פרוטוקול זה מתאר תהליך עבודה מלא וניתן לשחזור לסימולציה של שדה חשמלי ספציפי למטופל ולאימות אלקטרוכימותרפיה (ECT) לגרורות בעמוד השדרה. תהליך העבודה משלב הדמיה רב-מודלית, סגמנטציה חצי-אוטומטית וידנית, מידול מוליכות רקמות, סימולציית שדה חשמלי ליניארי עם אלמנטים סופיים, ואימות ניסיוני באמצעות ניתוח חפיפה לנמק מבוסס MRI לאחר הפרוצדורה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
סימולציה של שדה חשמלי ייעודי למטופל באלקטרותרפיה של גרורות עמוד שדרה
במאמר זה
סיכום
תקציר
אלקטרוכימותרפיה (ECT) משלבת מתן סוכנים ציטוטוקסיים עם פולסים חשמליים במתח גבוה, החודרים באופן זמני לממברנות תאי הגידול ומגבירים את קליטת התרופות התוך-תאית. טכניקה זעיר-פולשנית זו, לא תרמית, מתאימה במיוחד לגידולים הממוקמים סמוך למבנים קריטיים, שבהם ניתוח, רדיותרפיה או אבלציה תרמית דרך העור עלולים להיות מוגבלים. בעמוד השדרה, ECT יכול לספק הקלה בכאב, שחרור עצבי ושליטה מקומית על הגידולים תוך שמירה על מבנים עצביים. עם זאת, יישומו נותר מאתגר בשל אנטומיה חוליתית מורכבת, הבנה מוגבלת של התפלגות השדה החשמלי, היעדר כלי תכנון ייעודיים וסיכון לפגיעה עצבית. פרוטוקול זה מתאר תהליך עבודה שניתן לשחזור עבור סימולציה של שדה חשמלי ייעודי למטופל ב-ECT עמוד שדרה. הדמיה רב-מודלית המשלבת CT ו-MRI מאפשרת שחזור של אנטומיה גידולית, חוליתית, עצבית ורקמות רכות באמצעות סגמנטציות חצי-אוטומטיות וידניות המתבצעות בפלטפורמת 3D Slicer בקוד פתוח. מוליכות הרקמה מוקצות לפי מסד הנתונים של IT'IS, וסימולציות ליניאריות של אלמנטים סופיים (מוליכות קבועה) מבוצעות באמצעות AI4DEEP, מודול חותך תלת-ממדי ייעודי, לחישוב מיפוי שדה חשמלי תלת-ממדי על פני ספי איזודוזה מרובים. MRI משופר בניגוד משמשת לאימות באמצעות מקדמי דמיון Dice המשווים נפחי שדה איזואלקטרי מדומים לאזורים גידוליים נקרוטיים לאחר ECT. השוואה איכותנית של מפות שדה חשמלי מדומות, MRI מעקב ותוצאות קליניות בוצעה על ידי רדיולוגים התערבותיים מומחים כדי להעריך את יכולת התוכנה לחזות אזורים שטופלו מספיק או מטופלים יתר על המידה. תשעה פרוצדורות ECT עובדו להערכת זרימת העבודה. ההתאמה הגבוהה ביותר בין שדה חשמלי מדומה לנמק לאחר ECT נצפתה בטווח של 160–200 וולט/ס"מ בסביבה קלינית ומספרית ספציפית זו. תהליך העבודה גם זיהה אזורים של טיפול לא מספק או מופרז, בהתאם למעקב קליני ודימות. תהליך העבודה המתואר מהווה את היסודות לתכנון ECT שניתן לשחזור, ותומך במיקום אופטימלי של אלקטרודות והתאמת פרמטרים לשיפור הבטיחות והיעילות בהליכים מורכבים של ECT בעמוד השדרה.
