Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Integrera Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymfödem Prognostication and Diagnosis

doi: 10.3791/60093 Published: February 6, 2020

Summary

Bröstcancer relaterade lymfödem är vanligt i bröstcancer överlevande, men det finns inte allmänt använda riktlinjer för sin diagnos och kvantifiering. Här introducerar vi ett tillförlitligt och kostnadseffektivt protokoll för att definiera, kvantifiera och jämföra övre delen volym hos bröstcancerpatienter.

Abstract

Bröstcancer relaterade lymfödem (BCRL) är ett skadligt tillstånd som kännetecknas av vätskeansamling i överdelen hos bröstcancerpatienter utsätts för axillary kirurgi och / eller strålning. Dess etiologi är multifaktoriell och inkluderar även tumörspecifika patologiska funktioner, såsom lymfakulär invasion (LVI) och extranodal förlängning (ENE). Hittills finns inga allmänt använda riktlinjer för tidig diagnos av BCRL tillgängliga. Här illustrerar vi ett protokoll för en digitalt assisterad BCRL-bedömning med hjälp av en 3D-laserskanner (3DLS) och en tablet-dator. Det har optimerats specifikt i en upptäckt kohort av hög risk bröstcancerpatienter. Denna studie ger en proof-of-princip som förstärkt verklighet verktyg, såsom 3DLS, kan införlivas i den kliniska workup av BCRL för att möjliggöra en exakt, reproducerbar, tillförlitlig och billig diagnos.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bröstcancer relaterade lymfödem (BCRL) är vätskeretention i den övre änden som uppstår efter axillary kirurgi och / eller strålbehandling i cirka 20-80% av bröstcancerpatienter med lymfkörteln metastaser (N & gt;1)1,2,3. Detta tillstånd resulterar i svullnad i lemmen med efterföljande minskad funktionalitet, ökad risk för komorbiditeter, frustration, ångest, och depression4,5. BCRL anses för närvarande vara ett långvarigt hot mot bröstcancer överlevande med tanke på att det kan uppstå upp till 9 år efter operation6.

BCRL patogenes är ett ämne för livlig debatt bland bröstcancer specialister. Därför har flera studier visat att det kan relateras inte bara till axillary interventioner utan också till systemiska behandlingar, såsom taxanes-baserade kemoterapi och anti-HER2 terapi7,8. Dessutom finns det nya rader av bevis som tyder på att tumör-specifika patologiska egenskaper är inblandade i dess patogenes1,6,7. Av denna anledning har invasionen av lymfkärlsutrymmen i tumörens periferi av neoplastiska celler (lymfkärlsinvasion, LVI) och förlängningen av metastaseringen bortom lymfkörteln (extra-nodalförlängning, ENE) föreslagits som en kompletterande analys för BCRL riskstratifiering6,7.

Trots de nya insikterna i BCRL biologi, arm volymmätning en hörnsten fas i diagnos och uppföljning av dessa patienter9. För denna uppgift finns det dock inte allmänt antagna riktlinjer. Mätningen av flera omkrets över armen har traditionellt använts för att uppskatta dess totala volym med hjälp av den trunkerade konformeln10. Trots sin tillförlitlighet saknar dock denna omkretsmetod (CM) känslighet och reproducerbarhet, särskilt när det gäller oegentligheter i armform11. Nyligen har augmented reality-metoder, såsom tredimensionell laserscanner (3DLS), framträtt som lovande verktyg för mätning av den övre delen volym12. Denna teknik är billig, användarvänlig, reproducerbar, och extremt exakt även i närvaro av gibbousness och svullnad12,13.

Syftet med denna studie var att bedöma tillförlitligheten hos 3DLS i jämförelse med den omkretsmetod för BCRL diagnos och kvantifiering. Här är ett protokoll detaljeradför realtid mätningar av övre delen volym med hjälp av 3DLS hos bröstcancerpatienter med ökad risk för BCRL.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Denna studie godkändes av de institutionella granskningsnämnderna från författarnas institutioner. Detta protokoll gäller nod-positiva (dvs. N>1 enligt TNM-mellanlagringssystemet)14 bröstcancer som visar LVI och/eller ENE.

