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Medicine

Integration von Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphödem Prognostication and Diagnosis

doi: 10.3791/60093 Published: February 6, 2020

Summary

Brustkrebs-bedingte Lymphödeme sind häufig bei Brustkrebs-Überlebenden, aber es gibt nicht weit verbreitete Richtlinien für seine Diagnose und Quantifizierung. Hier führen wir ein zuverlässiges und kostengünstiges Protokoll ein, um das Volumen der oberen Gliedmaßen bei Brustkrebspatientinnen zu definieren, zu quantifizieren und zu vergleichen.

Abstract

Brustkrebsbedingte Lymphödeme (BCRL) ist ein schädlicher Zustand, der durch Flüssigkeitsansammlung in der oberen Extremität bei Brustkrebspatientinnen gekennzeichnet ist, die einer Axillary-Operation und/oder Bestrahlung unterzogen werden. Seine Ätiologie ist multifaktoriell und umfasst auch tumorspezifische pathologische Merkmale, wie lymphavaskuläre Invasion (LVI) und extranodale Erweiterung (ENE). Bis heute liegen keine weit verbreiteten Richtlinien für die Frühdiagnose von BCRL vor. Hier zeigen wir ein Protokoll für eine digital unterstützte BCRL-Bewertung mit einem 3D-Laserscanner (3DLS) und einem Tablet-Computer. Es wurde speziell in einer Entdeckungskohorte von Hochrisiko-Brustkrebspatientinnen optimiert. Diese Studie bietet einen Proof-of-Prinzip, dass Augmented-Reality-Tools wie 3DLS in die klinische Arbeit von BCRL integriert werden können, um eine präzise, reproduzierbare, zuverlässige und kostengünstige Diagnose zu ermöglichen.

Introduction

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Brustkrebsbedingte Lymphödeme (BCRL) ist flüssigkeitsretention in der oberen Extremität, die nach einer Axillary-Operation und/oder Strahlentherapie bei ca. 20-80% der Brustkrebspatientinnen mit Lymphknotenmetastasen (N>1)1,2,3auftritt. Dieser Zustand führt zu Schwellung der Gliedmaße mit anschließender reduzierter Funktionalität, erhöhtes Risiko von Komorbiditäten, Frustration, Angst, und Depression4,5. BCRL gilt derzeit als langjährige Bedrohung für Brustkrebs-Überlebende, da es bis zu 9 Jahre nach Operation6auftreten kann.

BcRL Pathogenese ist ein Thema der lebhaften Debatte unter Brustkrebs-Spezialisten. Daher haben mehrere Studien gezeigt, dass es nicht nur mit axillären Interventionen, sondern auch mit systemischen Behandlungen wie Taxane-basierte Chemotherapie und Anti-HER2-Therapie7,8zusammenhängen könnte. Darüber hinaus gibt es neuere Beweislinien, die darauf hindeuten, dass tumorspezifische pathologische Merkmale an seiner Pathogenese beteiligt sind1,6,7. Aus diesem Grund wurde die Invasion von lymphvaskulären Räumen an der Peripherie des Tumors durch neoplastische Zellen (lymphavaskuläre Invasion, LVI) und der Ausdehnung der Metastasierung über die Lymphknotenkapsel (Extra-Knoten-Erweiterung, ENE) als ergänzende Analyse für BCRL-Risikoschichtung6,7vorgeschlagen.

Trotz der neuen Erkenntnisse der BCRL-Biologie bleibt die Armvolumenmessung eine Eckpfeilerphase bei der Diagnose und Nachsorge dieser Patienten9. Für diese Aufgabe gibt es jedoch keine weit verbreiteten Leitlinien. Die Messung mehrerer Umfange über den Arm wurde traditionell verwendet, um sein Gesamtvolumen mit der abgeschnittenen Kegelformel10zu schätzen. Trotz ihrer Zuverlässigkeit mangelt es dieser Umrundungsmethode (CM) jedoch an Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit, insbesondere bei Armformunregelmäßigkeiten11. In letzter Zeit haben sich Augmented-Reality-Methoden wie der dreidimensionale Laserscanner (3DLS) als vielversprechende Werkzeuge zur Messung des oberen Gliedmaßenvolumens12herauskristallisiert. Diese Technologie ist billig, benutzerfreundlich, reproduzierbar und extrem präzise auch in Gegenwart von Gibbousness und Schwellung12,13.