מבוא
אפידוריטיס גרורתי בעמוד השדרה נפוץ כי עמוד השדרה הוא האתר הדומיננטי של גרורות שלדיות, ומהווה עד 50% מכלל מיקומי העצמות 1,2. ההופעה הקלינית כוללת בדרך כלל כאב חמור עם פגיעה משמעותית באיכות החיים, ואחריו ליקויים נוירולוגיים מתקדמים במהירות שעשויים להסתיים בשיתוק או בטטרפלגיה, בהתאם לרמת המעורבות 3,4. רדיותרפיה היא הסטנדרט לטיפול בלחץ אפידורלי גרורתי של חוט השדרה, בעוד ניתוח דקומפרסיבי ומייצב מועיל למטופלים נבחרים עם מצב ביצועים תקין והישרדות צפויה 5,6. רדיותרפיה אבלטיבית סטריאוטקטית יכולה לשפר שליטה מקומית במקרים נבחרים, אך מוגבלת על ידי סבילות חוט השדרה ומורכבות תכנון. הישנות מקומית או התקדמות לאחר רדיותרפיה הן תכופות, והקרנה חוזרת מוגבלת על ידי מגבלות מינון מצטברות, מה שמוביל לעיתים קרובות למבוי סתום טיפולי אצל מטופלים עם כאב מתמשך או פגיעה נוירולוגית מתקדמת 6,7. בהקשר זה, נדרש טכניקה מקומית לא-תרמית המסוגלת להקלה על כאב, דקומפרסיה ושליטה בגידול בקרבת מבנים עצביים קריטיים.
אלקטרוכימותרפיה (ECT) משלבת מתן סוכנים ציטוטוקסיים, שלרוב הם בלומיצין, עם פולסים חשמליים קצרים במתח גבוה שמגבירים באופן זמני את חדירות ממברנת הפלזמה ומגבירים את קליטת התרופות התוך-תאית 8,9. ECT הוא מינימלי פולשני, לא תרמי, ויחסית סלקטיבי לגידולים, והראה תוצאות מעודדות עבור גידולים עוריים, תת-עוריים ועמוקים הממוקמים קרוב למבנים קריטיים10,11. סדרה קלינית עדכנית דיווחה על שיעור תגובה אובייקטיבי ב-MRI של 77% לאחר חודש ו-66.5% ב-3 חודשים לאחר ECT עמוד שדרה דרך העור ללחץ על חוט השדרה אפידורלי עמיד לקרינה. הכאב גם ירד משמעותית, כאשר ציון הכאב החציוני בסולם דירוג מספרי ירד מ-7 בבסיס ל-1 בחודש אחד. ליקויים נוירולוגיים בלתי הפיכים עדיין התרחשו בתת-קבוצה שלמטופלים 12. אירועים אלו מדגישים את התפקיד המרכזי של התפלגות השדה החשמלי: שינויים קטנים בגאומטריית האלקטרודות או בתכונות הרקמה יכולים לשנות באופן משמעותי את הנפח המטופל, ולחשוף את המטופלים הן לטיפול חלקי והן לטיפול יתר13,14. מחקרים נומריים מצביעים על כך שמודלים ספציפיים למטופל יכולים לייעל את מיקום האלקטרודות ולשפר את כיסוי הגידולים החוליותיים תוך הגבלת חשיפה למבנים עצביים15,16.
הוצעו מספר מסגרות תכנון מחקר לטיפולי אלקטרופורציה, אך היישום הקליני השגרתי נותר מוגבל בשל דרישות רשת/פרמטרים וזמן חישוב 17,18,19,20,21. עבודה עדכנית של סאטר ופואינארד תומכת בזרימת עבודה סימולציה פרי-פרוצדורלית, מונעת דימות, התואמת למגבלות קליניות, ומראה שכיסוי איזודוזה בשדה חשמלי לא שלם מתאם במדויק לכשל מקומי לאחר IRE22,23. הפרוטוקול הזה בונה על אותה מסגרת סימולציה.
