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方法論記事

乳癌関連リンパ浮腫予後診断における拡張現実ツールの統合

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DOI:

10.3791/60093

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2020年2月6日

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1Physical and Rehabilitative Medicine, Department of Health Sciences, University of Eastern Piedmont "A. Avogadro", 2Division of Pathology, Fondazione IRCCS Ca' Granda, Ospedale Maggiore Policlinico, 3Division of Breast Surgery, Fondazione IRCCS Ca' Granda, Ospedale Maggiore Policlinico, 4Division of Medical Oncology, Fondazione IRCCS Ca' Granda, Ospedale Maggiore Policlinico, 5Division of Pathology, Maggiore della Carità Hospital, 6Department of Health Sciences, University of Eastern Piedmont "A. Avogadro", 7Department of Biomedical, Surgical, and Dental Sciences, University of Milan

この記事について

サマリー

乳癌関連リンパ浮腫は乳癌の生存者に多く、その診断および定量化のためのガイドラインは広く採用されていない。ここでは、乳がん患者の上肢容積を定義、定量、比較するための信頼性と費用対効果の高いプロトコルを紹介します。

要約

乳癌関連リンパ浮腫(BCRL)は、腋窩手術および/または放射線を受けた乳癌患者における上肢の体液蓄積を特徴とする有害な状態である。その病因は多因子性であり、リンパ管内侵略(LVI)および外因性拡張(ENE)などの腫瘍特異的な病理学的特徴も含まれる。現在までに、BCRLの早期診断のための広く採用されたガイドラインは利用できません。ここでは、3Dレーザースキャナ(3DLS)とタブレットコンピュータを用いたデジタル支援型BCRL評価のプロトコルを示します。これは、リスクの高い乳癌患者の発見コホートで特異的に最適化されています。この研究は、3DLSなどの拡張現実ツールをBCRLの臨床作業に組み込み、正確で再現性があり、信頼性が高く、安価な診断を可能にするという原理の証明を提供します。

概要

乳癌関連リンパ浮腫(BCRL)は、腋窩手術後に起こる上肢の体液貯留および/またはリンパ節転移を有する乳癌患者の約20〜80%の放射線療法(N>1)1、2、3である。この状態は、その後の機能低下、併存疾患、欲求不満、不安、およびうつ病のリスクの増加を伴う四肢の腫脹をもたらす 4,5.BCRLは現在、手術後9年まで生じることができることを考えると、乳がんの生存者にとって長年の脅威と考えられている6.

BCRL病因は、乳がんの専門家の間で活発な議論の対象です。したがって、いくつかの研究は、腋窩介入だけでなく、タキサンベースの化学療法および抗HER2療法7、8などの全身治療にも関連する可能性があることを示している。さらに、腫瘍特異的な病理学的特徴がその病因1、6、7に関与していることを示唆する証拠の最近の行がある。このため、腫瘍の周囲におけるリンパ管内空間の浸潤(リンパ管浸潤、LVI)及びリンパ節カプセルを越えた転移の延長(節外拡張、ENE)がBCRLリスク成層6,7の補間分析として提案されている。

BCRL生物学の新しい洞察にもかかわらず、腕容積測定は、これらの患者9の診断とフォローアップの基礎段階のままです。ただし、この作業では、広く採用されているガイドラインはありません。腕全体の複数の円周の測定は、伝統的に切り捨てられた円錐のフォーミュラ10を使用して総体積を推定するために使用されてきました。しかし、その信頼性にもかかわらず、この円周法(CM)は、特に腕の形状の不規則性の場合には、感度と再現性を欠く11。最近、三次元レーザースキャナ(3DLS)などの拡張現実法が、上肢体積12の測定に有望なツールとして登場している。この技術は、安価で、ユーザーフレンドリーで、再現性があり、ギブス性と腫れ12、13の存在下でも非常に正確です。

本研究の目的は、BCRL診断および定量のための周回法と比較して3DLSの信頼性を評価することであった。ここで、BCRLのリスクが高い乳がん患者における3DLSを用いて上肢容積のリアルタイム測定のためのプロトコルが詳述されている。

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プロトコル

この研究は、著者機関の機関審査委員会によって承認されました。このプロトコルは、LVIおよび/またはENEを示す14の乳癌を示すノード陽性(すなわち、TNMステージングシステムに従うN>1)に適用されます。