Ziel dieser Studie war es, die Zuverlässigkeit von 3DLS im Vergleich zur Umfangsmethode für die BCRL-Diagnose und -Quantifizierung zu bewerten. Hier wird ein Protokoll für Echtzeitmessungen des oberen Gliedmaßenvolumens mittels 3DLS bei Brustkrebspatientinnen mit erhöhtem BCRL-Risiko detailliert beschrieben.

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Protocol

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Diese Studie wurde von den Institutional Review Boards der Autoreninstitutionen genehmigt. Dieses Protokoll gilt für knotenpositive (d.h. N>1 nach dem TNM-Staging-System)14 Brustkrebserkrankungen, die LVI und/oder ENE zeigen.

1. Echtzeit-Armmessungen

  1. Installieren Sie die kostenlose herunterladbare Anwendung (z. B. Captevia) auf einem Tablet-Computer.
  2. Nehmen Sie einen Marker mit der kontrastreichen Farbe im Vergleich zur Haut des Patienten (z. B. weiß, schwarz).
    1. Markieren Sie die Haut der oberen Extremität, die mit Punktmarkierungen von 5 cm vom Handgelenk bis zum Ellenbogen und vom Ellenbogen bis zum proximalen Teil des Arms analysiert werden soll. Zeichnen Sie die Umfange auf der Haut der oberen Extremität, die auf der Ebene jedes Wahrzeichens analysiert werden sollen.
  3. Positionieren Sie den Patienten in einer aufrechten Position in einem Raum mit genügend Platz, um sich um ihn herum zu bewegen. Erhöhen Sie die obere Extremität des Patienten vordergründ um 90°. Bitten Sie den Patienten, während der gesamten Scandauer in dieser Position zu bleiben.
    HINWEIS: Im Falle von Schwierigkeiten des Patienten, diese Position zu halten, kann eine Stütze auf Handebene (z. B. ein Stock) verwendet werden.
  4. Haken und verbinden Sie das 3DLS-Gerät mit dem Tablet.
  5. Öffnen Sie die Anwendung vom Tablet aus und geben Sie die Anmeldeinformationen des zu untersuchenden Themas in die Patientendatenbank ein.
    1. Klicken Sie auf Verbindung und dann + , um einen neuen Patienten einzugeben. Geben Sie den Namen und Nachnamen des Patienten zusammen mit anderen voreingestellten anamnestischen Variablen (wie Geburtsdatum, Höhe, Gewicht usw.) und andere wie gewünscht im dafür vorgesehenen Raum ein.
  6. Klicken Sie auf das 3D-Symbol. Wählen Sie den zu untersuchenden Bereich aus, indem Sie den Abstand und die Größe des Würfels modulieren, der auf dem Bildschirm mit 2 Fingern auf dem Touchscreen angezeigt wird.
  7. Klicken Sie auf Scannen, und starten Sie den dreidimensionalen Scan, der die obere Extremität des Patienten auf allen Ebenen des Raumes umrahmt. Drehen Sie die Glieder aus allen Ansichten mehrmals um, um die Qualität des aufgenommenen Bildes zu optimieren.
    HINWEIS: Eine gute Erfassung dauert durchschnittlich 30 Sekunden. Nicht mehr als einen Meter von der zu untersuchenden Gliedmaße entfernt. Bewegen Sie das Tablet nicht zu schnell.
  8. Sobald die Übernahme abgeschlossen ist, drücken Sie Fertig. Überarbeiten Sie bei Bedarf das Formular, um etwaige Anschaffungsfehler oder fehlende Teile zu bewerten.
  9. Wählen Sie die Erfassung aus, und drücken Sie das Symbol unten rechts auf dem Bildschirm, um die Datei zu senden. Geben Sie eine E-Mail ein, an die die Datei gesendet werden soll, und klicken Sie auf Senden.
  10. Starten Sie den PC und laden Sie die per E-Mail gesendete Datendatei herunter. Legen Sie dann den USB-Stick mit der Softwarelizenz ein, doppelklicken Sie auf das Softwaresymbol, bestätigen Sie den ausgewählten Lizenztyp, und öffnen Sie die Datendatei.
  11. Zeigen Sie den Scan an und drücken Sie "Neuer Patient erstellen" Benennen Sie die Datei des Patienten, wählen Sie das Ziel aus, um die Datei zu speichern, und drücken Sie Speichern.
  12. Wählen Sie Datei in der oberen linken Ecke aus. Wählen Sie die zuvor benannte Patientendatei aus.
  13. Wählen Sie den Scan aus, und drücken Sie Extrahieren, um den Scan zu extrahieren. Wählen Sie den extrahierten Scan aus und drücken Sie Reinigung.
  14. Wählen Sie das Bild aus. Reinigen Sie die Form, indem Sie sie im Raum (x-, y- und z-Achse) ausrichten. Schneiden Sie alle im Scan enthaltenen Segmente auf den verschiedenen Achsen (x, y und z) ab. Es wird auch möglich sein, alle Im Scan enthaltenen Hautmarkierungen anzuzeigen, um den Scan genauer zu schneiden. Überprüfen Sie die Schnittzahl.
  15. Benennen Sie die form, die aus dem Scan erhalten wurde. Drücken Sie eine neue Form erstellen.
  16. Richten Sie die Formachse auf den 3 Ebenen des Raumes aus, und drücken Sie End.
  17. Wählen Sie das verarbeitete Formular aus und drücken Sie Öffnen:Die Software liefert das Gesamtvolumen des bearbeiteten Formulars an.
  18. Berechnen Sie das Volumen der verschiedenen Abschnitte, drücken Sie Volume. Verschieben Sie den oberen und unteren Rand des Abschnitts, aus dem das Volume extrahiert werden soll, und wählen Sie ihn aus.

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Representative Results

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Dies war eine Pilot-Einzelblindstudie, randomisierte kontrollierte Studie mit erwachsenen Personen. Die Kriterien für die Eingliederung waren folgende: 1) junge Erwachsene im Alter von >18 und <45; 2) Normalgewicht (Body-Mass-Index, BMI, >18 und <25 kg/m2); 3) Fehlen jeglicher Art von Hautläsion auf der oberen Gliedmaßenebene; 4) Fehlen von Trauma und/oder jede Art von Zustand in der Lage, Armstruktur und Volumen zu ändern. Die Ausschlusskriterien: 1) kardiovaskuläre Komorbiditäten; 2) Gefäßerkrankungen mit der oberen Extremität; 3) pathologische Bedingungen auf Schilddrüsen- und Nierenebene; 4) Vorhandensein von Lymphödem; 5) frühere oder aktive onkologische Bedingungen. Darüber hinaus wurde eine weitere Gruppe von Frauen, die von BCRL (Stufe II-III) betroffen waren, an die Onkologische Rehabilitationsabteilung der Abteilung für Physikalische und Rehabilitative Medizin des Universitätsklinikums in Novara verwiesen. Die Teilnehmer wurden jederzeit ordnungsgemäß über die Forschungsziele, Testverfahren, die Verarbeitung personenbezogener Daten und die Möglichkeit der Rücknahme informiert. Vor der Teilnahme an dem Experiment wurde von jedem Versuch eine schriftliche Zustimmung in Kenntnis der Sachlage eingeholt, und alle Verfahren wurden nach den Grundsätzen der Erklärung von Helsinki durchgeführt. Das Studienflussdiagramm ist in Abbildung 1dargestellt.

Dreißig gesunde Erwachsene (14 Männer und 16 Frauen, Durchschnittsalter 27,6 bis 9,8 Jahre), mit einem mittleren Body-Mass-Index (BMI) von 22,7 x 2,9 kg/m2 (Gruppe A) und 30 Brustkrebspatientinnen (mittleres Alter 57,9 bis 13,8 Jahre), mit einem mittleren BMI von 26,6 x 4,6 kg/m2,die später BCRL (Gruppe B) entwickelten, wurden von Juni 2017 bis Januar 2018 eingeschrieben. Die demografischen Merkmale der Studienpopulation sind in Tabelle 1dargestellt. Nach der Einschreibung wurden alle Patienten nach dem Zufallsprinzip von einem der beiden Lynphotherapeuten mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in Lymphödem-Störungsbehandlungen bewertet, die alle Experimente durchführten. Die Armvolumenmessungen wurden sowohl mit CM- als auch mit LS3D-Methoden durchgeführt (Abbildung 2). Jeder Prüfer führte sowohl CM- als auch LS3D-Messungen der oberen Gliedmaßen zweimal für insgesamt vier Messungen für jedes Motiv durch (der Mittelwert der beiden CM- und LS3D-Auswertungen wurde verwendet).

In Gruppe A und B wiesen sowohl CM als auch 3DLS eine hohe Reproduzierbarkeit zwischen- und intraoperatorischer Operatoren auf, wobei für beide Techniken ein Mittelr2 von 0,99(Tabelle 2, Tabelle 3) zu kurz war. Dementsprechend zeigte der Mittelwert der 3DLS-Volumenberechnungen eine starke Korrelation mit denen von CM in Gruppe A (r2 = 0,99; p < 0,0001), wie in Abbildung 3agezeigt, die durch das Bland-Altman-Diagramm bestätigt wurde, das den hohen Übereinstimmungsgrad und die Konsistenz der beiden verschiedenen Messungen zeigt (Abbildung 3b). In Gruppe B zeigte die Methode eine starke inter- und intra-operator-Korrelation mit CM (r2 = 0,99; p < 0,0001). Obwohl eine signifikante (p < 0,001) Korrelation zwischen der Interoperatorenbewertung der Gesamtkörpervolumenunterschiede vor und nach einer komplexen dekongestiven Behandlung bei beiden Techniken bei BCRL-Frauen beobachtet wurde, ist es interessant zu berichten, dass die 3DLS-Korrelation höher war als CM (r2 = 0,85 vs r2 = 0,62) (siehe Abbildung 3c für weitere Details). Schließlich war 3DLS deutlich schneller als CM, mit einer Gesamtzeit von 202 x 27 s (einschließlich Akquisition und digitaler Verarbeitung) gegenüber 293 x 17 s (p < 0,0001). Während des gesamten Studienzeitraums wurden keine CM- oder 3DLS-Techniken im Zusammenhang mit Dropouts in beiden Gruppen aufgezeichnet und der Global Perceived Effect (GPE)15 der 3DLS-Technik, die auf einer ordinalen 4-Punkt-Likert-Skala bewertet wurde, zeigte sehr gute Ergebnisse: 4,5 für die Bediener und 4,6 für die Patienten.

Gesunde Erwachsene (n=30) BCRL Frauen (n=30)
Alter (Jahre) 27,6 x 9,8 57,9 € 13,8
BMI (kg/m2) 22,7 € 2,9 26,6 x 4,6
Geschlecht (weiblich/männlich) 16/14 30/0
Grad der körperlichen Aktivität (n, %)*
nichts 6 (20.0) 7 (23.3)
niedriga 10 (3.3) 16 (53.3)
mittelb 9 (30.0) 5 (16.7)
hochc 5 (16.7) 2 (6.7)
Chirurgie (Quadrantektomie/Mastektomie) 0/0 17/13
Kontinuierliche Variablen werden als Mittel ausgedrückt: Standardabweichungen, kategoriale Variablen als Anzahlen (Prozentsätze) und Verhältnisse als x/y. Abkürzungen: BCRL: Brustkrebs-bezogenes Lymphödem; BMI = Body Mass Index.
*: Laut Weltgesundheitsorganisation. Globale Empfehlungen zur körperlichen Aktivität für die Gesundheit. Genf, Weltgesundheitsorganisation, 2010; a: <150 Minuten mäßiger Intensität (oder <75 Minuten kräftiger Intensität) aerobe körperliche Aktivität während der Woche oder eine gleichwertige Kombination von mäßiger und kräftiger Intensität; b: 150 - 300 Minuten mäßiger Intensität (oder 75-150 Minuten kräftiger Intensität) aerobe körperliche Aktivität während der Woche oder eine gleichwertige Kombination von mäßiger und kräftiger Aktivität; c: >300 Minuten mäßiger Intensität (oder >150 Minuten kräftiger Intensität) aerobe körperliche Aktivität während der Woche oder eine gleichwertige Kombination von mäßiger und kräftiger Aktivität.

Tabelle 1: Anamnestische und demographische Merkmale der Studienpopulation.

Gesunde Erwachsene (n=30)
Intra-Operator-Analyse Operatoranalyse
Operator A Operator B Operator A Operator B
1. Maß 2. Maßnahme r2 1. Maß 2. Maßnahme r2 Bedeuten Bedeuten r2
V1 (dm3) 0,14 € 0,05 0,14 € 0,05 0.99 0,14 € 0,05 0,14 € 0,05 0.99 0,14 € 0,05 0,14 € 0,05 0.99
V2 (dm3) 0,15 € 0,04 0,14 € 0,04 0.98 0,15 € 0,04 0,15 € 0,04 0.99 0,15 € 0,04 0,15 € 0,04 0.99
V3 (dm3) 0,21 x 0,05 0,21 x 0,05 0.99 0,21 x 0,05 0,21 x 0,05 0.99 0,21 x 0,05 0,21 x 0,05 0.99
V4 (dm3) 0,26 € 0,06 0,26 € 0,06 0.99 0,26 € 0,06 0,26 € 0,06 0.99 0,26 € 0,06 0,26 € 0,06 0.99
V5 (dm3) 0,27 € 0,06 0,27 € 0,06 0.99 0,27 € 0,05 0,27 € 0,05 0.99 0,27 € 0,06 0,27 € 0,05 0.99
V6 (dm3) 0,27 € 0,06 0,27 € 0,06 0.99 0,27 € 0,06 0,27 € 0,06 0.99 0,27 € 0,06 0,27 € 0,06 0.99
V7 (dm3) 0,30 x 0,09 0,30 x 0,09 0.99 0,30 x 0,09 0,30 x 0,09 0.99 0,30 x 0,09 0,30 x 0,09 0.99
V8 (dm3) 0,35 € 0,11 0,35 € 0,11 0.99 0,35 € 0,11 0,35 € 0,11 0.99 0,35 € 0,11 0,35 € 0,11 0.99
V Unterarm (dm3) 1,04 € 0,24 1,04 € 0,24 0.99 1,04 € 0,24 1,04 € 0,24 0.99 1,04 € 0,24 1,04 € 0,24 0.99
V-Arm (dm3) 0,92 € 0,26 0,92 € 0,26 0.99 0,92 € 0,26 0,92 € 0,26 0.99 0,92 € 0,26 0,92 € 0,26 0.99
V tot (dm3) 1,96 € 0,47 1,96 € 0,47 0.99 1,96 € 0,47 1,96 € 0,47 0.99 1,96 € 0,47 1,96 € 0,47 0.99
BCRL Frauen (n=30)
Intra-Operator-Analyse Operatoranalyse
Operator A Operator B Operator A Operator B
1. Maß 2. Maßnahme r2 1. Maß 2. Maßnahme r2 Bedeuten Bedeuten r2
V1 (dm3) 0,14 € 0,05 0,14 € 0,05 0.99 0,14 € 0,05 0,14 € 0,05 0.99 0,14 € 0,05 0,14 € 0,05 0.98
V2 (dm3) 0,20 x 0,08 0,20 x 0,08 0.99 0,20 x 0,08 0,20 x 0,08 0.99 0,20 x 0,08 0,20 x 0,08 0.99
V3 (dm3) 0,27 x 0,10 0,27 x 0,10 0.99 0,27 x 0,10 0,27 x 0,10 0.99 0,27 x 0,10 0,27 x 0,10 0.99
V4 (dm3) 0,34 x 0,10 0,34 x 0,10 0.99 0,34 x 0,10 0,34 x 0,10 0.99 0,34 x 0,10 0,34 x 0,10 0.99
V5 (dm3) 0,36 x 0,10 0,36 x 0,10 0.99 0,36 x 0,10 0,36 x 0,10 0.99 0,36 x 0,10 0,36 x 0,10 0.99
V6 (dm3) 0,38 bei 0,11 0,38 bei 0,11 0.99 0,38 bei 0,11 0,38 bei 0,11 0.99 0,38 bei 0,11 0,38 bei 0,11 0.98
V7 (dm3) 0,44 € 0,12 0,44 € 0,12 0.99 0,44 € 0,12 0,44 € 0,12 0.99 0,44 € 0,12 0,44 € 0,12 0.99
V8 (dm3) 0,48 € 0,15 0,48 € 0,15 0.99 0,48 € 0,16 0,48 € 0,16 0.99 0,48 € 0,16 0,48 € 0,16 0.99
V Unterarm (dm3) 1,30 x 0,41 1,30 x 0,41 0.99 1,31 x 0,41 1,31 x 0,41 0.99 1,31 x 0,41 1,31 x 0,41 0.99
V-Arm (dm3) 1,29 € 0,38 1,29 € 0,38 0.99 1,30 x 0,38 1,30 x 0,38 0.99 1,30 x 0,38 1,30 x 0,38 0.99
V tot (dm3) 2,60 x 0,77 2,60 x 0,77 0.99 2,61 bis 0,76 2,61 bis 0,76 0.99 2,61 bis 0,76 2,61 bis 0,76 0.99
Die Daten werden als Mittel ausgedrückt, um Standardabweichungen zu verwenden. Abkürzungen: CM: Circumferential-Methode; BCRL: Brustkrebs-bedingtes Lymphödem; r2: Pearson sr 2; V: Volumen.

Tabelle 2: Intra- und Interoperatoranalyse der Umhrüsenmethode bei gesunden Erwachsenen und BCRL-Frauen.

Gesunde Erwachsene (n=30)
Intra-Operator-Analyse Operatoranalyse
Operator A Operator B Operator A Operator B
1. Maß 2. Maßnahme r2 1. Maß 2. Maßnahme r2 Bedeuten Bedeuten r2
V1 (dm3) 0,13 € 0,05 0,13 € 0,05 0.99 0,14 € 0,06 0,14 € 0,06 0.99 0,13 € 0,05 0,14 € 0,06 0.99
V2 (dm3) 0,16 € 0,04 0,16 € 0,04 0.99 0,16 € 0,04 0,16 € 0,05 0.99 0,16 € 0,04 0,16 € 0,04 0.99
V3 (dm3) 0,21 x 0,05 0,20 x 0,05 0.99 0,21 € 0,06 0,22 € 0,06 0.99 0,21 x 0,05 0,21 € 0,06 0.99
V4 (dm3) 0,25 € 0,06 0,25 € 0,06 0.99 0,25 € 0,06 0,25 € 0,06 0.99 0,25 € 0,06 0,25 € 0,06 0.99
V5 (dm3) 0,26 € 0,05 0,26 € 0,05 0.99 0,26 € 0,06 0,26 € 0,06 0.99 0,26 € 0,05 0,26 € 0,06 0.99
V6 (dm3) 0,27 € 0,07 0,27 € 0,07 0.99 0,27 € 0,07 0,27 € 0,07 0.99 0,27 € 0,07 0,27 € 0,07 0.99
V7 (dm3) 0,30 x 0,09 0,30 x 0,09 0.99 0,30 x 0,09 0,31 € 0,09 0.99 0,30 x 0,09 0,30 x 0,09 0.99
V8 (dm3) 0,33 € 0,10 0,32 bei 0,10 0.99 0,33 € 0,10 0,33 € 0,10 0.99 0,33 € 0,10 0,33 € 0,10 0.99
V Unterarm (dm3) 1,02 € 0,25 1,02 € 0,25 0.99 1,02 € 0,25 1,02 € 0,25 0.99 1,02 € 0,25 1,02 € 0,25 0.99
V-Arm (dm3) 0,89 bei 0,26 0,89 bei 0,26 0.99 0,90 € 0,26 0,90 € 0,26 0.99 0,89 bei 0,26 0,90 € 0,26 0.99
V tot (dm3) 1,91 x 0,48 1,91 x 0,48 0.99 1,91 x 0,49 1,91 x 0,49 0.99 1,91 x 0,48 1,91 x 0,49 0.99
BCRL Frauen (n=30)
Intra-Operator-Analyse Operatoranalyse
Operator A Operator B Operator A Operator B
1. Maß 2. Maßnahme r2 1. Maß 2. Maßnahme r2 Bedeuten Bedeuten r2
V1 (dm3) 0,08 € 0,06 0,08 € 0,06 0.99 0,08 € 0,06 0,08 € 0,06 0.99 0,08 € 0,06 0,08 € 0,06 0.99
V2 (dm3) 0,20 x 0,09 0,20 x 0,09 0.99 0,20 x 0,09 0,20 x 0,09 0.99 0,20 x 0,09 0,20 x 0,09 0.99
V3 (dm3) 0,28 x 0,10 0,28 x 0,10 0.99 0,28 x 0,10 0,28 x 0,10 0.99 0,28 x 0,10 0,28 x 0,10 0.99
V4 (dm3) 0,34 € 0,11 0,34 € 0,11 0.99 0,34 € 0,11 0,34 € 0,11 0.99 0,34 € 0,11 0,34 € 0,11 0.99
V5 (dm3) 0,35 x 0,10 0,35 x 0,10 0.99 0,35 x 0,10 0,35 x 0,10 0.99 0,35 x 0,10 0,35 x 0,10 0.99
V6 (dm3) 0,37 € 0,11 0,37 € 0,11 0.99 0,37 € 0,11 0,37 € 0,11 0.99 0,37 € 0,11 0,37 € 0,11 0.98
V7 (dm3) 0,43 € 0,12 0,43 € 0,12 0.99 0,43 € 0,12 0,43 € 0,12 0.99 0,43 € 0,12 0,43 € 0,12 0.99
V8 (dm3) 0,46 € 0,15 0,46 € 0,15 0.99 0,46 € 0,15 0,46 € 0,15 0.99 0,46 € 0,15 0,46 € 0,15 0.99
V Unterarm (dm3) 1,31 x 0,45 1,31 x 0,45 0.99 1,32 € 0,45 1,32 € 0,45 0.99 1,32 € 0,45 1,32 € 0,45 0.99
V-Arm (dm3) 1,26 x 0,37 1,26 x 0,37 0.99 1,27 € 0,37 1,27 € 0,37 0.99 1,27 € 0,37 1,27 € 0,37 0.99
V tot (dm3) 2,58 x 0,79 2,58 x 0,79 0.99 2,59 € 0,79 2,59 € 0,79 0.99 2,59 € 0,79 2,59 € 0,79 0.99
Die Daten werden als Mittel ausgedrückt, um Standardabweichungen zu verwenden. Abkürzungen: LS3D dreidimensionales Laserscanning; BCRL: Brustkrebs-bedingtes Lymphödem; r2: Pearson sr 2; V: Volumen.