מטרת מאמר זה היא לספק זרימת עבודה ייחודית למטופל שניתן לשחזור ולאימות של שדה חשמלי ב-ECT עמוד שדרה, בהתבסס על מערכי דימות קליניים אמיתיים ותצורות אלקטרודות שנמסרו. בצורתו הנוכחית, תהליך עבודה זה מתאים במיוחד לתכנון טרום-פרוצדורלי לאופטימיזציה של מיקום האלקטרודות, שכן זמני סגמנטציה והכנת מודלים מהווים מגבלה עבור התאמה תוך-פרוצדורלית שגרתית. הוא מיועד כמסגרת מתודולוגית ולא מחקר יעילות מונחה השערות, ומיועד לצוותי אונקולוגיה התערבותית וצוותי עמוד שדרה שכבר מבצעים או מתכננים ECT מונחה CT דרך העור בגרורות אפידורליות ובסביבות אנטומיות מורכבות אחרות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
מחקר רטרואקטיבי זה נערך בהתאם לוועדת האתיקה המוסדית (IRB 2025-566) ועמד בתקנות הלאומיות החלות. כל נתוני ההדמיה הושמרו אנונימיים לפני הניתוח, והדרישה להסכמה מדעת בוטלה בשל עיצוב רטרוספקטיבי ושימוש בנתונים שלא זוהו. הציוד והתוכנה בהם משתמשים מופיעים בטבלת החומרים.
1. ייבוא נתונים והכנת סצנות
- ייבא את כל סדרות DICOM האנונימיות ל-3D Slicer (זמין ב-https://download.slicer.org/) והקצה שמות מפורשים לכל כרכים: "MRIp" (MRI פרה-פרוצדורלי), "CTi" (CT תכנון תוך-פרוצדורלי ראשוני), "CTa" (CT תוך-פרוצדורלי עם מחטים), ו-"MRIs" (MRI לאחר הפרוצדורה).
- הגדר את "CTi" כנפח ההתייחסות לכל הסגמנטציות והרישומים הבאים.
- צור צומת סגמנטציה חדש ב-3D Slicer וקשר אותו ל-"CTi" כ"נפח המקור".
- שמור את סצנת הסלייסר כקובץ פרויקט בסיסי כדי לאפשר שחזור ושינויים עתידיים.
הערה: סטנדרטיזציה של גודל הווקסל אינה נדרשת וניתן להשמיט אותה אם רזולוציית התמונה המקורית מספקת.
2. סגמנטציה אנטומית ב-CT התחלתי (CTi)
- פתח את מודול עורך המקטעים וצור מקטע בשם "עצם קורטיקלית". השתמש בכלי "סף" ב-"CTi" כדי לבודד עצם קורטיקלית בצפיפות גבוהה, ואז ללטש את הקטע ידנית באמצעות מספריים או כלי צבע במידת הצורך.
- צור קטע בשם "Fat". השתמשו בכלי הסף לבחירת שומן בצפיפות נמוכה, לדוגמה, במרחב הסביבתי או התת-עורי.
- צור קטע בשם "דיסק בין-חולייתי". השתמש בכלי הצביעה התלת-ממדי בתצוגות ציריות, סגיטליות וקורונליות, ובדוק את Paint מחוץ למקטעים קיימים, כדי לוודא שהצביעה מוגבלת לווקסלים ריקים כדי למנוע החלפת מקטעים קיימים.
- צור קטע בשם "עצם קנצלוס" עבור עצם קנצלוס חוליתית. השתמשו בכלי הצבע התלת-ממדי כדי למלא את תא הטרבקולר הפנימי, ובדוק את הצבע מחוץ למקטעים הקיימים כפי שתואר לעיל.
- צור קטע בשם "חוט השדרה". השתמש בכלי הצביעה התלת-ממדי כדי לכוון ידנית את הכבל על פרוסות ציריות מלמעלה ועד מתחת לרמות המטופלות.
- צור קטע בשם "נוזל מוח-שדרתי". השתמשו בכלי הצבע התלת-ממדי כדי למלא את חלל הנוזל המוחי-שדרתי שמקיף את חוט השדרה בתוך השק התקלי, תוך בדיקת הצבע מחוץ למקטעים הקיימים.
- צור מקטעים נוספים למלט, סלילים או ריאות אם קיימים. השתמשו בכלי הסף לזיהוי מלט או סלילים צפופים במיוחד ופרנכימה ריאתית היפודנסה, ולאחר מכן תיקון ידני לפי הצורך.
- שמור את סצנת הסלייסר המעודכנת.
הערה: ווקסלים רקע שלא הוקצו במפורש למקטע מסוים מטופלים מאוחר יותר כרקמה "שרירית" ב-AI4DEEP (מוליכות ברירת מחדל).