1. Realtid arm mätningar

  1. Installera det kostnadsfria nedladdningsbara programmet (t.ex. Captevia) på en tablet-dator.
  2. Ta en markör av den högsta kontrasten färg jämfört med patientens hud (t.ex. vit, svart).
    1. Markera huden på den övre delen som ska analyseras med hjälp av punkt-landmärken på 5 cm från handleden till armbågen, och från armbåge n att proximala del av armen. Rita omkretsen på huden i den övre delen som ska analyseras på nivån för varje landmärke.
  3. Placera patienten i upprätt läge i ett rum med tillräckligt utrymme för att flytta runt henne / honom. Höj patientens övre extremitet en teriorly med 90°. Be patienten att stanna kvar i denna position för alla skanningstid.
    OBS: Vid patientens svårigheter att behålla denna position kan ett stöd på handnivå (t.ex. en pinne) användas.
  4. Haka och länka 3DLS-enheten till surfplattan.
  5. Öppna programmet från tabletten och ange autentiseringsuppgifterna för det ämne som ska undersökas i patientdatabasen.
    1. Klicka på Anslutning och sedan + för att ange en ny patient. Ange patientens namn och efternamn tillsammans med andra förinställda anamnestic variabler (såsom födelsedatum, längd, vikt, etc.) och andra som önskas i det särskilda utrymmet.
  6. Klicka på 3D-ikonen. Välj det område som ska undersökas genom att modulera avståndet och storleken på kuben som visas på skärmen med 2 fingrar på pekskärmen
  7. Klicka på Skanna och starta den tredimensionella skanningen inramning av den övre delen av patienten på alla plan i utrymmet. Rotera runt lemmen från alla vyer många gånger för att optimera kvaliteten på den förvärvade bilden.
    OBS: Ett bra förvärv tar i genomsnitt 30 sekunder. Avvik inte mer än en meter från lem som skall undersökas. Flytta inte tabletten för snabbt.
  8. När förvärvet är klart trycker du på Klar. Om det behövs, revidera formuläret för att bedöma eventuella förvärvsfel eller saknad del.
  9. Välj förvärvet och tryck på ikonen längst ned till höger på skärmen för att skicka filen. Ange ett e-postmeddelande för att skicka filen till och klicka på Skicka.
  10. Starta datorn och ladda ner datafilen som skickas via e-post. Sätt sedan in USB-nyckeln med programvarulicensen, dubbelklicka på programikonen, bekräfta den valda licenstypen och öppna datafilen.
  11. Visa genomsökningen och tryck på Skapa ny patient. Namnge patientens fil, välj målet för att spara filen och tryck på Spara.
  12. Välj Arkiv i det övre vänstra hörnet. Markera patientens fil som tidigare nämnts.
  13. Markera genomsökningen och tryck på Utdrag för att extrahera skanningen. Välj den extraherade genomsökningen och tryck på Rengöring.
  14. Markera bilden. Rengör formen genom att orientera den i utrymmet (x, y och z-axeln). Klipp av alla segment som ingår i skanningen på de olika axlarna (x, y och z). Det kommer också att vara möjligt att se alla hudmärken som ingår i skanningen för att mer exakt skära skanningen. Validera snittsiffran.
  15. Namnge formen som erhålls från genomsökningen. Tryck på Skapa en ny form.
  16. Orientera formaxeln på utrymmets 3 plan och tryck på Slut.
  17. Välj det bearbetade formuläret och tryck på Öppna:programvaran ger den totala volymen av det bearbetade formuläret.
  18. Beräkna volymen för olika avsnitt, tryck på Volym. Flytta och markera den övre och nedre marginalen för det avsnitt som volymen kan extraheras från.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Detta var en pilot enblind, randomiserad kontrollerad studie med vuxna individer. Inkluderingskriterierna var följande: 1) unga vuxna i åldern >18 år och <45 år; 2) normalvikt (Body Mass Index, BMI, >18 och <25 kg/m2); 3) frånvaro av någon form av hudlesion på övre extremitetsnivå; 4) avsaknad av trauma och/eller någon form av tillstånd som kan ändra armstruktur och volym. Uteslutningskriterierna: 1) kardiovaskulär avislighet; 2) Kärlsjukdomar som involverar den övre delen; 3) patologiska tillstånd vid sköldkörtel- och njurnivå; 4) Förekomst av lymfödem; 5) tidigare eller aktiva onkologiska förhållanden. Dessutom hänvisade ytterligare en grupp kvinnor som drabbats av BCRL (steg II-III) till den onkologiska rehabiliteringsenheten vid institutionen för fysisk och rehabiliterande medicin vid Universitetssjukhuset i Novara har skrivits in för en preliminär analys. Deltagarna informerades på ett korrekt sätt om syftet med forskningen, testförfarandena, behandlingen av personuppgifter och möjligheten att återkallas när som helst. Skriftligt informerat samtycke erhölls från varje ämne innan de deltog i experimentet och alla förfaranden genomfördes i enlighet med principerna i Helsingforsdeklarationen. Studieflödesschemat finns representerat i figur 1.