Tabelle 3: Intra- und Interoperatoranalyse von Laserscanning 3D bei gesunden Erwachsenen und BCRL-Frauen.

Figure 1
Abbildung 1: Studienflussdiagramm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: Dreidimensionales Laserscannen der oberen Extremität in BCRL. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3: Vergleichende Analysen zwischen dem Laserscanning 3D und der Umfangsmethode. (a) Korrelation zwischen Laserscanning 3D und Umfangsmethode; (b) Bland-Altman-Plot, das den Grad der Übereinstimmung und die Konsistenz der verschiedenen Messungen zeigt; (c) Korrelation zwischen der Inter-Rater-Operator-Analyse in Bezug auf die Gesamtvolumenunterschiede vor und nach der rehabilitativen Behandlung sowohl der Umfangsmethode als auch der Laserscanning-3D bei Brustkrebs-Patienten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Discussion

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Die Verwendung eines genauen und zuverlässigen Instruments für die Messung des Gliedmaßenvolumens ist bei Brustkrebsüberlebenden obligatorisch, da eine frühe Diagnose von BCRL mit verbesserten Ergebnissen zusammenhängt. Darüber hinaus sollten bei der Identifizierung von Personen mit hohem Risiko nicht nur klinische und chirurgische Daten, sondern auch tumorspezifische pathologische Merkmale berücksichtigt werden. Diese Studie zeigt die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit eines neuen tragbaren 3DLS-Geräts bei der Messung des oberen Gliedmaßenvolumens sowohl bei gesunden Probanden als auch bei BCRL-Frauen mit hochriskanten Merkmalen. Diese Methode ist sicher, schmerzlos, kostengünstig und kann in den meisten Einrichtungen in großen Kohorten von Patienten durchgeführt werden.

Der Zweck eines 3D-Scanners besteht darin, eine Punktwolke geometrischer Formen auf der Oberfläche des Motivs zu erstellen, die das 3D-Modell darstellen. Insbesondere verwendet die 3DLS-Technologie einen Triangulationsmechanismus, der einen Laserpunkt in ein Objekt projiziert (in diesem Fall die obere Extremität), dann misst der Sensor den Abstand zur Oberfläche des Objekts. Dieses neue standardisierte Augmented-Reality-basierte Protokoll zeigt, dass 3DLS eine vielversprechende Technik für die schnelle Volumenmessung ist, nicht nur in sanitären Umgebungen. Die Ergebnisse, die sowohl bei gesunden Probanden als auch bei BCRL-Patienten erzielt wurden, sind faszinierend, wenn man die relative Schnelligkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit dieses Geräts betrachtet. Einer der wichtigsten kritischen Punkte dieses Protokolls bezieht sich auf das 3DLS-Erfassungsverfahren, das zu unvollständigen/falschen Bildern oder Fehlern bei der Quantifizierung der oberen Gliedmaßenvolumen führen kann. Um diese Unannehmlichkeiten zu überwinden, wird die Erfassung in einem Raum mit reichlich Freiraum empfohlen, sowie den Patienten zu bitten, mit der oberen Extremität vor der gesamten Scandauer anderisch um 90° angehoben zu bleiben, um Ungenauigkeiten in der volumetrischen Detektion zu vermeiden. Darüber hinaus wird empfohlen, die 3DLS aus allen Ansichten mehrmals um die Extremität zu drehen, um bessere Volumenerfassungen zu erzielen und die Qualität des aufgenommenen Bildes zu optimieren. Die Erfassung sollte erst beendet werden, wenn das gesamte volumetrische Bild der oberen Extremität erworben wurde und die mittlere Erfassungszeit etwa 30 s beträgt. Trotz dieser potenziellen Nachteile im Zusammenhang mit dem Erfassungsverfahren deuten diese Daten über fehlgeschlagene Volumenmessversuche jedoch auf eine relativ schnelle Lernkurve des 3DLS-Struktursensors hin, die zumindest mit CM vergleichbar ist. Zusammengenommen lassen all diese Punkte wichtige Auswirkungen auf die Implementierung tragbarer 3DLS-Techniken in verschiedenen realen klinischen Umgebungen (d. h. ambulante oder häusliche Pflege) und auf die mögliche Senkung der Gesundheitskosten sowohl in Bezug auf Personal- als auch Verfahrenskosten auf sich. Daher könnte die Implementierung von Struktursensoren sowohl im diagnostischen als auch im therapeutischen Umfeld erhebliche klinische Auswirkungen auf das Lymphödemmanagement und die Rehabilitation haben, was die wichtige Rolle von Augmented Reality-Technologien in der klinischen BcRL-Arbeit bestätigt, wo zuverlässige Screening-, Diagnose- und Follow-up-Tools erforderlich sind, um das Ziel der Präzisionsmedizin zu erreichen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dieses Protokoll wesentliche Verbesserungen in der Arbeit von BCRL nur für ausgewählte Gruppen von BCRL-Patienten bietet, insbesondere bei der Festlegung einer ersten Bewertung. Daher kommen viele Patienten mit Lymphödem leider in ein Behandlungszentrum mit signifikanten Schwellungen und oft mit komorbiden Erkrankungen wie Fettleibigkeit. Darüber hinaus ist zu beachten, dass das 3D-Scannen immer nach dem CM durchgeführt wurde. Der Unterschied in der Erfassungszeit kann eine Lernkurve widerspiegeln. Eine weitere Einschränkung dieser Studie wird durch die Randomisierung der Kontrollgruppe dargestellt, bei der kein Abgleich für das Alter der Patienten vorgenommen wurde. Andererseits sollte diese Pilotstudie als Eindsendeprinzip betrachtet werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Paradigmenwechsel bei Derinitier-Hilfe-Tools bei N>1-Brustkrebspatientinnen in Verbindung mit einer tumorbasierten Risikoschichtung einen Schritt in Richtung Präzisionsmedizin im klinischen BCRL-Management darstellen würde.