3. מיזוג MRI וחלוקת גידול
- ייבא את כרך ה-MRI הקדם-פרוצדורלי "MRIp" לסצנת הסלייסר.
- השתמש במודול הטרנספורמציה כדי לבצע רישום קשיח של "MRIp" על "CTi", תוך שימוש בנקודות ציון עצם חוליותיות ברמה המטופלת. הרישום מונחה על ידי ארבעה נקודות ציון מוגדרות מראש: קצה התהליך הספינוסי וקצה של תהליך רוחבי אחד במישור הצירי, וקצה התהליך הספינוסי ושוליים הקורטיקליים הקדמיים של גוף החוליות במישור הסגיטל. מכיוון שהקורטקס האחורי של החוליה משתנה לעיתים קרובות על ידי מחלות ליזטיות, אין להשתמש בו כסימן הציון המרכזי.
- החלו את הטרנספורמציה על "MRIp" והערכו באופן חזותי את ההתאמה המשותפת במישורים הציריים והסאגיטליים. שגיאת רישום המטרה (TRE) מוגדרת כמרחק הממוצע במישור, במילימטרים, בין נקודות הציון המקבילות של CT ו-MRI בנקודות הייחוס הציריות והסאגיטליות המוגדרות מראש. קבל את הרישום רק אם גם היישור הוויזואלי וגם ה-TRE הם פחות מ-2.5 מ"מ; אחרת, חזור על הרישום.
- צרו קטע חדש בשם "גידול" והשתמשו בכלי הצבע ב-"MRIp" (או ב-"CTi" כאשר האפידוריטיס נראה היטב) כדי להבחין ידנית את מעורבות הגידול האפידורלי והחולייתי בתחילת הדרך.
- יש להחיל החלקה אופציונלית על מקטע ה"גידול" כדי לקבל נפח תלת-ממדי קוהרנטי ללא רווחים.
- שמור את סצנת הסלייסר המעודכנת.
הערה: ניתן לעצור את הפרוטוקול כאן ולהמשיך מאוחר יותר מהשלב הזה.
4. CT עם מיזוג מחט והגדרת אלקטרודות AI4DEEP
- ייבא את ה-CT התוך-פרוצדורלי עם המחטים, "CTa", ל-3D Slicer.
- השתמשו במודול הטרנספורמציה כדי לבצע רישום קשיח של "CTa" על "CTi" תוך שימוש באותם סימני עצם חוליותיים כמו לעיל.
הערה: בזרימת עבודה זו, "CTi" ו-"CTa" נרכשים בהרדמה כללית ללא הנעת המטופל בין הסריקה הראשונית למיקום האלקטרודה, כך שיישור CT ל-CT בדרך כלל כבר קרוב לאופטימלי ואינו דורש התאמה ידנית. לכן TRE אינו חל. בהגדרות חלון העצם, הארטיפקטים המתכתיים שנוצרים על ידי האלקטרודות אינם מפריעים להמחשה של נקודות הציון החוליותיות ששימשו לרישום שלהן. - שגר את מודול AI4DEEP ויצר מחט וירטואלית אחת לכל אלקטרודה, החל מקצה האלקטרודה הפעילה.
- יש לוודא בתצוגות אקסיאליות, קורונליות וסגיטליות שכל "Electrode_n" תואם במדויק לקצה פעיל פיזי יחיד.
הערה: איכות המבנה האנטומי הכולל וחלוקת האלקטרודות, כמו גם ההתאמה עם האלקטרודות הפיזיות, מאומתת חיצונית על ידי רדיולוג התערבותי מומחה שלא היה מעורב בתהליך הסגמנטציה. אם ייחשב לבלתי מספק, החלוקה מתעדכנת בהתאם. - שמור את הסצנה המעודכנת הכוללת מבנים אנטומיים, חלוקת גידולים וגאומטריית אלקטרודות.
הערה: אורך הקצה הפעיל המדויק מוגדר מאוחר יותר ב-AI4DEEP במהלך הגדרת פרמטר ה-ECT ואין צורך לקודד אותו בשלב זה.
