Улучшенная коммуникация краев опухоли с помощью 3D-сканирования и картирования
Summary
Предложен новый метод 3D-сканирования и виртуального картирования резекций рака с целью улучшения коммуникации между многопрофильной командой по лечению рака.
Abstract
После онкологической резекции злокачественных опухолей образцы направляются в патологоанатомию для обработки для определения статуса хирургического края. Эти результаты сообщаются в виде письменного патологоанатомического заключения. В текущем стандартном патологоанатомическом отчете содержится письменное описание образца и мест отбора проб края без какого-либо визуального представления резецированной ткани. Сам образец, как правило, разрушается во время разрезания и анализа. Это часто приводит к трудностям в общении между патологоанатомами и хирургами, когда подтверждается окончательный отчет о патологии. Кроме того, хирурги и патологоанатомы являются единственными членами многопрофильной онкологической команды, которые визуализируют резецированный образец рака. Мы разработали протокол 3D-сканирования и картирования образцов, чтобы удовлетворить эту неудовлетворенную потребность. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) используется для аннотирования виртуального образца с четким отображением участков нанесения краски и отбора проб краев. Эта карта может быть использована различными членами многопрофильной онкологической команды.
Introduction
Целью онкологической резекции является полное удаление рака с микроскопически чистыми от опухолевых клеток хирургическими краями. При раке головы и шеи статус хирургического края является наиболее важным патологическим фактором риска1. Положительная хирургическая граница увеличивает риск 5-летнего локального рецидива и смертности от всех причин на >90%2. Несмотря на достижения в области медицинских технологий и хирургических методов в последние годы, показатели положительной маржи при раке головы и шеи остаютсявысокими3. Для местно-распространенных раковых опухолей полости рта положительный показатель маржи в Соединенных Штатах составляет 18,1%4.
Для хирургов головы и шеи, чтобы обеспечить полную онкологическую резекцию при минимальном повреждении окружающих структур, проводится интраоперационный забор краев с помощью анализа замороженных срезов (FSA). FSA предоставляет быструю интраоперационную консультацию по патологии, которая широко используется и является стандартом лечения 5,6,7,8,9. Свежую ткань замораживают, нарезают тонкими ломтиками, помещают на предметное стекло и окрашивают для немедленной интерпретации, пока пациент все еще находится под наркозом.
Онкологические образцы головы и шеи представляют собой несколько различных проблем для точной оценки краевого статуса, включая анатомическую сложность образцов рака головы и шеи, минимальный резерв в области головы и шеи для широкого иссечения, учитывая близость к жизненно важным структурам, таким как глаза, лицо, важные нервы и сосуды, а также множественные типы тканей, часто присутствующие в резецированном образце (например, слизистая оболочка, хрящи, мышцы, кости)10,11. Таким образом, подход к анализу краев, основанный на образцах, требует более высокого уровня коммуникации между хирургом и патологоанатомом12. Беседа с глазу на глаз часто необходима для обеспечения правильной ориентации образца и обсуждения проблемных пороков. Тем не менее, это не всегда безопасно или осуществимо, поскольку требует, чтобы либо хирург покинул операционную, пока пациент остается под общим наркозом, либо патологоанатом покинул лабораторию грубой патологии, прервав свой рабочий процесс. Кроме того, между операционной и патологоанатомической лабораторией может потребоваться значительное время в пути, а в некоторых случаях патологоанатомическая лаборатория может вообще находиться за пределами операционной.
После FSA онкологический образец фиксируется в формалине и формально обрабатывается с помощью краски, секционирования и отбора проб по краям. Слайды создаются и интерпретируются патологоанатомом под микроскопом для создания окончательного патологоанатомического отчета. При сложной резекции рака головы и шеи это часто может занять 1-2 недели. К сожалению, обработка образца обычно приводит к разрушению резецированного образца рака. Это может привести к дальнейшей путанице, поскольку окончательный отчет о патологоанатомическом исследовании, междисциплинарные обсуждения на онкологическом консилиуме, планирование адъювантной лучевой терапии и резекция при положительных краях должны проходить без визуальной регистрации онкологического образца и его патологической обработки.
Чтобы удовлетворить эту клиническую неудовлетворенную потребность, мы разработали протокол 3D-сканирования и картирования образцов для улучшения коммуникации между хирургами, патологоанатомами и другими членами многопрофильной команды по лечению рака.