Trettio friska vuxna (14 män och 16 honor, medelålder 27,6 ± 9,8 år), med ett genomsnittligt BMI (BMI) på 22,7 ± 2,9 kg/m2 (grupp A) och 30 patienter med bröstcancer (medelålder 57,9 ± 13,8 år), med ett genomsnittligt BMI på 26,6 ± 4,6 kg/m2, som senare utvecklade BCRL (grupp B) rekryterades från juni 2017 till januari 2018. De demografiska egenskaperna hos studiepopulationen visas i tabell 1. Efter inskrivningen utvärderades alla patienter slumpmässigt av en av de två lynfoterapeuterna med mer än 20 års erfarenhet av lymfödems sjukdomsbehandlingar som utförde alla experiment. Armvolymmätningar utfördes med både CM- och LS3D-metoder (figur 2). Varje examinator utförde både CM och LS3D övre delen mätning två gånger för totalt fyra mätningar för varje ämne (medelvärdet av de två CM och LS3D utvärderingar användes).

I grupp A och B uppvisade både CM och 3DLS höga nivåer av reproducerbarhet mellan och inom operatören, med medelvärdetr 2 av 0,99 för båda teknikerna(tabell 2, tabell 3). Följaktligen visade medelvärdet av 3DLS volymberäkningar ett starkt samband med dem från CM i grupp A (r2 = 0,99; p < 0,0001), vilket framgår av diagram 3a, som bekräftades av Bland-Altman-tomten som visar den höga nivån av avtal och konsekvensen i de två olika mätningarna(figur 3b). I grupp B visade metoden ett starkt samband mellan och inom operatören med CM (r2 = 0,99; p < 0,0001). Även om det observerades en betydande (p < 0,001) korrelation mellan inter-operator bedömning av totala lem volymer skillnader före och efter komplexa avsvällande behandling för båda teknikerna i BCRL kvinnor, är det intressant att rapportera att 3DLS korrelation var högre än CM (r2 = 0,85 vs r2 = 0,62) (se figur 3c för ytterligare detaljer). Slutligen var 3DLS betydligt snabbare än CM, med en total tid på 202 ± 27 s (inklusive förvärv och digital bearbetning) jämfört med 293 ± 17 s (p < 0,0001). Under hela studieperioden registrerades inga CM- eller 3DLS-tekniker relaterade avhopp i båda grupperna och den globala upplevda effekten (GPE)15 av 3DLS-tekniken som betygsatts på en ordinerad 4-punkts Likert-skala visade mycket goda resultat: 4,5 för operatörerna och 4,6 för patienterna.