5. הקצאת מוליכות ב-AI4DEEP
- בממשק AI4DEEP, יש להקצות כל מקטע אנטומי לסוג רקמה מתאימה עם מוליכות חשמלית מוגדרת מראש (לדוגמה: גידול, עצם קורטיקלית, עצם קנסלוס, נוזל מוח-שדרה, שומן אפידורלי, דיסק בין-חולייתי, חוט שדרה, מלט, ריאה) כפי שמוצג בטבלה 1.
- הגדר את רקמת הרקע ברירת המחדל למוליכות "שריר" כך שכל הווקסלים הלא-מחולקים יטופלו כשריר.
- אשר בפאנל הסיכום AI4DEEP שכל מקטע ממופה לסוג הרקמה הצפוי ולמוליכות, ואז שמור את התצורה.
הערה: ערכי המוליכות נגזרים ממסד הנתונים של IT'IS ומשמשים כמוליכות קבועה (ליניארית) בכל הסימולציות24.
6. מאפייני הדופק והמחט
- ב-AI4DEEP, יש לציין את אורך הקצה הפעיל לכל אלקטרודה (למשל, 20 מ"מ, 30 מ"מ או 40 מ"מ) בהתאם להליך הקליני. קוטר האלקטרודה היה 1.8 מ"מ.
- הנה משרעת השדה החשמלי המופעלת קלינית בוולט לסמינמרק (למשל, 500 וולט לסמינק, 600 וולט לסמינמרק או 1000 וולט לס"מ).
- הגדר את זוגות האלקטרודות שהופעלו במהלך הטיפול.
- תן AI4DEEP לחשב את המתח המופעל עבור כל זוג אלקטרודות בהתבסס על המרחק בין האלקטרודות, כדי להבטיח שיחס המתח-מרחק המבוקש ב-V/cm נשמר.
- הגדר את מספר הפולסים (8) ואת משך הפולס (100 מיקרושניות) לפי הפרוטוקול הקליני.
- שמור את תצורת AI4DEEP.
הערה: המתח מוזן כיחס מתח-למרחק ב-V/cm; AI4DEEP ממיר אוטומטית ערך זה למתח מוחלט עבור כל זוג אלקטרודות.
7. סימולציית שדה חשמלי
- ב-AI4DEEP, התחל את חישוב השדה האלקטרוסטטי באמצעות האנטומיה, המוליכות והפרמטרים האלקטרודיים המוגדרים.
- אפשר לתוכנה לייצר אוטומטית את התצורה הגאומטרית ולפתור את הפוטנציאל האלקטרוסטטי הליניארי באמצעות שיטות הפרש סופי לא מותאם מסדר גבוה בתמונההרפואית 25.
הערה: בתחנת עבודה טיפוסית (למשל, Windows 11, 16GB RAM), העיבוד לוקח כ-5 דקות לכל מארז. - שמור את פלט הסימולציה ואת סצנת הסלייסר המעודכנת.
הערה: ניתן לעצור את הפרוטוקול כאן לאחר הסימולציה ולהמשיך מאוחר יותר לניתוח איזודוזה ואישור.
8. ויזואליזציה של איזודוזה וכיסוי גידולים
- ב-AI4DEEP, בחר באפשרות ליצירת איזומשטחים של שדה חשמלי (נפחי איזודוזה) מהשדה המדומה.
- בחר טווח של ספי איזודוזה (לדוגמה, 50 וולט לסמינמרק, 100 וולט לס"מ, 120 וולט/ס"מ, 140 וולט/ס"מ, 160 וולט/ס"מ, 180 וולט/ס"מ, 200 וולט לס"מ, 220 וולט לס"מ, 240 וולט לס"מ, 260 וולט לס"מ, 300 וולט לס"מ, 400 וולט לס"מ, 500 ו-600 וולט לס"מ) ויצר את מפות איזודוזה תלת-ממדיות מתאימות.
- הצג מפות איזודוזה בודדות בתצוגה תלת-ממדית כדי לצפות בהתפלגות השדות המרחבית, בדרך כלל נעה מצהוב בהיר בעוצמות שדה נמוכות ועד אדום בעוצמות שדה גבוהות כפי שמוצג באיור 1.
- לכל איזודוזה, יש לרשום את אחוז ערכי כיסוי הגידול המחושבים אוטומטית על ידי AI4DEEP בהתבסס על החפיפה בין נפח האיזודוזה לבין סגמנט "הגידול".