Protocol
Representative Results
Discussion
Традиционно не существует визуального представления резецированного образца рака. Патологическая обработка часто разрушает образец. Предыдущая работа продемонстрировала осуществимость и полезность 3D-сканирования онкологических образцов с последующим виртуальным аннотированием ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Программой развития карьеры в области клинической онкологии Университета Вандербильта (K12 NCI 2K12CA090625-22A1), Национальным институтом здоровья (NIH/Национальный институт глухоты и коммуникативных расстройств) (R25 DC020728), грантом на поддержку Онкологического центра Вандербильта-Инграма (P30CA068485) и Swim Across America.
Materials
| Computer Aided Design Software | MeshMixer | Virtual annotation software for 3D models | |
| Digital Camera or Cameraphone | iPhone | May use iPhone camera or any digital camera available | |
| EinScan SP V2 Platinum Desktop 3D Scanner | Shining 3D | 3D scanner hardware | |
| ExScan Software; Solid Edge SHINING 3D Edition | Shining 3D | 3D capture software included with purchase of 3D Scanner | |
| External Mouse | Microsoft | ||
| Laptop Computer | Dell XP5 | 00355-60734-40310-AAOEM | Laptop Requirements: USB: 1 ×USB 2.0 or 3.0; OS: Win 7, 8 or 10 (64 bit); Graphic Card: Nvidia series; Graphic memory: >1 G; CPU: Dual-core i5 or higher; Memory: >8 G |
| Microsoft Office Suite | Microsoft | ||
| Mobile Presentation Cart | Oklahoma Sound | PRC450 | |
| PowerPoint Software | Microsoft Office | Presentation software | |
| Sit-Stand Mobile Desk Cart | Seville Classics | ||
| USB-c Device Converter | TRIPP-LITE | U442-DOCK3-B | Necessary only if laptop does not have USB |
References
- Looser, K. G., Shah, J. P., Strong, E. W. The significance of "positive" margins in surgically resected epidermoid carcinomas. Head Neck Surg. 1 (2), 107-111 (1978).
- Binahmed, A., Nason, R. W., Abdoh, A. A. The clinical significance of the positive surgical margin in oral cancer. Oral Oncol. 43 (8), 780-784 (2007).
- Orosco, R. K., et al. Positive surgical margins in the 10 most common solid cancers. Sci Rep. 8 (1), 5686 (2018).
- Prasad, K., et al. Trends in positive surgical margins in cT3-T4 oral cavity squamous cell carcinoma. Otolaryngol Head Neck Surg. 169 (5), 1200-1207 (2023).
- 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).
- DiNardo, L. J., Lin, J., Karageorge, L. S., Powers, C. N. Accuracy, utility, and cost of frozen section margins in head and neck cancer surgery. Laryngoscope. 110 (10 Pt 1), 1773-1776 (2000).
- Gandour-Edwards, R. F., Donald, P. J., Lie, J. T. Clinical utility of intraoperative frozen section diagnosis in head and neck surgery: a quality assurance perspective. Head Neck. 15 (5), 373-376 (1993).
- Ikemura, K., Ohya, R. The accuracy and usefulness of frozen-section diagnosis. Head Neck. 12 (4), 298-302 (1990).
- Remsen, K. A., Lucente, F. E., Biller, H. F. Reliability of frozen section diagnosis in head and neck neoplasms. Laryngoscope. 94 (4), 519-524 (1984).
- Weinstock, Y. E., Alava, I., Dierks, E. J. Pitfalls in determining head and neck surgical margins. Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 26 (2), 151-162 (2014).
- Catanzaro, S., et al. Intraoperative navigation in complex head and neck resections: indications and limits. Int J Comput Assist Radiol Surg. 12 (5), 881-887 (2017).
- Black, C., Marotti, J., Zarovnaya, E., Paydarfar, J. Critical evaluation of frozen section margins in head and neck cancer resections. Cancer. 107 (12), 2792-2800 (2006).
- Miller, A., et al. Virtual 3D specimen mapping in head & neck oncologic surgery. Laryngoscope. , (2023).
- Sharif, K. F., et al. The computer-aided design margin: Ex vivo 3D specimen mapping to improve communication between surgeons and pathologists. Head Neck. 45 (1), 22-31 (2023).
- Sharif, K. F., et al. Enhanced intraoperative communication of tumor margins using 3D scanning and mapping: the computer-aided design margin. The Laryngoscope. 133 (8), 1914-1918 (2023).
