Name: 3Dスキャンとマッピングを使用した腫瘍断端のコミュニケーションの強化 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-12-15T14:55:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: 学ぶ 3Dスキャンと仮想マッピングを用いたがん切除標本の記録方法。多職種医療チーム間のコミュニケーションを強化し、再切除や放射線治療の計画精度を向上させる技術を解説する。

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この研究は、Vanderbilt Clinical Oncology Research Career Development Program(K12 NCI 2K12CA090625-22A1)、NIH/National Institute for Deafness and Communication Disorders(R25 DC020728)、Vanderbilt-Ingram Cancer Center Support Grant(P30CA068485)、およびSwim Across Americaの支援を受けた。

がん治療における外科的切除断端分析のための高度なCADイメージング

<ol><li>Looser, K. G., Shah, J. P., Strong, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+significance+of+%26%2334%3Bpositive%26%2334%3B+margins+in+surgically+resected+epidermoid+carcinomas%5BTitle%5D)+AND+%22Head+Neck+Surg%22%5BJournal%5D)">The significance of &#34;positive&#34; margins in surgically resected epidermoid carcinomas.</a> Head Neck Surg. 1 (2), 107-111 (1978).</li>
<li>Binahmed, A., Nason, R. W., Abdoh, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+clinical+significance+of+the+positive+surgical+margin+in+oral+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Oncol%22%5BJournal%5D)">The clinical significance of the positive surgical margin in oral cancer.</a> Oral Oncol. 43 (8), 780-784 (2007).</li>
<li>Orosco, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positive+surgical+margins+in+the+10+most+common+solid+cancers%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Positive surgical margins in the 10 most common solid cancers.</a> Sci Rep. 8 (1), 5686(2018).</li>
<li>Prasad, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+positive+surgical+margins+in+cT3-T4+oral+cavity+squamous+cell+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Otolaryngol+Head+Neck+Surg%22%5BJournal%5D)">Trends in positive surgical margins in cT3-T4 oral cavity squamous cell carcinoma.</a> Otolaryngol Head Neck Surg. 169 (5), 1200-1207 (2023).</li>
<li>Byers, R. M., Bland, K. I., Borlase, B., Luna, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+prognostic+and+therapeutic+value+of+frozen+section+determinations+in+the+surgical+treatment+of+squamous+carcinoma+of+the+head+and+neck%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Surg%22%5BJournal%5D)">The prognostic and therapeutic value of frozen section determinations in the surgical treatment of squamous carcinoma of the head and neck.</a> Am J Surg. 136 (4), 525-528 (1978).</li>
<li>DiNardo, L. J., Lin, J., Karageorge, L. S., Powers, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy%2C+utility%2C+and+cost+of+frozen+section+margins+in+head+and+neck+cancer+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Accuracy, utility, and cost of frozen section margins in head and neck cancer surgery.</a> Laryngoscope. 110 (10 Pt 1), 1773-1776 (2000).</li>
<li>Gandour-Edwards, R. F., Donald, P. J., Lie, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+utility+of+intraoperative+frozen+section+diagnosis+in+head+and+neck+surgery%3A+a+quality+assurance+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Head+Neck%22%5BJournal%5D)">Clinical utility of intraoperative frozen section diagnosis in head and neck surgery: a quality assurance perspective.</a> Head Neck. 15 (5), 373-376 (1993).</li>
