Verbesserte Kommunikation von Tumorrändern durch 3D-Scannen und -Mapping
Summary
Eine neuartige Methode zum 3D-Scannen und zur virtuellen Kartierung von Krebsresektionen wird vorgeschlagen, um die Kommunikation zwischen dem multidisziplinären Krebsbehandlungsteam zu verbessern.
Abstract
Nach der onkologischen Resektion von bösartigen Tumoren werden die Proben zur Verarbeitung zur Bestimmung des chirurgischen Randstatus an die Pathologie geschickt. Diese Ergebnisse werden in Form eines schriftlichen pathologischen Berichts mitgeteilt. Der aktuelle pathologische Standardbericht enthält eine schriftliche Beschreibung der Probe und der Stellen der Randprobenahme ohne visuelle Darstellung des resezierten Gewebes. Die Probe selbst wird typischerweise während des Schneidens und Analysierens zerstört. Dies führt oft zu einer schwierigen Kommunikation zwischen Pathologen und Chirurgen, wenn der endgültige pathologische Bericht bestätigt wird. Darüber hinaus sind Chirurgen und Pathologen die einzigen Mitglieder des multidisziplinären Krebsbehandlungsteams, die die resezierte Krebsprobe sichtbar machen. Wir haben ein 3D-Scan- und Probenkartierungsprotokoll entwickelt, um diesen ungedeckten Bedarf zu decken. Computer-Aided Design (CAD)-Software wird verwendet, um die virtuelle Probe zu kommentieren und die Stellen der Farb- und Randprobenahme deutlich zu zeigen. Diese Karte kann von verschiedenen Mitgliedern des multidisziplinären Krebsbehandlungsteams verwendet werden.
Introduction
Das Ziel der onkologischen Resektion ist die vollständige Entfernung von Krebs mit mikroskopisch frei von Tumorzellen liegenden Operationsrändern. Bei Kopf-Hals-Tumoren ist der chirurgische Randstatus der wichtigste pathologische Risikofaktor1. Ein positiver chirurgischer Rand erhöht das Risiko eines 5-Jahres-Lokalrezidivs und der Gesamtmortalität um >90 %2. Trotz der Fortschritte in der Medizintechnik und den Operationstechniken in den letzten Jahren sind die positiven Margenraten bei Kopf- und Halskrebs nach wie vor hoch3. Bei lokal fortgeschrittenem Mundhöhlenkrebs beträgt die positive Margenrate in den Vereinigten Staaten 18,1 %4.
Um eine vollständige onkologische Resektion zu gewährleisten und gleichzeitig die Störung der umgebenden Strukturen zu minimieren, wird für Kopf- und Halschirurgen eine intraoperative Probenahme der Ränder mittels Schnellschnittanalyse (FSA) durchgeführt. FSA bietet eine schnelle intraoperative Pathologieberatung, die weit verbreitet ist und den Behandlungsstandard darstellt 5,6,7,8,9. Frisches Gewebe wird eingefroren, in dünne Scheiben geschnitten, auf einen Objektträger gelegt und zur sofortigen Interpretation gefärbt, während der Patient noch unter Narkose steht.
Onkologische Kopf- und Halsproben stellen mehrere besondere Herausforderungen bei der genauen Beurteilung des Randstatus dar, darunter die anatomische Komplexität von Kopf- und Halskrebsproben, die minimale Reserve im Kopf- und Halsbereich für eine breite Exzision aufgrund der Nähe zu lebenswichtigen Strukturen wie Augen, Gesicht und wichtigen Nerven und Gefäßen sowie die verschiedenen Gewebetypen, die häufig in der resezierten Probe vorhanden sind (z. B. Schleimhaut, Knorpel, Muskel, Knochen)10,11. Daher erfordert ein probenbasierter Ansatz zur Randanalyse ein verbessertes Maß an Kommunikation zwischen Chirurg und Pathologe12. Ein persönliches Gespräch ist oft gerechtfertigt, um die korrekte Ausrichtung der Proben und die Diskussion der betreffenden Ränder zu gewährleisten. Dies ist jedoch nicht immer sicher oder machbar, da entweder der Chirurg den Operationssaal (OP) verlassen muss, während der Patient unter Vollnarkose bleibt, oder der Pathologe das Labor für grobe Pathologie verlassen muss, wodurch der Arbeitsablauf unterbrochen wird. Darüber hinaus kann es zu einer erheblichen Reisezeit zwischen dem OP und dem Pathologielabor kommen, oder in einigen Fällen kann das Pathologielabor ganz außerhalb des Standorts sein.
Nach der FSA wird die onkologische Probe in Formalin fixiert und durch Einfärben, Schneiden und Randprobenahme formell verarbeitet. Objektträger werden vom Pathologen erstellt und mikroskopisch interpretiert, um einen endgültigen pathologischen Bericht zu erstellen. Bei einer komplexen Resektion von Kopf- und Halskrebs kann dies oft 1-2 Wochen dauern. Leider führt die Verarbeitung der Probe häufig zur Zerstörung der resezierten Krebsprobe. Dies kann zu weiterer Verwirrung führen, da der endgültige pathologische Bericht, multidisziplinäre Tumorboard-Diskussionen, die Planung der adjuvanten Strahlentherapie und die Resektion bei positiver Peripherie ohne visuelle Aufzeichnung der onkologischen Probe und ihrer pathologischen Verarbeitung durchgeführt werden müssen.
Um diesen klinisch ungedeckten Bedarf zu decken, haben wir ein 3D-Scan- und Probenkartierungsprotokoll entwickelt, um die Kommunikation zwischen Chirurgen, Pathologen und anderen Mitgliedern des multidisziplinären Krebsbehandlungsteams zu verbessern.
Protocol
Representative Results
Discussion
Traditionell gibt es keine visuelle Darstellung einer resezierten Krebsprobe. Pathologische Verarbeitung zerstört die Probe oft. Frühere Arbeiten haben die Machbarkeit und den Nutzen des 3D-Scannens von onkologischen Proben mit anschließender virtueller Annotation der Modelle zur Erstellung von 3D-Probenkarten gezeigt, die für die pathologische Verarbeitung repräsentativ sind 13,14,15. Dies bietet dem multidisziplinären Pf…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch ein Vanderbilt Clinical Oncology Research Career Development Program (K12 NCI 2K12CA090625-22A1), das NIH/National Institute for Deafness and Communication Disorders (R25 DC020728), den Vanderbilt-Ingram Cancer Center Support Grant (P30CA068485) und Swim Across America unterstützt.
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
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