Friska vuxna (n=30) BCRL kvinnor (n=30)
Ålder (år) 27,6 ± 9,8 57,9 ± 13,8
BMI (kg/m2) 22,7 ± 2,9 26,6 ± 4,6
Sex (kvinna/man) 16/14 30/0
Fysisk aktivitet (n, %)*
Ingen 6 (20.0) 7 (23.3)
lågen 10 (3.3) 16 (53.3)
mediumb 9 (30.0) 5 (16.7)
högc 5 (16.7) 2 (6.7)
Kirurgi (quadrantectomy/mastektomi) 0/0 17/13
Kontinuerliga variabler uttrycks på medel ± standardavvikelser, kategoriska variabler som räknas (procentsatser) och förhållanden som x/y. Förkortningar: BCRL: bröstcancerrelaterad lymfödem; BMI = Body Mass Index.
*: Enligt Världshälsoorganisationen. Globala rekommendationer om fysisk aktivitet för hälsa. Genève, Världshälsoorganisationen, 2010; a: <150 minuter av måttlig intensitet (eller <75 minuter av kraftig intensitet) aerob fysisk aktivitet under hela veckan eller en motsvarande kombination av måttlig- och kraftig intensitet aktivitet; b: 150 - 300 minuter av måttlig intensitet (eller 75-150 minuters kraftig intensitet) aerob fysisk aktivitet under hela veckan eller en motsvarande kombination av måttlig- och kraftig intensitetsaktivitet; c: >300 minuter av måttlig intensitet (eller >150 minuters kraftig intensitet) aerob fysisk aktivitet under hela veckan eller en motsvarande kombination av måttlig- och kraftig intensitetaktivitet.

Tabell 1: Anamnestic och demografiska egenskaper hos studiebefolkningen.

Friska vuxna (n=30)
Analys inom operatören Analys mellan operatörer
Operatör A Operatör B Operatör A Operatör B
1st åtgärd 2:a åtgärd r2 1st åtgärd 2:a åtgärd r2 Menar Menar 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 ± 0,05 0,21 ± 0,05 0.99 0,21 ± 0,05 0,21 ± 0,05 0.99 0,21 ± 0,05 0,21 ± 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 ± 0,09 0,30 ± 0,09 0.99 0,30 ± 0,09 0,30 ± 0,09 0.99 0,30 ± 0,09 0,30 ± 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 underarm (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 kvinnor (n=30)
Analys inom operatören Analys mellan operatörer
Operatör A Operatör B Operatör A Operatör B
1st åtgärd 2:a åtgärd r2 1st åtgärd 2:a åtgärd r2 Menar Menar 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 ± 0,08 0,20 ± 0,08 0.99 0,20 ± 0,08 0,20 ± 0,08 0.99 0,20 ± 0,08 0,20 ± 0,08 0.99
V3 (dm3) 0,27 ± 0,10 0,27 ± 0,10 0.99 0,27 ± 0,10 0,27 ± 0,10 0.99 0,27 ± 0,10 0,27 ± 0,10 0.99
V4 (dm3) 0,34 ± 0,10 0,34 ± 0,10 0.99 0,34 ± 0,10 0,34 ± 0,10 0.99 0,34 ± 0,10 0,34 ± 0,10 0.99
V5 (dm3) 0,36 ± 0,10 0,36 ± 0,10 0.99 0,36 ± 0,10 0,36 ± 0,10 0.99 0,36 ± 0,10 0,36 ± 0,10 0.99
V6 (dm3) 0,38 ± 0,11 0,38 ± 0,11 0.99 0,38 ± 0,11 0,38 ± 0,11 0.99 0,38 ± 0,11 0,38 ± 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 underarm (dm3) 1,30 ± 0,41 1,30 ± 0,41 0.99 1,31 ± 0,41 1,31 ± 0,41 0.99 1,31 ± 0,41 1,31 ± 0,41 0.99
V arm (dm3) 1.29 ± 0,38 1.29 ± 0,38 0.99 1,30 ± 0,38 1,30 ± 0,38 0.99 1,30 ± 0,38 1,30 ± 0,38 0.99
V tot (dm3) 2,60 ± 0,77 2,60 ± 0,77 0.99 2,61 ± 0,76 2,61 ± 0,76 0.99 2,61 ± 0,76 2,61 ± 0,76 0.99
Uppgifterna uttrycks på ett sätt ± standardavvikelser. Förkortningar: CM: omkretsmetod; BCRL: bröstcancer relaterade lymfödem; r2: Pearsons r2; V: volym.

