Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Совершенствование отчетности о хирургических патологиях при раке головы и шеи с помощью 3D-визуализации, динамического документирования и оптимизированной коммуникации

492 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/68818

⸱

9 сентября 2025 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1THANC (Thyroid, Head and Neck Cancer) Foundation, 2Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 3Department of Pathology, Icahn School of Medicine at Mount Sinai

В этой статье

Краткое содержание

Лечение рака головы и шеи требует точной интраоперационной коммуникации и документирования для достижения очистки опухоли и руководства послеоперационным уходом. Традиционные патологоанатомические отчеты часто не охватывают весь спектр хирургических результатов. Мы представляем протокол с использованием 3D-сканирования, стандартизированных тайм-аутов и нового программного обеспечения для улучшения интраоперационной коммуникации и патологической отчетности.

Аннотация

Успешное хирургическое лечение рака головы и шеи зависит от интраоперационной коммуникации между хирургической и патологической бригадами для достижения онкологического излечения. Точное документирование предпринятых действий и патологическая информация, полученная во время операции, имеет решающее значение для планирования адъювантного лечения и осмысленной интерпретации визуализации наблюдения. Достижение онкологического излечения рака имеет значительные последствия в отношении снижения риска рецидива, снижения потребности в мультимодальной адъювантной терапии и улучшения качества жизни. Отчет о хирургической патологии служит руководством для послеоперационного ухода, и все же он не в состоянии передать полный объем информации, полученной во время операции. Мы сообщаем об использовании технологии 3D-сканирования, принципах стандартизации и разработке программного обеспечения для улучшения текущего хирургического рабочего процесса и окончательного отчета о патологии. Описанный здесь подход объединяет динамические трехмерные (3D) визуальные эффекты, серию интраоперационных тайм-аутов, аннотированные рентгенограммы и новое программное обеспечение для составления отчетов о хирургических патологиях для улучшения как интраоперационной коммуникации, так и послеоперационного понимания онкологами и онкологами-радиологами. Эта уникальная методология устраняет недостатки в текущих и стагнирующих стандартах оказания медицинской помощи патологоанатомической документации, прокладывает путь к значительным инновациям в отчетности по хирургическим патологиям и обещает улучшить результаты лечения пациентов.

Введение

Рак головы и шеи возникает из полости рта, глотки, синоназального тракта, слюнных желез, кожи и гортани1. Эти злокачественные новообразования входят в десятку самых распространенных видов рака, на их долю приходится около 70 000 новых диагнозов и 16 000 смертей ежегодно в Соединенных Штатах, а также 900 000 новых диагнозов и 450 000 смертей во всем мире. Лечение рака головы и шеи часто требует длительного многопрофильного и мультимодального лечения 4,5. Первичная хирургическая резекция с последующей адъювантной лучевой терапией (ЛТ) или химиолучевой терапией (СРТ) рекомендуется при наиболее поздних стадиях рака, возникающих в полости рта, слюнных железах, синоназальных полостях, гортани и глотке 6. Хирургическое вмешательство остается наиболее эффективным методом лечения7. Предыдущие исследования продемонстрировали значительное преимущество в выживаемости по сравнению с окончательным ОТ или СРТ при раке полости рта, ВПЧ-отрицательном раке ротоглотки, раннем надгортанном раке и раке гортани на поздних стадиях 8,9,10,11,12.