- שמור את כל מקטעי האיזודוזה או המודלים ואת ערכי כיסוי הגידולים לניתוח הבא.
9. בחירת MRI לאחר הפרוצדורה, ייבוא וסגמנטציה של נמק
- בדיקות MRI מעקב בוצעו 6 שבועות לאחר ה-ECT וכל חודשיים לאחר מכן. ה-MRI שהציג את הנפח הנמקי הגדול ביותר או את התגובה הרדיולוגית הטובה ביותר נבחר לסגמנטציה. בחירה זו נעשתה כדי להתחשב בזמן התגובה ההטרוגני והמאוחר לאחר ECT, אשר עשוי להשתנות בהתאם להיסטולוגיה של הגידול ולקצב ההתפשטות.
- הביאו את רצף ה-T1 המדוכא בשומן לאחר הטיפול, שממוקם ברמות ה-MRI, ל-3D Slicer.
- לבצע רישום קשיח של "MRI" ל"CTi" באמצעות אותם נקודות ציון חוליות מוגדרות מראש כמו אלו לרישום MRI טרום-פרוצדורלי, וליישם את הטרנספורמציה. דיוק הרישום מתועד על ידי חישוב TRE מאותם סימני ייחוס עם אותו סף ≤2.5 מ"מ.
- צור קטע חדש בשם "נמק גידול" והגדר ידנית את החלק הנמקי הלא-מחמיר של הגידול ב-MRI לאחר ECT, פרוסה אחר פרוסה.
- כאשר יש מספר MRI מעקב זמינים, בחר את הבדיקה שמראה את הנפח הנמקי הגדול ביותר או את התגובה הרדיולוגית הטובה ביותר, והשתמש במאגר נתונים זה לסגמנטציה.
- הפעילו החלקה אופציונלית על "נמק הגידול" כדי לקבל נפח קוהרנטי ורציף.
- במקרים של תגובה רדיולוגית מלאה לאחר ECT, ניתן לשכפל את מקטע ה"גידול" לפני הטיפול ולשמוע "נמק גידול" כדי לקצר את זמן הסגמנטציה הידנית. ב-3D Slicer, השתמשו במודול הסגמנטציה , בחרו "העתקה/הזזת מקטעים", שכפלו את מקטע "הגידול" בתוך אותו צומת סגמנטציה, שנו את שמו ל"נמק הגידול", ואשרו חזותית את ההתאמה שלו ב-MRI לאחר ECT.
- לבצע אימות חיצוני של סגמנטציה של נמק על ידי רדיולוג התערבותי שאינו מעורב בסגמנטציה.
- שמור את סצנת הסלייסר עם קטע הנמק.
הערה: ניתן לעצור את הפרוטוקול כאן ולהמשיך מאוחר יותר להשוואה כמותית.
10. השוואה כמותית בין שדה מדומה לנמק (ניתוח קוביות)
- פתח את מודול השוואת המקטעים ב-3D Slicer.
- בחרו בנמק הגידול כסגמנט ההתייחסות ונפח איזודוזה אחד (למשל, איזודוזה של 200 וולט/ס"מ) כמקטע ההשוואה.
- חשב את מקדם הדמיון של הקוביות בין "נמק הגידול" לנפח האיזודוזה שנבחר ורשם את הערך. כל מקדמי הדמיון של הקוביות חושבו על נפחי מקטעים תלת-ממדיים מלאים ולא על בסיס פרוסה-אחר פרוסה (2D).
- חזרו על הניתוח בכל רמות האיזודוזה הרלוונטיות כדי לקבל מקדמי Dice בכל טווח הספים.
- זהה את האיזודוזה שמניבה את מקדם הקוביות הגבוה ביותר ("האיזו הטוב ביותר") ואת ערך הקובייה המקסימלי המתאים ("קובייה הטובה ביותר").
- ייצוא מקדמי קוביות, ISO טוב, קוביות מיטביות, וערכי כיסוי גידול לגיליון אלקטרוני או תוכנה סטטיסטית לניתוח נוסף.