Tabell 2: Analys av circumferentialmetod inom och mellan operatörer hos friska vuxna och BCRL-kvinnor.

Friska vuxna (n=30)
Analys inom operatören Analys mellan operatörer
Operatör A Operatör B Operatör A Operatör B
1st åtgärd 2:a åtgärd r2 1st åtgärd 2:a åtgärd r2 Menar Menar 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 ± 0,05 0,20 ± 0,05 0.99 0,21 ± 0,06 0,22 ± 0,06 0.99 0,21 ± 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 ± 0,09 0,30 ± 0,09 0.99 0,30 ± 0,09 0,31 ± 0,09 0.99 0,30 ± 0,09 0,30 ± 0,09 0.99
V8 (dm3) 0,33 ± 0,10 0,32 ± 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 underarm (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 ± 0,26 0,89 ± 0,26 0.99 0,90 ± 0,26 0,90 ± 0,26 0.99 0,89 ± 0,26 0,90 ± 0,26 0.99
V tot (dm3) 1,91 ± 0,48 1,91 ± 0,48 0.99 1,91 ± 0,49 1,91 ± 0,49 0.99 1,91 ± 0,48 1,91 ± 0,49 0.99
BCRL kvinnor (n=30)
Analys inom operatören Analys mellan operatörer
Operatör A Operatör B Operatör A Operatör B
1st åtgärd 2:a åtgärd r2 1st åtgärd 2:a åtgärd r2 Menar Menar 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 ± 0,09 0,20 ± 0,09 0.99 0,20 ± 0,09 0,20 ± 0,09 0.99 0,20 ± 0,09 0,20 ± 0,09 0.99
V3 (dm3) 0,28 ± 0,10 0,28 ± 0,10 0.99 0,28 ± 0,10 0,28 ± 0,10 0.99 0,28 ± 0,10 0,28 ± 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 ± 0,10 0,35 ± 0,10 0.99 0,35 ± 0,10 0,35 ± 0,10 0.99 0,35 ± 0,10 0,35 ± 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 underarm (dm3) 1,31 ± 0,45 1,31 ± 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 ± 0,37 1,26 ± 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 ± 0,79 2,58 ± 0,79 0.99 2,59 ± 0,79 2,59 ± 0,79 0.99 2,59 ± 0,79 2,59 ± 0,79 0.99
Uppgifterna uttrycks på ett sätt ± standardavvikelser. Förkortningar: LS3D tredimensionell laserskanning; BCRL: bröstcancer relaterade lymfödem; r2: Pearsons r2; V: volym.

Tabell 3: Intra- och interoperatörsanalys av laserscanning 3D hos friska vuxna och BCRL-kvinnor.

Figure 1
Bild 1: Studieflödesdiagram. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Tredimensionell laserskanning av den övre extremiteten i BCRL. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Jämförande analyser mellan laserscanning 3D och omkretsmetod. a)Korrelation mellan 3D-laserskanning och omkretsmetod. b)Antägande-Altman-område som visar graden av överenskommelse och konsekvensen i den olika mätningen. c)Korrelation mellan den inter-rater operatöranalys i termer av totala skillnader i extremitetsvolym före och efter rehabiliterande behandling av både omkretsmetod och laserscanning 3D hos bröstcancerrelaterade lymfödem patienter. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Användningen av ett korrekt och tillförlitligt verktyg för lem volymmätning är obligatorisk i bröstcancer överlevande, med tanke på att en tidig diagnos av BCRL är relaterad till förbättrade resultat. Dessutom bör identifiering av högriskindivider överväga inte bara kliniska och kirurgiska data utan även tumörspecifika patologiska funktioner. Denna studie visar reproducerbarhet och tillförlitlighet hos en ny bärbar 3DLS-enhet i övre delen volymmätning både hos friska försökspersoner och i en BCRL kvinnor med hög risk funktioner. Denna metod är säker, smärtfri, kostnadseffektiv och kan utföras i de flesta institutioner i stora kohorter av patienter.

