Forbedret kommunikation af tumormarginer ved hjælp af 3D-scanning og kortlægning
Summary
En ny metode til 3D-scanning og virtuel kortlægning af kræftresektioner foreslås med det formål at forbedre kommunikationen mellem det tværfaglige kræftbehandlingsteam.
Abstract
Efter onkologisk resektion af maligne tumorer sendes prøver til patologi til behandling for at bestemme den kirurgiske margenstatus. Disse resultater formidles i form af en skriftlig patologirapport. Den aktuelle standard-of-care patologirapport giver en skriftlig beskrivelse af prøven og stederne for marginprøveudtagning uden nogen visuel repræsentation af det resekterede væv. Selve prøven ødelægges typisk under sektionering og analyse. Dette fører ofte til udfordrende kommunikation mellem patologer og kirurger, når den endelige patologirapport bekræftes. Desuden er kirurger og patologer de eneste medlemmer af det tværfaglige kræftplejeteam, der visualiserer den resekterede kræftprøve. Vi har udviklet en 3D-scannings- og prøvekortlægningsprotokol for at imødekomme dette uopfyldte behov. Computerstøttet design (CAD) software bruges til at kommentere den virtuelle prøve, der tydeligt viser steder for håndskrift og margenprøveudtagning. Dette kort kan bruges af forskellige medlemmer af det tværfaglige kræftplejeteam.
Introduction
Målet med onkologisk resektion er fuldstændig fjernelse af kræft med kirurgiske margener mikroskopisk fri for tumorceller. Ved hoved- og halskræft er den kirurgiske marginstatus den vigtigste patologiske risikofaktor1. En positiv kirurgisk margin øger risikoen for 5-års lokalt tilbagefald og dødelighed af alle årsager med >90%2. På trods af fremskridt inden for medicinsk teknologi og kirurgiske teknikker i de senere år er positive marginrater i hoved- og halskræft fortsat høje3. For lokalt avancerede kræft i mundhulen er den positive margen i USA 18,1%4.
For at hoved- og halskirurger kan sikre fuldstændig onkologisk resektion, samtidig med at forstyrrelser af omgivende strukturer minimeres, udføres intraoperativ prøveudtagning af margener via frossen sektionsanalyse (FSA). FSA giver en hurtig intraoperativ patologisk konsultation, der er meget udbredt og er standardplejen 5,6,7,8,9. Frisk væv fryses, tyndt skåret, placeres på et glasglas og farves til øjeblikkelig fortolkning, mens patienten stadig er under anæstesi.
Hoved- og halsonkologiske prøver udgør flere forskellige udfordringer ved nøjagtig vurdering af marginstatus, herunder den anatomiske kompleksitet af hoved- og halskræftprøver, den minimale reserve i hoved- og halsregionen til bred excision i betragtning af nærheden til vitale strukturer såsom øjne, ansigt og vigtige nerver og vaskulatur og de mange vævstyper, der ofte er til stede i den resekterede prøve (dvs. slimhinde, brusk, muskler, knogler)10,11. En prøvebaseret tilgang til marginanalyse kræver således et forbedret kommunikationsniveau mellem kirurg og patolog12. En samtale ansigt til ansigt er ofte berettiget for at sikre korrekt prøveorientering og diskussion af vedrørende margener. Dette er dog ikke altid sikkert eller gennemførligt, da det kræver, at enten kirurgen forlader operationsstuen (OR), mens patienten forbliver under generel anæstesi, eller patologen forlader det grove patologilaboratorium og afbryder deres arbejdsgang. Derudover kan der være en betydelig rejsetid mellem operationsstuen og patologilaboratoriet, eller i nogle tilfælde kan patologilaboratoriet være helt off-site.
Efter FSA fastgøres den onkologiske prøve i formalin og behandles formelt gennem blæk, sektionering og marginprøveudtagning. Dias oprettes og mikroskopisk fortolkes af patologen for at oprette en endelig patologirapport. For kompleks resektion af hoved- og halskræft kan dette ofte tage 1-2 uger. Desværre resulterer behandling af prøven almindeligvis i ødelæggelse af den resekterede kræftprøve. Dette kan skabe yderligere forvirring, da den endelige patologirapport, tværfaglige tumorbestyrelsesdiskussioner, adjuverende strålebehandlingsplanlægning og resektion i fastsættelsen af positive margener alle skal fortsætte uden en visuel registrering af den onkologiske prøve og dens patologiske behandling.
For at imødekomme dette kliniske uopfyldte behov har vi udviklet en 3D-scannings- og prøvekortlægningsprotokol for at forbedre kommunikationen mellem kirurger, patologer og andre medlemmer af det tværfaglige kræftplejeteam.
Protocol
Representative Results
Discussion
Traditionelt er der ingen visuel repræsentation af en resekteret kræftprøve. Patologisk behandling ødelægger ofte prøven. Tidligere arbejde har demonstreret gennemførligheden og nytten af 3D-scanning af onkologiske prøver efterfulgt af virtuel annotering af modellerne til at skabe 3D-prøvekort, der er repræsentative for patologisk behandling 13,14,15. Dette giver det tværfaglige plejeteam en visuel model af kræftprø…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af et Vanderbilt Clinical Oncology Research Career Development Program (K12 NCI 2K12CA090625-22A1), NIH / National Institute for Deafness and Communication Disorders (R25 DC020728), Vanderbilt-Ingram Cancer Center Support Grant (P30CA068485) og 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).