Целью хирургической резекции является достижение клиренса опухоли, документально подтвержденного отрицательными краями13. Состояние хирургического края является самостоятельным прогностическим фактором, который предсказывает рецидив, а также необходимость дальнейшего лечения14. Положительная маржа была связана со снижением выживаемости, увеличением числа местных рецидивов, увеличением стоимости лечения и интенсификацией лечения15. Анализ интраоперационного замороженного среза остается лучшей практикой для достижения клиренса опухоли и широко используется хирургами головы и шеи для помощи в принятии интраоперационных решений и заборе дополнительной ткани во время операции16. Анализ края онкологического замороженного среза включает в себя анализ образцов тканей, которые традиционно собираются из резецированного образца (с помощью образца) или из ложа опухоли (с помощью дефекта), первый из которых связан с более высокими показателями локального контроля 17,18,19,20,21. Тем не менее, этот процесс оставался застойным и нестандартизированным, с различными хирургическими подходами, коммуникационными стратегиями и определениями клиренса краев17,22. Информация о расположении и ширине краев «группы риска» (<5 мм или положительная) направляет сбор дополнительной ткани и стремление к выведению опухоли. Тем не менее, хирурги и патологоанатомы часто полагаются на неформальные, недокументированные беседы и грубые двухмерные рисункидля общения. Есть много возможностей для совершенствования; Предыдущие исследования показали, что дополнительные поля могут отклоняться от цели на целых 1 см в одной трети случаев24.

Отчет о хирургической патологии служит для передачи патологической информации, собранной во время операции, и для принятия послеоперационных решений. Предыдущие исследования показали, что отчет о патологии не имеет ясности и часто неправильно интерпретируется. Powsner et al. сообщили о 30% неправильной интерпретации патологоанатомических отчетов среди хирургов25. Mossanen et al. рассмотрели несколько статей, в которых рассматривалась ясность отчетов о хирургической патологии, и выявили призывы к стандартизации и более четкой организации26. В опросе специалистов по раку головы и шеи респонденты сообщили об отсутствии ясности в отношении того, отражают ли дополнительные края клиренс опухоли, степень дополнительных краев, собранных во время операции, и окончательный статус края. Большинство радиационных и медицинских онкологов (61%) считают, что в отчетах о патологии трудно ориентироваться, и сообщают, что критически важная информация не всегда легко доступна27. Эти результаты подчеркивают необходимость улучшения окончательных патологоанатомических отчетов, чтобы гарантировать, что послеоперационные врачи имеют доступ к точной, подробной информации, необходимой для оптимизации лечения.

Учитывая прогностическую важность хирургического края, особую тревогу вызывает тот факт, что окончательный статус края не проясняется в патологоанатомических отчетах. Мы считаем, что процесс интраоперационной патологической консультации представляет собой модифицируемую цель для повышения ясности хирургического патологоанатомического заключения. Мы потратили несколько лет на выявление и внедрение действенных изменений в интраоперационные патологические консультации и отчетность по раку головы и шеи 22,23,28,29. Мы подробно опубликовали информацию о 3D оптическом сканировании как хирургического образца, так и абляционного дефекта23,28. В тандеме с нашим традиционным методом 3D-сканирования мы внедрили серию структурированных интраоперационных «тайм-аутов» для стандартизации и улучшения коммуникации между хирургом и патологоанатомом во время онкологических резекций. Мы также разработали новое программное обеспечение для патологоанатомических отчетов, MarginView3D (MV3D), которое облегчает этот подход. В этой статье мы описываем интраоперационный рабочий процесс, предназначенный для улучшения коммуникации и создания четкого и окончательного отчета о хирургической патологии. Этот подход может быть использован при любой резекции рака головы и шеи, для которой анализ замороженного среза является стандартом лечения. Ожидается, что он будет полезен при других формах хирургической онкологии, в которых используется анализ замороженных срезов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Этот протокол был выполнен в больнице Mount Sinai West Hospital под IRB#23-0177. Схема протокола показана на рисунке 1. Сканирование выполняется медицинскими стажерами и научным сотрудником, которые также вводят информацию в MV3D. Все тайм-ауты, патологоанатомические анализы и обсуждения проводятся сертифицированными патологоанатомами и хирургами.

1. Трехмерное сканирование образца (Рисунок 2)

ПРИМЕЧАНИЕ: Подробные инструкции по использованию сканирующего оборудования и программного обеспечения можно найти в Дополнительном файле 1.