<li>Ikemura, K., Ohya, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+accuracy+and+usefulness+of+frozen-section+diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Head+Neck%22%5BJournal%5D)">The accuracy and usefulness of frozen-section diagnosis.</a> Head Neck. 12 (4), 298-302 (1990).</li>
<li>Remsen, K. A., Lucente, F. E., Biller, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+frozen+section+diagnosis+in+head+and+neck+neoplasms%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Reliability of frozen section diagnosis in head and neck neoplasms.</a> Laryngoscope. 94 (4), 519-524 (1984).</li>
<li>Weinstock, Y. E., Alava, I. 3rd, Dierks, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pitfalls+in+determining+head+and+neck+surgical+margins%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Maxillofac+Surg+Clin+North+Am%22%5BJournal%5D)">Pitfalls in determining head and neck surgical margins.</a> Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 26 (2), 151-162 (2014).</li>
<li>Catanzaro, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+navigation+in+complex+head+and+neck+resections%3A+indications+and+limits%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Comput+Assist+Radiol+Surg%22%5BJournal%5D)">Intraoperative navigation in complex head and neck resections: indications and limits.</a> Int J Comput Assist Radiol Surg. 12 (5), 881-887 (2017).</li>
<li>Black, C., Marotti, J., Zarovnaya, E., Paydarfar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+evaluation+of+frozen+section+margins+in+head+and+neck+cancer+resections%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer%22%5BJournal%5D)">Critical evaluation of frozen section margins in head and neck cancer resections.</a> Cancer. 107 (12), 2792-2800 (2006).</li>
<li>Miller, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+3D+specimen+mapping+in+head+%26+neck+oncologic+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Virtual 3D specimen mapping in head & neck oncologic surgery.</a> Laryngoscope. , (2023).</li>
<li>Sharif, K. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+computer-aided+design+margin%3A+Ex+vivo+3D+specimen+mapping+to+improve+communication+between+surgeons+and+pathologists%5BTitle%5D)+AND+%22Head+Neck%22%5BJournal%5D)">The computer-aided design margin: Ex vivo 3D specimen mapping to improve communication between surgeons and pathologists.</a> Head Neck. 45 (1), 22-31 (2023).</li>
<li>Sharif, K. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+intraoperative+communication+of+tumor+margins+using+3D+scanning+and+mapping%3A+the+computer-aided+design+margin%5BTitle%5D)+AND+%22The+Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Enhanced intraoperative communication of tumor margins using 3D scanning and mapping: the computer-aided design margin.</a> The Laryngoscope. 133 (8), 1914-1918 (2023).</li>
</ol>