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Disclosures

nichts.

Acknowledgments

nichts.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Structure sensor + Captevia V3.1 Rodin4D, Rodin SAS Three dimensional laser scanner

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References

  1. Michelotti, A., et al. Tackling the diversity of breast cancer related lymphedema: Perspectives on diagnosis, risk assessment, and clinical management. Breast. 44, 15-23 (2018).
  2. Noguchi, M., Yokoi, M., Nakano, Y., Ohno, Y., Kosaka, T. Axillary reverse mapping in breast cancer. Radioisotopes - Applications in Bio-Medical Science. Singh, N. InTech Publisher. Rijeka, Croatia. (2011).
  3. Wilke, L. G., et al. Surgical complications associated with sentinel lymph node biopsy: results from a prospective international cooperative group trial. Annals of Surgical Oncology. 13, (4), 491-500 (2006).
  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).
  6. Invernizzi, M., et al. Lymphovascular invasion and extranodal tumour extension are risk indicators of breast cancer related lymphoedema: an observational retrospective study with long-term follow-up. BMC Cancer. 18, (1), 935 (2018).
  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).
  8. Kilbreath, S. L., et al. Risk factors for lymphoedema in women with breast cancer: A large prospective cohort. Breast. 28, 29-36 (2016).
  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).
  10. Deltombe, T., et al. Reliability and limits of agreement of circumferential, water displacement, and optoelectronic volumetry in the measurement of upper limb lymphedema. Lymphology. 40, (1), 26-34 (2007).
  11. Tewari, N., Gill, P. G., Bochner, M. A., Kollias, J. Comparison of volume displacement versus circumferential arm measurements for lymphoedema: implications for the SNAC trial. ANZ Journal of Surgery. 78, (10), 889-893 (2008).
  12. Cau, N., et al. Comparative study between circumferential method and laser scanner 3D method for the evaluation of arm volume in healthy subjects. Journal of Vascular Surgery: Venous and Lymphatic Disorders. 4, (1), 64-72 (2016).
  13. Hameeteman, M., Verhulst, A. C., Vreeken, R. D., Maal, T. J., Ulrich, D. J. 3D stereophotogrammetry in upper-extremity lymphedema: An accurate diagnostic method. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 69, (2), 241-247 (2016).
  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).
Integration von Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphödem Prognostication and Diagnosis
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Invernizzi, M., Runza, L., De Sire, A., Lippi, L., Blundo, C., Gambini, D., Boldorini, R., Ferrero, S., Fusco, N. Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis. J. Vis. Exp. (156), e60093, doi:10.3791/60093 (2020).More

Invernizzi, M., Runza, L., De Sire, A., Lippi, L., Blundo, C., Gambini, D., Boldorini, R., Ferrero, S., Fusco, N. Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis. J. Vis. Exp. (156), e60093, doi:10.3791/60093 (2020).

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