  1. Установите 3D-сканер и связанный с ним поворотный стол на плоской поверхности в лаборатории замороженного сечения. Подключите сканер к ноутбуку и откройте соответствующее программное обеспечение для сканирования.
  2. Получите резецированный образец у хирургической бригады.
  3. Подготовьте образец, удалив лишнюю кровь с помощью марли или бумажной салфетки. Выбросьте марлю или салфетку в контейнер для биологически опасных отходов.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для образцов без заметных ориентиров (например, зубов или костей), нанесите один штифт на край образца, соответствующий географическому маркеру (зажиму или шву), размещенному и помеченному хирургом.
  4. Надев перчатки, поместите образец в центр поворотного стола. После использования выбросьте перчатки в контейнер для биологически опасных отходов.
  5. Выключите свет и проведите сканирование.
  6. Переверните образец на 180° и отсканируйте другую сторону.
  7. Совместите два сканирования, используя анатомические ориентиры и/или булавки для руководства. Отрегулируйте яркость по мере необходимости, чтобы скан точно отражал цвет образца.
  8. Сохраните скан в формате . OBJ с именем "SpecimenScan".

2. Трехмерное сканирование дефектов (Рисунок 3)

ПРИМЕЧАНИЕ: Подробные инструкции по использованию сканирующего оборудования и программного обеспечения можно найти в Дополнительном файле 1.

  1. Принесите ноутбук и ручной сканер в операционную и установите их на небольшую тележку. Подключите сканер к ноутбуку и откройте соответствующее программное обеспечение для сканирования.
  2. Добейтесь гемостаза, а затем переместите верхний свет в операционную подальше от дефекта и положите стерильные полотенца вокруг дефекта.
  3. Держите сканер прямо над дефектом (30-40 см) и нажмите кнопку «Воспроизведение », чтобы начать режим предварительного просмотра.
  4. При необходимости отрегулируйте положение сканера и яркость, чтобы убедиться, что в программном обеспечении для сканирования виден зеленый контур дефекта.
  5. Нажмите кнопку «Воспроизведение » еще раз, чтобы начать сканирование.
  6. Сканируйте дефект в течение примерно 2 минут. Начните с того, что сканер находится на месте и центрируется над дефектом примерно на 1 минуту. Через 1 минуту медленно переместите сканер в каждую сторону движением стеклоочистителя.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если в программном обеспечении появляется сообщение «Отслеживание потеряно», вернитесь в исходное положение, чтобы снова найти изображение.
  7. Сохраните скан в формате . OBJ с именем "DefectScan".

3. Трехмерная анатомическая модель

  1. Откройте анатомическую библиотеку MV3D.
  2. Выберите Выбрать модели.
  3. Выберите все соответствующие анатомические части из библиотеки, относящиеся к конкретной процедуре.
  4. Нажмите кнопку Сохранить и добавить в конкретную процедуру в MV3D.

4. Ориентационный тайм-аут (патологоанатомическая бригада)

  1. Откройте MV3D и выберите «Создать процедуру» или, если процедура уже создана, выберите процедуру из списка последних процедур по дате.
  2. После создания обоих 3D-сканов импортируйте их в MV3D, выбрав «Импортировать образец» и «Импортировать дефект».
  3. Проецируйте MV3D на монитор операционной для отображения сканов и 3D-анатомической модели.
  4. Установите аудиовизуальную связь между лабораторией патологии и операционной.
  5. Вместе с хирургом выберите три анатомические оси для ориентации.
  6. Ориентируйте сканирование образца вдоль выбранных осей, вращая его до тех пор, пока не будет достигнуто взаимное соглашение между хирургической и патологоанатомической бригадами.
  7. Повторите эти действия для сканирования дефекта и анатомической модели.
  8. При необходимости используйте 3D-визуализацию, чтобы обсудить, где следует взять поля замороженного среза, и определить конкретные области, представляющие клинический интерес.