著者は、開示すべき競合する金銭的利害関係を有していません。

従来、切除されたがん標本を視覚的に表現するものはありません。病理学的処理はしばしば標本を破壊する。以前の研究では、腫瘍学的標本の3Dスキャンの実現可能性と有用性が実証されており、その後、モデルの仮想注釈を作成して、病理学的処理を代表する3D標本マップを作成します13,14,15。これにより、集学的ケアチームは、がん検体の解剖学的構造、検体の切片化、およびマージンサンプリング位置の視覚的モデルを提供します。
プロトコルの最も重要なステップは、高品質の3Dスキャンを取得し、スキャンを適切に位置合わせして3D解剖学的標本を複製し、病理学的処理を反映した正確な3D標本マップを作成することです。高品質の試験片マップを確保するために、特定の修正が必要になる場合があります。まず、照明は非常に重要です。高品質の3Dスキャンに最適な照明は、薄暗い部屋です。スキャンの品質が高くない場合は、照明をさらに暗くするか、暗い...

腫瘍学的切除の目標は、顕微鏡的に腫瘍細胞が除去された外科的切除断端でがんを完全に切除することです。頭頸部がんにおいて、手術断端の状態は最も重要な病理学的危険因子である1。切除断端が陽性の場合、5年局所再発および全死因死亡のリスクが>90%増加します2。近年の医療技術や外科的手技の進歩にもかかわらず、頭頸部がんの切除断端陽性率は依然として高いままです3。局所進行口腔がんの場合、米国内の陽性マージン率は18.1%です4。
頭頸部外科医が周囲の構造の破壊を最小限に抑えながら腫瘍学的完全切除を確実にするために、凍結切片分析(FSA)による切除断端の術中サンプリングが行われます。FSAは、広く使用されており、標準治療である迅速な術中病理学相談を提供します5,6,7,8,9。新鮮な組織を凍結し、薄くスライスし、スライドガラスの上に置き、患者が麻酔をかけている間にすぐに解釈できるように染色します。
頭頸部腫瘍標本は、頭頸部癌標本の解剖学的複雑さ、目、顔、重要な神経や血管系などの重要な構造に近接していることを考慮して、広い切除のための頭頸部領域の最小限の予備力、切除された標本にしばしば存在する複数の組織タイプ(すなわち、 粘膜、軟骨、筋肉、骨)10,11。したがって、マージン分析への検体ベースのアプローチには、外科医と病理医の間の高度なレベルのコミュニケーションが必要です12。多くの場合、標本の正しい向きとマージンに関する議論を確実にするために、対面での会話が保証されます。しかし、これは、患者が全身麻酔下にある間に外科医が手術室(OR)を離れるか、病理医が肉眼病理検査室を離れてワークフローを中断する必要があるため、常に安全または実現可能であるとは限りません。さらに、手術室と病理検査室の間にかなりの移動時間がある場合や、場合によっては病理検査室が完全にオフサイトにある場合があります。
FSAに続いて、腫瘍学的検体をホルマリンで固定し、インク、切片化、およびマージンサンプリングによって正式に処理します。スライドを作成し、病理医が顕微鏡で解釈して、最終的な病理レポートを作成します。頭頸部がんの複雑な切除術では、1〜2週間かかることが多いです。残念なことに、検体の処理は、通常、切除された癌検体の破壊につながります。これは、最終的な病理学報告、集学的腫瘍委員会の議論、補助放射線療法計画、および切除断端陽性の設定での再切除のすべてが、腫瘍学的標本とその病理学的処理の視覚的記録なしに進行しなければならないため、さらなる混乱を招く可能性がある。
この臨床的アンメットニーズに対応するために、私たちは3Dスキャンと検体マッピングのプロトコルを開発し、外科医、病理医、および集学的がん治療チームの他のメンバー間のコミュニケーションを強化しました。

<table><tbody><tr><td>コンピュータ支援設計ソフトウェア</td><td>MeshMixer</td><td></td><td>3Dモデル用の仮想注釈ソフトウェア</td></tr><tr><td>デジタルカメラまたはカメラ電話</td><td>iPhone</td><td></td><td>iPhoneカメラまたは利用可能な任意のデジタルカメラを使用できます&nbsp;</td></tr><tr><td>EinScan SP V2 Platinumデスクトップ3DスキャナーShining</td><td>3D</td><td></td><td>3Dスキャナーハードウェア</td></tr><tr><td>ExScanソフトウェア。Solid Edge SHINING 3D Edition</td><td>Shining 3D</td><td></td><td>3Dキャプチャソフトウェア(3Dスキャナー</td></tr><tr><td>、外付けマウス</td>、<td>Microsoft)</td>の購入に付属しています。<td></td><td></td></tr><tr><td>ラップトップコンピュータ</td><td>Dell XP5</td><td>00355-60734-40310-AAOEM</td><td>ラップトップ要件: USB:1 &times;USB 2.0または3.0;OS:Win 7、8、または10(64ビット); グラフィックカード:Nvidiaシリーズ;グラフィックメモリ:>1 G; CPU:デュアルコアi5以上。メモリ:>8 G</td></tr><tr><td>Microsoft Officeスイート</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>モバイルプレゼンテーションカート</td><td>オクラホマサウンド</td><td>PRC450</td><td></td></tr><tr><td>PowerPointソフトウェア</td><td>Microsoft Office</td><td></td><td>プレゼンテーションソフトウェア</td></tr><tr><td>昇降モバイルデスクカート</td><td>セビリアクラシックス</td><td></td><td></td></tr><tr><td>USB-cデバイスコンバータ</td><td>TRIPP-LITE</td><td>U442-DOCK3-B</td><td>が必要ラップトップにUSBがない場合のみ</td></tr></tbody></table>