- שמור את סצנת הסלייסר הסופית ואת כל התוצאות הכמותיות שיוצאות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
תהליך העבודה יושם בהצלחה בתשעה הליכים אלקטרוכימותרפיים (ECT) שבוצעו לאפידוריטיס גרורתי בעמוד השדרה. נוצר מודל שדה חשמלי חיזוי ייעודי למטופל לכל המקרים, המאשר שהפרוטוקול המלא אפשרי וניתן לשחזור בין תצורות אנטומיות שונות. רישום קשיח בין CTi ל-MRIp, ובין CTi ל-MRI, הושג בכל המקרים, עם ממוצע TRE של 1.8 מ"מ ± 0.6 מ"מ ו-1.9 מ"מ ±-0.7 מ"מ, בהתאמה. סימולציות ליניאריות עם אלמנטים סופיים יצרו התפלגות שדה חשמלי תלת-ממדית רציפה לכל פרוצדורה. נפחי איזודוזה בין 50–600 וולט לס"מ נוצרו בהצלחה בכל המקרים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
פרוטוקול זה מספק תהליך עבודה שניתן לשחזר לסימולציה של שדה חשמלי ייעודי למטופל ב-ECT עמוד שדרה. מספר שלבים מתודולוגיים הם קריטיים לקבלת תחזיות מדויקות וניתנות לפרשנות קלינית. סגמנטציה מדויקת של הגידולים חיונית, שכן מחלת אפידורל לעיתים קרובות אינה מוצגת היטב ב-CT תוך-פרוצדורלי ללא חומר ניגוד. לכן, מיזוג של MRI קדם-פרוצדורלי ופוסט-פרוצדורלי הוא מפתח להבחנה מדויקת של מעורבות אפידורלית וחוליתית. בפועל, מיזוג תמונה עשוי להסתמך על רישום ידני קשיח עם בקרה ויזואלית ומדידת שגיאת רישום מטרה (TRE), ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תודות
אנו מודים למטופלים על האמון וההשתתפות שלהם במחקר זה. תרומתם אפשרה מחקר זה. חברי AIMOKA ו-MONC (CP, OSe, OSu, LL, ו-BDS) קיבלו חלקית תמיכה כספית חלקית מתוכנית הסרטן MECI PC MECI 21CM119 00, המכון הלאומי לסרטן (INCa) (PLBIO מס' 2023-156), ופרויקטי ANR IMITATE (ANR-22-CE51-0043) ו-MIRE4VTACH (ANR-22-CE45-0014). צוות המחקר AIMOKA מתארח במעבדת ברנולי בין AP-HP ל-Inria.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 3D Slicer | 3D Slicer (open-source) | N/A | Version 5.6.2. |
| AI4DEEP module (3D Slicer extension) | AI4DEEP | N/A | מודול סימולציה של שדה חשמלי המשמש בתוך 3D Slicer. |
| Cliniporator VITAE | IGEA | IG0012A | מחולל פולסים המשמש לאלקטרוכימותרפיה |
| Hybrid angio-CT suite (Alphenix 4D CT + Aquilion ONE) | Canon Medical Systems | TSX-305A | מערכת אנגיוגרפיה משולבת (Alphenix) וסורק CT (Aquilion ONE) בחדר יחיד; משמש לדימות CT תוך-פרוצדורלי והנחיית פרוצדורה. |
| Straight needle electrodes "VGD" | IGEA | IG0E726 | אורך פעיל: 20 מ"מ / 30 מ"מ / 40 מ"מ (לבחירה בהתאם לגודל היעד והאנטומיה). |
| Workstation | Dell | N/A | תחנת עבודה של Dell, intelVPro ISM, Windows 11 - 16 GB RAM; משמשת לעיבוד תמונה וסימולציות. |
מקורות
- Ryan, C., et al. Epidemiology of bone metastases. Bone. 158, 115783 (2022).
- Coleman, R. E., et al. Bone metastases. Nat Rev Dis Primers. 6 (1), 83 (2020).
- Ropper, A. E., Ropper, A. H. Acute spinal cord compression. N Engl J Med. 376 (14), 1358-1369 (2017).
- Lawton, A. J., et al. Assessment and management of patients with metastatic spinal cord compression: a multidisciplinary review. J Clin Oncol. 37 (1), 61-71 (2019).
