Verbeterde communicatie van tumormarges met behulp van 3D-scannen en in kaart brengen
Summary
Een nieuwe methode voor 3D-scanning en het virtueel in kaart brengen van kankerresecties wordt voorgesteld met als doel de communicatie tussen het multidisciplinaire kankerzorgteam te verbeteren.
Abstract
Na oncologische resectie van kwaadaardige tumoren worden monsters naar de pathologie gestuurd voor verwerking om de status van de chirurgische marge te bepalen. Deze resultaten worden gecommuniceerd in de vorm van een schriftelijk pathologierapport. Het huidige standaardpathologierapport geeft een schriftelijke beschrijving van het monster en de plaatsen van margebemonstering zonder enige visuele weergave van het gereseceerde weefsel. Het monster zelf wordt meestal vernietigd tijdens het doorsnijden en analyseren. Dit leidt vaak tot een moeizame communicatie tussen pathologen en chirurgen wanneer het definitieve pathologierapport wordt bevestigd. Bovendien zijn chirurgen en pathologen de enige leden van het multidisciplinaire kankerzorgteam die het gereseceerde kankermonster visualiseren. We hebben een 3D-scan- en samplemappingprotocol ontwikkeld om aan deze onvervulde behoefte te voldoen. CAD-software (Computer-aided Design) wordt gebruikt om het virtuele monster te annoteren, waarbij de plaatsen van inkten en margebemonstering duidelijk worden weergegeven. Deze kaart kan worden gebruikt door verschillende leden van het multidisciplinaire kankerzorgteam.
Introduction
Het doel van oncologische resectie is de volledige verwijdering van kanker met chirurgische marges die microscopisch vrij zijn van tumorcellen. Bij hoofd-halskanker is de status van de chirurgische marge de belangrijkste pathologische risicofactor1. Een positieve chirurgische marge verhoogt het risico op lokaal recidief na 5 jaar en sterfte door alle oorzaken met >90%2. Ondanks de vooruitgang in de medische technologie en chirurgische technieken in de afgelopen jaren, blijven de positieve marges bij hoofd-halskanker hoog3. Voor lokaal gevorderde mondholtekanker is het positieve margepercentage in de Verenigde Staten 18,1%4.
Om ervoor te zorgen dat hoofd-halschirurgen volledige oncologische resectie garanderen en tegelijkertijd de verstoring van de omliggende structuren tot een minimum beperken, wordt intraoperatieve bemonstering van marges via bevroren sectie-analyse (FSA) uitgevoerd. FSA biedt een snel intraoperatief pathologieconsult dat veel wordt gebruikt en de standaardbehandeling is 5,6,7,8,9. Vers weefsel wordt ingevroren, in dunne plakjes gesneden, op een glasplaatje geplaatst en gekleurd voor onmiddellijke interpretatie terwijl de patiënt nog onder narcose is.
Oncologische hoofd-halsmonsters vormen verschillende uitdagingen bij het nauwkeurig beoordelen van de margestatus, waaronder de anatomische complexiteit van hoofd-halskankermonsters, de minimale reserve in het hoofd-halsgebied voor brede excisie gezien de nabijheid van vitale structuren zoals de ogen, het gezicht en belangrijke zenuwen en vasculatuur, en de meerdere weefseltypes die vaak aanwezig zijn in het gereseceerde monster (d.w.z. slijmvlies, kraakbeen, spieren, botten)10,11. Een op monsters gebaseerde benadering van margeanalyse vereist dus een verbeterd niveau van communicatie tussen chirurg en patholoog12. Een face-to-face gesprek is vaak gerechtvaardigd om de juiste oriëntatie van het monster en de bespreking van de betreffende marges te garanderen. Dit is echter niet altijd veilig of haalbaar, omdat de chirurg ofwel de operatiekamer (OK) moet verlaten terwijl de patiënt onder algemene anesthesie blijft, ofwel de patholoog het grove pathologielaboratorium moet verlaten, waardoor hun workflow wordt onderbroken. Bovendien kan er een aanzienlijke reistijd zijn tussen de OK en het pathologielab, of in sommige gevallen kan het pathologielab helemaal off-site zijn.
Na FSA wordt het oncologische monster gefixeerd in formaline en formeel verwerkt door middel van inkt, doorsnede en margebemonstering. Dia’s worden gemaakt en microscopisch geïnterpreteerd door de patholoog om een definitief pathologierapport op te stellen. Voor complexe resectie van hoofd-halskanker kan dit vaak 1-2 weken duren. Helaas resulteert de verwerking van het monster vaak in de vernietiging van het gereseceerde kankermonster. Dit kan voor verdere verwarring zorgen, aangezien het definitieve pathologierapport, de multidisciplinaire discussies over de tumorraad, de planning van adjuvante bestralingstherapie en resectie bij het instellen van positieve marges allemaal moeten doorgaan zonder een visueel verslag van het oncologische monster en de pathologische verwerking ervan.
Om aan deze klinische onvervulde behoefte te voldoen, hebben we een 3D-scan- en monstermappingprotocol ontwikkeld om de communicatie tussen chirurgen, pathologen en andere leden van het multidisciplinaire kankerzorgteam te verbeteren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Traditioneel is er geen visuele weergave van een gereseceerd kankermonster. Pathologische verwerking vernietigt vaak het monster. Eerder werk heeft de haalbaarheid en het nut aangetoond van 3D-scannen van oncologische monsters, gevolgd door virtuele annotatie van de modellen om 3D-monsterkaarten te maken die representatief zijn voor pathologische verwerking 13,14,15. Dit biedt het multidisciplinaire zorgteam een visueel model va…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door een Vanderbilt Clinical Oncology Research Career Development Program (K12 NCI 2K12CA090625-22A1), het NIH/National Institute for Deafness and Communication Disorders (R25 DC020728), Vanderbilt-Ingram Cancer Center Support Grant (P30CA068485) en 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).