5. Тайм-аут замороженного участка (патологоанатомическая бригада)

  1. После завершения анализа замороженного среза аннотируйте скан образца, чтобы указать местоположение всех отобранных краев.
  2. Для каждой аннотации введите описательное название, статус поля (положительный, отрицательный, закрытый), диагноз и любые соответствующие примечания (например, «2 мм от глубины»).
  3. Проецируйте MV3D на монитор в операционной.
  4. Установите аудиовизуальную связь между лабораторией патологии и операционной.
  5. Сообщите о результатах анализа замороженного среза хирургической бригаде с помощью визуального средства сканирования аннотированного образца.
  6. Используя 3D-сканирование, обсудите, где следует взять дополнительные края от дефекта, чтобы устранить подверженные риску края образца (рис. 4).
  7. Сбор дополнительной маржи для устранения маржи, подверженной риску, и отправка ее с соответствующими маркерами географической ориентации для анализа замороженных срезов (хирург)

6. Тайм-аут согласования (хирургические и патологоанатомические бригады)

  1. Аннотирование расположения дополнительных краев на сканировании дефекта (хирург).
  2. Аннотирование объема резекции и расположения дополнительных краев на анатомической модели (хирурге).
  3. После завершения анализа замороженного среза введите описательное имя, статус края и любые соответствующие примечания для каждого дополнительного края (патологоанатома).
  4. Проецируйте MV3D на монитор в операционной.
  5. Установите аудиовизуальную связь между лабораторией патологии и операционной.
  6. Сообщите хирургической бригаде о результатах анализа замороженных срезов дополнительных краев.
  7. Обсудите каждую маржу, подверженную риску, и согласуйте конкретные дополнительные маржи, которые учитывают маржи, связанные с маржой.
  8. Придите к четкому соглашению о том, что онкологическое разрешение было достигнуто или не было достигнуто.
  9. Начните с восстановительной части операции.

7. Аннотирование рентгенограмм и запись хирургического повествования (хирурга)

  1. После операции выберите и аннотируйте предоперационные рентгенограммы, чтобы определить объем хирургической резекции и расположение дополнительных краев, указав области, представляющие клинический интерес (Рисунок 5).
  2. Запишите аудиовизуальное повествование, содержащее краткое изложение онкологической резекции и интраоперационной патологической консультации с визуальными средствами сканирования и описательной информацией, полученной в MV3D.

8. Запись патологического нарратива (патологоанатом)

  1. После того, как результаты постоянного сечения будут получены, запишите краткое аудиовизуальное повествование, чтобы представить точку зрения патологии на случай и, в частности, отметить, изменяют ли результаты постоянного сечения окончательный статус онкологического клиренса.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

С момента внедрения этого нового процесса сканирования в январе 2023 года мы отсканировали 92 случая рака головы и шеи. С августа 2024 года по апрель 2025 года мы успешно интегрировали MV3D в этот рабочий процесс в 33 случаях. Процедуры включали мандибулэктомию (n = 29), ларингэктомию/ларингофрингэктомию (n = 17), глоссэктомию (n = 14), палатоксиллэктомию (n = 12), паротидэктомию (n = 9), резекцию мягких тканей полости рта (n = 6), резекцию кожи головы (n = 1), резекцию губы (n = 1), ринэктомию (n = 1), резекцию злокачес...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В то время как конечной целью онкологических резекций является выведение опухоли, методы, с помощью которых хирурги и патологоанатомы передают важную патологическую информацию, устарели и неэффективны. Хирург часто выходит из операционной, чтобы принять участие в неформальных и в значительной степени недокументированных личных беседах с патологоанатомом. Обработка хирургических образцов включает в себя разрезание ткани, что делает их практически неузнаваемыми, ост...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют конкурирующих финансовых интересов, которые должны быть раскрыты.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
EinScan SP V2Сияние 3DН/ДНастольный сканер
Einscan Pro HDСияние 3DН/ДРучной сканер
Программное обеспечение EXScan Pro softwareСияние 3DН/ДПрограммное обеспечение для ручного сканера
Программное обеспечение ExScan S softwareСияние 3DН/ДПрограммное обеспечение для настольного сканера
Ноутбук ThinkPad P1 Gen 7 Intel (16″) Мобильная рабочая станцияЛеновоНомер детали: 21KV001EUSНоутбук (Минимальные системные требования: ПК под управлением Windows 10 с оперативной памятью не менее 8 ГБ; Процессоры, такие как Intel® Xeon E3-1230, i5-3470, i7-3770, i7-8700 или выше; Также рекомендуется минимальная видеокарта Nvidia GTX 660 или Quadro P1000
Рабочая станция ThinkStation P3 в ультрамалом форм-фактореЛеновоНомер для заказа: 30HACTO1WWUS1Сервер