Syftet med en 3D-skanner är att skapa ett punktmoln av geometriska former på motivets yta, som representerar 3D-modellen. I synnerhet använder 3DLS-tekniken en trianguleringmekanism som projicerar en laserpunkt i ett objekt (i detta fall den övre extremiteten), mäter sensorn avståndet till objektets yta. Detta nya standardiserade augmented reality-baserade protokoll visar att 3DLS är en lovande teknik för snabb volymmätning, inte bara i sanitära inställningar. Resultat som erhållits i både friska försökspersoner och BCRL patienter är spännande med tanke på den relativa snabbhet, noggrannhet och reproducerbarhet av denna enhet. En av de viktigaste kritiska punkterna i detta protokoll är relaterad till 3DLS förvärvsförfarandet som kan leda till ofullständiga / felaktiga bilder eller fel i övre delen volymer kvantifiering. För att övervinna denna olägenhet rekommenderas förvärvet i ett rum med gott om lediga utrymmen, samt att be patienten att förbli stilla med den övre delen främre upp med 90° för alla skanningstid för att undvika felaktigheter i den volymetriska detektionen. För att få bättre volymförvärv och optimera kvaliteten på den förvärvade bilden rekommenderas dessutom att rotera 3DLS runt lemmen från alla vyer många gånger. Förvärvet bör upphöra först när hela volymetrisk bild av överdelen har förvärvats och den genomsnittliga förvärvstiden är ca 30 s. Trots dessa potentiella nackdelar med anknytning till förvärvsförfarandet tyder dock dessa uppgifter om misslyckade volymåtgärdsförsök på en relativt snabb inlärningskurva för 3DLS-struktursensor, åtminstone jämförbar med CM. Sammantaget tyder alla dessa punkter på viktiga konsekvenser för genomförandet av bärbara 3DLS-tekniker i olika verkliga kliniska miljöer (dvs. öppenvård eller hemvård) och för en potentiell minskning av hygienkostnaderna för hälsa när det gäller både personal- och procedurer. Därför kan struktursensorimplementering i både diagnostisk och terapeutisk miljö få betydande kliniska konsekvenser för lymfödems hantering och rehabilitering som bekräftar kapitalrollen för augmented reality-teknik i BCRL:s kliniska workup, där tillförlitliga screening-, diagnostik- och uppföljningsverktyg behövs för att uppnå målet med precisionsmedicin. Det är dock viktigt att notera att detta protokoll ger betydande förbättringar i arbetet med BCRL endast för utvalda grupper av BCRL-patienter, särskilt vid fastställandet av en första bedömning. Därför anländer många patienter med lymfödem tyvärr till ett behandlingshem med betydande nivåer av svullnad och ofta med komorbida tillstånd som fetma. Dessutom måste det noteras att 3D-skanningen alltid utfördes efter CM. Skillnaden i förvärvstid kan återspegla en inlärningskurva. En annan begränsning av denna studie representeras av randomiseringen av kontrollgruppen, där ingen matchning för patienternas ålder gjordes. Å andra sidan bör denna pilotstudie betraktas som ett principbevis.

Sammanfattningsvis skulle paradigmskiftet att använda augmented reality-verktyg i N>1 bröstcancerpatienter, tillsammans med en tumörbaserad riskstratifiering ett steg mot precisionsmedicin i BCRL klinisk förvaltning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ingen.

Acknowledgments

Ingen.

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).
Integrera Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymfödem Prognostication and Diagnosis
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter