autres patients ont été traités par chirurgie après modélisation 3D (tableau 1). Les 19 patients avaient tous un cancer de la thyroïde localement avancé, dont 14 pour lesquels il s’agissait du diagnostic initial, 16 qui présentaient des degrés divers de dyspnée et 18 qu...

Discussion

Pour le carcinome différencié de la thyroïde (DTC) récidivant et métastatique, le traitement chirurgical est toujours privilégié¹⁷. Le taux de survie spécifique à 5 ans des patients ayant subi une résection DTC et R0 est de 94,4 %, ce qui est significativement plus élevé que celui des patients ayant subi une résection R1 (67,9 %)². Le contrôle de la maladie dans le cou est crucial pour obtenir une meilleure qualité de vie et une survie spécifique à la maladie pour les patie...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Système de tomodensitométrie en spirale Brilliance à 256 couches	Philips Healthcare, Andover, MA, États-Unis n/	A	Utilisé pour l’imagerie CT simple et améliorée
Application logicielle médicale numérique 3D-Matic	Anhui King Star Digital S& T Co. Ltée	N/A	Utilisé pour la reconstruction de visualisation 3D assistée par ordinateur