Ссылки

  1. Johnson, D. E., Burtness, B., Leemans, C. R., Lui, V. W. Y., Bauman, J. E., Grandis, J. R. Head and neck squamous cell carcinoma. Nat Rev Dis Primers. 6 (1), 92(2020).
  2. Siegel, R. L., Giaquinto, A. N., Jemal, A. Cancer statistics, 2024. CA Cancer J Clin. 74 (1), 12-49 (2024).
  3. Bray, F., et al. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 74 (3), 229-263 (2024).
  4. Sharp, L., Lewin, F., Hellborg, H., Lundgren, J., Hemmingsson, E., Rutqvist, L. E. When does my treatment start?-The continuum of care for patients with head and neck cancer. Radiother Oncol. 63 (3), 293-297 (2002).
  5. Chen, M. M., Megwalu, U. C., Liew, J., Sirjani, D., Rosenthal, E. L., Divi, V. Regionalization of head and neck cancer surgery may fragment care and impact overall survival. Laryngoscope. 129 (6), 1413-1419 (2019).
  6. Shah, J. P. The changing role of surgery in the multidisciplinary management of tumors of the head and neck. Acad Oncol. 2 (1), (2025).
  7. Bozec, A., Culié, D., Poissonnet, G., Dassonville, O. Current role of primary surgical treatment in patients with head and neck squamous cell carcinoma. Curr Opin Oncol. 31 (3), 138-145 (2019).
  8. Iyer, N. G., et al. Randomized trial comparing surgery and adjuvant radiotherapy versus concurrent chemoradiotherapy in patients with advanced, nonmetastatic squamous cell carcinoma of the head and neck: 10-year update and subset analysis. Cancer. 121 (10), 1599-1607 (2015).
  9. Lacau St Guily, J., et al. Oropharyngeal cancer prognosis by tumour HPV status in France: The multicentric Papillophar study. Oral Oncol. 67, 29-36 (2017).
  10. Kamran, S. C., Qureshi, M. M., Jalisi, S., Salama, A., Grillone, G., Truong, M. T. Primary surgery versus primary radiation-based treatment for locally advanced oropharyngeal cancer. Laryngoscope. 128 (6), 1353-1364 (2018).
  11. Patel, K. B., Nichols, A. C., Fung, K., Yoo, J., MacNeil, S. D. Treatment of early stage supraglottic squamous cell carcinoma: Meta-analysis comparing primary surgery versus primary radiotherapy. J Otolaryngol Head Neck Surg. 47 (1), 19(2018).
  12. Choi, Y. S., et al. Comparison of the therapeutic effects of total laryngectomy and a larynx-preservation approach in patients with T4a laryngeal cancer and thyroid cartilage invasion: A multicenter retrospective review. Head Neck. 38 (8), 1271-1277 (2016).
  13. Hanna, G. J., et al. Neoadjuvant and adjuvant nivolumab and lirilumab in patients with recurrent, resectable squamous cell carcinoma of the head and neck. Clin Cancer Res. 28 (3), 468-478 (2022).
  14. Chen, Y., Zhong, N. -N., Cao, L. -M., Liu, B., Bu, L. -L. Surgical margins in head and neck squamous cell carcinoma: A narrative review. Int J Surg. 110 (6), 3680-3700 (2024).
  15. Byers, R. M., Bland, K. I., Borlase, B., Luna, M. The prognostic and therapeutic value of frozen section determinations in the surgical treatment of squamous carcinoma of the head and neck. Am J Surg. 136 (4), 525-528 (1978).
  16. Urken, M. L., et al. Frozen section analysis in head and neck surgical pathology: A narrative review of the past, present, and future of intraoperative pathologic consultation. Oral Oncol. , 143(2023).
  17. Hinni, M. L., et al. Surgical margins in head and neck cancer: A contemporary review. Head Neck. 35 (9), 1362-1370 (2013).
