Casi di studio
Pubblicato il 6 marzo 2023
Migliorare la comunicazione tra chirurghi e patologi: Scansione 3D ex vivo e mappatura del campione
Utilizzo di uno scanner 3D per acquisire campioni di cancro in vitro durante l'intervento chirurgico, semplificando il flusso di comunicazione tra chirurghi e patologi.
Nel campo della chirurgia oncologica, il raggiungimento di margini chirurgici chiari è un compito complesso e impegnativo. Lo stato dei margini è il più significativo di tutti i fattori di rischio patologico. Per raggiungere l'obiettivo di una rimozione completa del tumore e di margini chirurgici chiari, riducendo al minimo la conservazione dell'anatomia normale non interessata, chirurghi e patologi ricorrono spesso alla valutazione intraoperatoria dei margini attraverso l' analisi della criosezione congelata (FSA). Tuttavia, i metodi di valutazione convenzionali spesso richiedono che il chirurgo esca dalla sala operatoria, si consulti con il patologo e poi riprenda l'intervento, il che può essere scomodo e richiedere molto tempo.
Michael ha riconosciuto la necessità di migliorare la comunicazione tra patologi e chirurghi durante l'intervento. Lavora come professore assistente presso il dipartimento di otorinolaringoiatria del Vanderbilt University Medical Center. Michael spera di condurre uno studio prospettico per determinare se la scansione 3D può essere incorporata nel flusso di lavoro della patologia chirurgica. È stato dimostrato che la tecnologia riduce i tempi di comunicazione tra chirurghi e patologi, fornendo ai chirurghi un feedback in tempo reale e una rappresentazione dettagliata e accurata dei campioni ex vivo.
Tecnica di scansione 3D e margine CAD
Lo scanner 3D da tavolo EinScan-SP è stato utilizzato per acquisire e ricostruire digitalmente la topografia superficiale 3D di campioni chirurgici freschi ex vivo, che viene poi utilizzata per registrare il sito di campionamento dei bordi e di affettamento mediante il software CAD. I campioni vengono portati direttamente dalla sala operatoria alla sala capillare della patologia chirurgica, sciacquati con acqua, asciugati e quindi posizionati sul piatto dello scanner per la scansione. È importante mantenere la stanza poco illuminata per ottenere immagini scansionate in 3D di migliore qualità. Il piatto rotante ruoterà automaticamente per completare una rotazione completa e ottenere un modello 3D virtuale. EinScan-SP ha una velocità di scansione elevata; il tempo mediano di acquisizione delle immagini è stato di 8 minuti per un totale di 40 campioni, di cui 31 campioni (78%) hanno avuto un tempo di acquisizione inferiore a 10 minuti.
Configurazione dello scanner 3D durante l'acquisizione delle immagini con il campione sul piatto rotante
Dopo l'acquisizione dei dati di scansione 3D, il modello 3D risultante del campione di resezione en bloc è stato esportato in formato 3MF in un software CAD-Meshmixer . Il membro del team di ricerca delinea ogni sito anatomico e tipo di margine sul modello 3D usando un aerografo digitale mentre viene eseguito il protocollo FSA standard. In tutti i casi, questa procedura è stata eseguita intraoperatoriamente subito dopo la resezione chirurgica.
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Fotografie del campione (a sinistra) e modelli 3D virtuali (a destra)
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Vantaggi della mappatura virtuale 3D del campione
Il modello 3D del campione con annotazioni in tempo reale può essere visualizzato su uno schermo in sala operatoria, fornendo al patologo uno strumento visivo per comunicare con il chirurgo. I chirurghi possono ora rimanere in sala operatoria e lavorare con il patologo all'analisi. Alcuni chirurghi hanno notato che i bordi congelati erano chiaramente visibili sul campione escisso, riducendo l'ambiguità e permettendo a loro e al patologo di comprendere meglio la geometria del tumore.
L'area di lavoro del CAD 3D viene visualizzata su monitor a soffitto per i chirurghi, mentre il patologo riporta la sezione congelata.
mentre il patologo riporta la diagnosi della sezione congelata in ogni sito
Le mappe 3D dei campioni si sono rivelate preziose anche nel post-operatorio . Aumentano la comunicazione post-operatoria dei margini chirurgici permanenti e la consegna del referto patologico finale. Le mappe finali dei campioni 3D sono state distribuite tra gli assistenti di patologia responsabili della firma di ogni caso per fungere da riferimento visuale per il caso. Le mappe 3D dei campioni sono state distribuite anche ai chirurghi come supplemento al referto patologico scritto, per facilitare la visualizzazione di eventuali margini positivi o ravvicinati.
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Risultati della mappatura virtuale del campione 3D post-operatoria
(immagini dello schermo CAD, sopra; fotografie grossolane, sotto)
"La mappatura virtuale 3D del campione crea una registrazione 3D permanente della morfologia grossolana del campione. Le posizioni anatomiche precise di ogni sezione di tessuto e del vetrino congelato in ematossilina ed eosina (H&E) sono chiaramente documentate, mentre attualmente, a nostra conoscenza, non esiste alcuna forma di documentazione che catturi queste importanti informazioni a livello grossolano", ha osservato Michael.
La ricerca di Michael sulla fattibilità dell'uso della scansione 3D in sala operatoria ha dato risultati promettenti. I campioni scansionati in 3D possono ridurre i costi di comunicazione tra chirurghi e patologi, fornire ai chirurghi un feedback in tempo reale, una rappresentazione più dettagliata e accurata dei campioni e consentire l'archiviazione dei campioni digitali in 3D. È entusiasmante che la scansione 3D assista i chirurghi dentro e fuori la sala operatoria!
*Tutte le immagini di questo articolo si basano sull'articolo originale The computer-aided design margin: Ex vivo 3D specimen mapping to improve communication between surgeons and pathologists, consultabile su Wiley Onine Library.
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