- Patchell, R. A., et al. Direct decompressive surgical resection in the treatment of spinal cord compression caused by metastatic cancer: a randomised trial. Lancet. 366 (9486), 643-648 (2005).
- Rades, D., Abrahm, J. L. The role of radiotherapy for metastatic epidural spinal cord compression. Nat Rev Clin Oncol. 7 (10), 590-598 (2010).
- Glicksman, R. M., et al. Stereotactic ablative radiotherapy for the management of spinal metastases: a review. JAMA Oncol. 6 (4), 567-577 (2020).
- Mir, L. M., Orlowski, S. Mechanisms of electrochemotherapy. Adv Drug Deliv Rev. 35 (1), 107-118 (1999).
- Dorr, R. T. Bleomycin pharmacology: mechanism of action and resistance, and clinical pharmacokinetics. Semin Oncol. 19 (2 Suppl 5), 3-8 (1992).
- Djokic, M., et al. Electrochemotherapy as treatment option for hepatocellular carcinoma, a prospective pilot study. Eur J Surg Oncol. 44 (5), 651-657 (2018).
- Geboers, B., et al. High-voltage electrical pulses in oncology: irreversible electroporation, electrochemotherapy, gene electrotransfer, electrofusion, and electroimmunotherapy. Radiology. 295 (2), 254-272 (2020).
- Deschamps, F., et al. Electrochemotherapy in radiotherapy-resistant epidural spinal cord compression in metastatic cancer patients. Eur J Cancer. 186, 62-68 (2023).
- Miklavcic, D., et al. The importance of electric field distribution for effective in vivo. electroporation of tissues. Biophys J. 74 (5), 2152-2158 (1998).
- Corovic, S., et al. Modeling of electric field distribution in tissues during electroporation. Biomed Eng Online. 12, 16 (2013).
- Cindrič, H., Miklavčič, D., Cornelis, F. H., Kos, B. Optimization of transpedicular electrode insertion for electroporation-based treatments of vertebral tumors. Cancers (Basel). 14 (21), 5412 (2022).
- Cindrič, H., et al. Electrochemotherapy of spinal metastases using transpedicular approach-a numerical feasibility study. Technol Cancer Res Treat. 17, 1533034618770253 (2018).
- Perera-Bel, E., et al. PIRET-a platform for treatment planning in electroporation-based therapies. IEEE Trans Biomed Eng. 70 (6), 1902-1910 (2023).
- Perera-Bel, E., et al. EView: an electric field visualization web platform for electroporation-based therapies. Comput Methods Programs Biomed. 197, 105682 (2020).
- Marino, M., Luján, E., Mocskos, E., Marshall, G. OpenEP: an open-source simulator for electroporation-based tumor treatments. Sci Rep. 11 (1), 1423 (2021).
- Pavliha, D., et al. Planning of electroporation-based treatments using web-based treatment-planning software. J Membr Biol. 246 (11), 833-842 (2013).
- Marčan, M., et al. Web-based tool for visualization of electric field distribution in deep-seated body structures and planning of electroporation-based treatments. Biomed Eng Online. 14 (Suppl 3), S4 (2015).
- Sutter, O., et al. Correlation between computed electric dose maps and early postoperative MRI for the evaluation of irreversible electroporation. Phys Med Biol. 70 (22), 225010 (2025).
- Sutter, O., et al. Toward perioperative, numerically assisted irreversible electroporation for hepatocellular carcinoma: clinical outcomes informed by numerical simulations. Eur Radiol. , (2025).
- Baumgartner, C., et al. . IT'IS Database for thermal and electromagnetic parameters of biological tissues. Version 5.0. , (2025).
- Gallinato, O., de Senneville, B. D., Seror, O., Poignard, C. Numerical workflow of irreversible electroporation for deep-seated tumor. Phys Med Biol. 64 (5), 055016 (2019).
- Lafitte, L., et al. Patch-based field-of-view matching in multimodal images for electroporation-based ablations. Comput Med Imaging Graph. 84, 101750 (2020).
- Pescatori, L. C., et al. The role of early MRI in assessing the risk of local tumor progression following irreversible electroporation for hepatocellular carcinoma treatment. Int J Hyperthermia. 42 (1), 2505595 (2025).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