  18. Chang, A. M. V., et al. Early squamous cell carcinoma of the oral tongue: Comparing margins obtained from the glossectomy specimen to margins from the tumor bed. Oral Oncol. 49 (11), 1077-1082 (2013).
  19. Maxwell, J. H., et al. Early oral tongue squamous cell carcinoma: Sampling of margins from tumor bed and worse local control. JAMA Otolaryngol Head Neck Surg. 141 (12), 1104-1110 (2015).
  20. Amit, M., et al. Improving the rate of negative margins after surgery for oral cavity squamous cell carcinoma: A prospective randomized controlled study. Head Neck. 38 (Suppl 1), E1803-E1809 (2016).
  21. Aaboubout, Y., Ten Hove, I., Smits, R. W. H., Hardillo, J. A., Puppels, G. J., Koljenovic, S. Specimen-driven intraoperative assessment of resection margins should be standard of care for oral cancer patients. Oral Dis. 27 (1), 111-116 (2021).
  22. Brandwein-Weber, M., et al. Radical shift in the communication paradigm in head and neck frozen section analysis: Intraoperative three-dimensional specimen scanning. Head Neck. 45 (1), 7-9 (2023).
  23. Saturno, M. P., et al. Utilizing 3D head and neck specimen scanning for intraoperative margin discussions: Proof of concept of our novel approach. Head Neck. 45 (1), 10-21 (2023).
  24. Kerawala, C. J., Ong, T. K. Relocating the site of frozen sections-is there room for improvement. Head Neck. 23 (3), 230-232 (2001).
  25. Powsner, S. M., Costa, J., Homer, R. J. Clinicians are from Mars and pathologists are from Venus. Arch Pathol Lab Med. 124 (7), 1040-1046 (2000).
  26. Mossanen, M., True, L. D., Wright, J. L., Vakar-Lopez, F., Lavallee, D., Gore, J. L. Surgical pathology and the patient: A systematic review evaluating the primary audience of pathology reports. Hum Pathol. 45 (11), 2192-2201 (2014).
  27. Yun, J., et al. Improving interdisciplinary communication and pathology reporting for head and neck cancer resections: 3D visualizations and margin reconciliation. Head Neck Pathol. 18 (1), 78(2024).
  28. Yun, J., et al. Intraoperative three-dimensional scanning of head and neck surgical defects: Enhanced communication and documentation of harvested supplemental margins. Head Neck. 45 (10), 2690-2699 (2023).
  29. Kapustin, D. A., et al. Frozen section timeout: Pilot study to reconcile margins using 3D resected specimen and defect scans. Laryngoscope. 134 (2), 725-731 (2024).
  30. Talmon, G., Horn, A., Wedel, W., Miller, R., Stefonek, A., Rinehart, T. How well do we communicate?: A comparison of intraoperative diagnoses listed in pathology reports and operative notes. Am J Clin Pathol. 140 (5), 651-657 (2013).
  31. Logan, C. A., et al. Monitoring universal protocol compliance through real-time clandestine observation by medical students results in performance improvement. J Surg Educ. 69 (1), 41-46 (2012).
  32. Freundlich, R. E., Bulka, C. M., Wanderer, J. P., Rothman, B. S., Sandberg, W. S., Ehrenfield, J. M. Prospective investigation of the operating room timeout process. Anesth Analg. 130 (3), 725-729 (2020).
  33. Fassler, C., et al. Enhanced communication of tumor margins using 3D scanning and mapping. J Vis Exp. (202), e66253(2023).
  34. Fassler, C., et al. Digital mapping of resected cancer specimens: The visual pathology report. J Pathol Inform. 15, 100399(2024).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

3D
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.