1. リアルタイムアーム測定

  1. タブレットコンピュータに無料ダウンロード可能なアプリケーション(Capteviaなど)をインストールします。
  2. 患者の皮膚(例えば、白、黒)と比較して最もコントラストの高い色のマーカーを取る。
    1. 手首から肘まで、肘から腕の近位部分まで、5cmのポイントランドマークを使用して分析する上肢の皮膚をマークします。各ランドマークのレベルで分析する上肢の皮膚に円周を描画します。
  3. 患者を、彼女/彼の周りを移動するのに十分なスペースがある部屋の直立した位置に置く。患者の上肢を前肢に90°上げる。すべてのスキャン時間の間、この位置にとどまるよう患者に依頼してください。
    注:この位置を維持するために患者の困難の場合には、手のレベル(例えば、棒)でのサポートを使用することができます。
  4. 3DLSデバイスをタブレットに接続してリンクします。
  5. タブレットからアプリケーションを開き、患者データベース内で検査する被験者の資格情報を入力します。
    1. [接続]をクリックし、[+]をクリックして新しい患者を入力します。患者の名前と姓を、他のプリセットのアナムネス変数(生年月日、身長、体重など)と共に専用スペースに入力します。
  6. 3Dアイコンをクリックします。タッチスクリーン上の2本の指を使用して、画面上に表示されるキューブの距離とサイズを調節することによって、検査される領域を選択します
  7. [スキャン]をクリックし、スペースのすべての平面上で患者の上肢をフレーミングする3次元スキャンを開始します。取得した画像の品質を最適化するために、すべてのビューから四肢を何度も回転させます。
    注:良い取得は30秒の平均時間がかかります。検査する四肢から1メートル以上迷い込まないでください。タブレットをあまり早く動かさないで下さいます。
  8. 取得が完了したら、[完了]をクリックします。必要に応じて、フォームを改訂して、取得の欠陥や部品の欠落を評価します。
  9. 取得を選択し、ファイルを送信するには、画面の右下にあるアイコンを押します。ファイルの送信先の電子メールを入力し、[送信] をクリックします。
  10. PCを起動し、電子メールで送信されたデータファイルをダウンロードします。次に、ソフトウェア ライセンスと USB キーを挿入し、ソフトウェア アイコンをダブルクリックし、選択したライセンスの種類を確認して、データ ファイルを開きます。
  11. スキャンを表示し、[新しい患者の作成] を押します。患者のファイルに名前を付け、ファイルを保存する保存先を選択して、[保存]を押します。
  12. 左上隅にある[ファイル]を選択します。以前に名前を付けた患者のファイルを選択します。
  13. スキャンを選択し、抽出を押してスキャンを抽出します。抽出したスキャンを選択し、[クリーニング]を押します。
  14. イメージを選択します。図形を空間 (x、y、z 軸) の方向に向けて、図形を清掃します。さまざまな軸(x、y、z)でスキャンに含まれるセグメントをカットします。スキャンに含まれる皮膚マークを表示して、スキャンをより正確にカットすることもできます。カット図を検証します。
  15. スキャンから取得した図形に名前を付けます。[新しい図形の作成] をクリックします。
  16. 空間の 3 つの平面上の図形軸の方向を指定し、[終了]を押します。
  17. 処理されたフォームを選択し、Openキーを押します: ソフトウェアは、処理されたフォームの合計ボリュームを提供します。
  18. 異なるセクションのボリュームを計算し、ボリュームを押します。ボリュームを抽出するセクションの上下の余白を移動して選択します。

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結果

これは、成人個人を含むパイロットの単一盲、無作為化対照研究でした。包含基準は以下の通りであった: 1) 年齢 >18 と <45 歳の若年成人;2)正常体重(体重指数、BMI、>18および<25 kg/m2);3)上肢レベルにおけるあらゆる種類の皮膚病変の欠如;4)外傷および/または腕の構造および容積を変更することができるあらゆる種類の状態の不在。除外基準: 1) 心血管併存疾患;2)上肢を含む血管疾患;甲状腺および腎レベルで3)病理学的状態;4)リンパ浮腫の存在;5)前またはアクティブなオンコロジー条件。さらに、BCRL(ステージII-III)の影響を受ける女性の追加グループは、ノヴァーラの大学病院の身体リハビリテーション科のオンコロジーリハビリテーションユニットに言及し、予備的な分析のために登録されています。研究の目的、試験手順、個人データ処理、および撤回の可能性について、随時適切に知らされました。実験に参加する前に各被験者から書面によるインフォームド・コンセントが得られ、すべての手順はヘルシンキ宣言の原則に従って行われま...

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ディスカッション

BCRLの早期診断が改善された結果に関連していることを考えると、四肢容積測定のための正確で信頼性の高いツールの使用は、乳癌生存者に必須である。さらに、リスクの高い個人の同定は、臨床および外科データだけでなく、腫瘍特異的な病理学的特徴も考慮すべきである。本研究は、健康な被験者とリスクの高いBCRL女性の両方で上肢容積測定における新しいポータブル3DLS装置の再現性と信頼性を実証する。この方法は、安全で、痛みのない、費用対効果が高く、患者の大規模なコホートでほとんどの機関で行うことができます。

3D スキャナの目的は、3D モデルを表す、被写体の表面に幾何学的形状の点群を作成することです。特に、3DLS技術は、レーザードットを物体(この場合は上肢)に投影する三角測量機構を採用し、その後、センサーは物体の表面までの距離を測定する。この新しい標準化された拡張現実ベースのプロトコルは、3DLSが衛生的な設定だけでなく、迅速なボリューム測定のための有望な技術であることを示しています。健康な被験者およびBCRL患者の両方で得られた結果は、この装置の相対的な速さ、正確さおよび再現性を考慮して興味を...

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
構造センサー + Captevia V3.1Rodin4D、Rodin SAS3次元レーザースキャナー

参考文献

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  4. Taghian, N. R., Miller, C. L., Jammallo, L. S., O'Toole, J., Skolny, M. N. Lymphedema following breast cancer treatment and impact on quality of life: a review. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 92 (3), 227-234 (2014).
  5. Dean, L. T., et al. 34;It still affects our economic situation": long-term economic burden of breast cancer and lymphedema. Supportive Care in Cancer. , (2018).
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  7. Invernizzi, M., et al. Breast Cancer Systemic Treatments and Upper Limb Lymphedema: A Risk-Assessment Platform Encompassing Tumor-Specific Pathological Features Reveals the Potential Role of Trastuzumab. Journal of Clinical Medicine. 8 (2), (2019).
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  9. Sun, F., et al. The need for preoperative baseline arm measurement to accurately quantify breast cancer-related lymphedema. Breast Cancer Research and Treatment. 157 (2), 229-240 (2016).
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  14. Amin, M. B., et al. AJCC Cancer Staging Manual. , Eighth Edition , Springer International Publishing. (2017).
  15. Kamper, S. J., et al. Global Perceived Effect scales provided reliable assessments of health transition in people with musculoskeletal disorders, but ratings are strongly influenced by current status. Journal of Clinical Epidemiology. 63 (7), 760-766 (2010).

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