3dスキャンとマッピングを使用した腫瘍断端のコミュニケーションの強化

Enhanced Communication of Tumor Margins Using 3D Scanning and Mapping

悪性腫瘍の腫瘍学的切除後、標本は病理学に送られ、外科的断端の状態を決定するための処理が行われます。これらの結果は、書面による病理報告書の形で伝達されます。現在の標準治療の病理学レポートは、切除された組織の視覚的表現なしで、標本と辺縁サンプリングの部位の書面による説明を提供します。試料自体は、通常、切片作成および分析中に破壊されます。これにより、最終的な病理レポートが確認されたときに、病理医と外科医の間のコミュニケーションが困難になることがよくあります。さらに、外科医と病理医は、切除されたがん標本を視覚化する集学的がん治療チームの唯一のメンバーです。私たちは、この満たされていないニーズに対応するために、3Dスキャンと標本マッピングのプロトコルを開発しました。コンピューター支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して、インクとマージンサンプリングのサイトを明確に示す仮想試料に注釈を付けます。このマップは、集学的がん治療チームのさまざまなメンバーが利用できます。

2021 年 10 月から 2023 年 4 月にかけて、28 個の頭頸部腫瘍標本が 3D スキャンされ、このプロトコルに従って仮想的にマッピングされました。これらの結果は、以前に13発表されました。手術標本の大部分は扁平上皮がん(SCC)(86%、n = 24)であり、最も一般的な解剖学的サブサイトは口腔(54%、n = 15)および喉頭(29%、n = 8)であった。
すべての場合において、標本マップは、病理学スライドの評価と最終的な病理学レポートの配布の前に、主治医および病理学者と共有されました。症例の29%(n = 8)で、3D標本マップを使用して、外科医と病理医の間の懸念の範囲を伝えました。ビデオテレビ会議による集学的ケアコミュニケーションを改善するための3D検体マップの使用を 図6に示します。
最終的なマージンの状況は、各ケースについて記録され、4つのカテゴリーのいずれかに分類される傾向がありました。(1)断...

がん切除の3Dスキャンと仮想マッピングのための新しい方法が提案されており、集学的がん治療チーム間のコミュニケーションを改善することを目的としています。

3Dスキャンとマッピングを使用した腫瘍断端のコミュニケーションの強化

After oncologic resection of malignant tumors, specimens are sent to pathology for processing to determine the surgical margin status. These results are ...

私たちの研究の範囲は、3Dスキャンと拡張現実技術を使用して、集学的がん治療チーム間でのがん手術結果のコミュニケーションを改善することです。具体的には、外科医ががんをより正確に再切除し、より精密な放射線治療を行えるようにしたいと考えています。病院の環境では、スペースが限られていることが多く、追加の人員や機器のための追加のスペースを見つけるのが難しい場合があります。また、このプロトコルの学習曲線は、特に3Dスキャンやコンピューター支援設計の経験がない人にとっては、難しい場合があります。私たちは、がん検体の3Dスキャンとバーチャルマッピングのプロトコルを作成し、病理学レポートを書くための永続的な視覚的記録を提供します。これは、がん治療チーム全体にとって強力なコミュニケーションツールであり、現在、集学的腫瘍委員会の議論や補助放射線療法の治療計画で調査されています。手術標本が病理学的分析のために処理されるとき、視覚的な記録なしに破壊されることがよくあります。これにより、病理学レポートが長くなり、マージンが近い場合やプラスの場合、困難な臨床シナリオにつながることがよくあります。私たちの研究プロトコルは、切除されたがん標本のインタラクティブで永続的な視覚的記録を作成します。私たちのプロトコルは、外科的に切除された腫瘍標本の新しい視覚的表現と、それが病理学的にどのように処理されたかのマップを提供します。このデータは以前は存在しませんでしたが、現在では、医療従事者は参照、集学的ケアの議論、および将来の治療計画のために検体を振り返ることができます。

enhanced-communication-of-tumor-margins-using-3d-scanning-and-mapping

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Medicine

医学

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デュアルフェーズコーンビームコンピュータ断層撮影法は、参照達し、薬剤溶出ビーズ塞栓化学及血塞栓中に肝細胞癌の治療に

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ゼブラ土着腫瘍モデルを用いたメラノーマの修飾のためのスクリーニング

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