Prostudujte si první krok k virtuální lokalizaci rakoviny prsu (Anatobreast)

Rakovina prsu je nejčastější rakovinou diagnostikovanou u žen, přičemž ve Francii je ročně diagnostikováno přibližně 42 000 žen. Míra výskytu rakoviny prsu od roku 1980 do roku 2005 neustále rostla kvůli rostoucímu používání screeningové mamografie a delší očekávané délce života.

Díky pokroku v technikách screeningu rakoviny prsu má nyní mnoho žen zhoubné nádory detekovány dříve, než se stanou klinicky hmatnými. U těchto žen se preferovanou léčebnou možností stala prsa zachovávající chirurgie (BCS), která zahrnuje více než 75 % operací ve většině center rakoviny prsu. Cílem BCS je resekovat nádor s okolním okrajem tkáně bez rakoviny při současném zachování celkového tvaru a vzhledu prsu. U nehmatných lézí je nutná lokalizace nádoru před operací. Standardní technikou pro takové pacienty je drátová lokalizace. Lokalizace drátu trpí několika omezeními. Přidává další postup před operací, komplikuje a prodlužuje proces. Může to být pro pacienta nepříjemné a znamená to dodatečné náklady. Tato technika vyžaduje, aby chirurg odhadl 3-rozměrnou (3D) pozici rakoviny z 2-rozměrných mamografických snímků. Drátově lokalizovaná excize má za následek pozitivní okraje přibližně ve 30–50 % případů. Tyto případy vyžadují další operaci k odstranění zbývající rakoviny, což je pro pacienty nákladné a emocionálně obtížné.

Byly testovány alternativy k lokalizaci drátu. Ukázalo se, že lokalizace okultních lézí (ROLL) je lepší než lokalizace pomocí drátu s kratším rizikem pozitivních resekčních okrajů a kratším trváním lokalizace a chirurgické excize.

Ukázalo se, že magnetická rezonance prsu je pro detekci rakoviny citlivější než ultrazvuk nebo mamografie. Navzdory těmto důkazům nebylo prokázáno, že použití MRI přináší lepší krátkodobé výsledky: prospektivní randomizovaná studie COMICE neprokázala snížení míry pozitivního okraje a potřebu reexcize při použití předoperační náchylné MRI. Autoři studie COMICE uznali, že neschopnost náchylné MRI vést ke snížení míry pozitivního rozpětí může být způsobena způsobem, jakým jsou zobrazovací data prezentována chirurgovi, a uvádějí, že „techniky k zajištění optimální chirurgické přesnosti vyžadují další vyšetření. '' Tvar prsu při pronační MR zobrazení (s přívěskem prsu v bilaterální zobrazovací cívce) se radikálně liší od polohy vleže na zádech na operačním sále (OR). MRI vleže na zádech přesněji kopíruje chirurgickou pozici. Studie Sakakibary et al. randomizovali pacienty s DCIS k podstoupení BCS lokalizovaného drátem nebo vleže na MRI a zjistili, že míra pozitivního okraje a objem resekované tkáně byly nižší u pacientů podstupujících excizi řízenou MRI vleže.

Cílem je vyvinout novou techniku ​​MRI řízené lokalizace nádoru prsu, která zahrnuje předoperační prone MRI a využívá předoperační a intraoperační 3D optické skeny k úpravě MRI obrazu do přesné polohy na operačním sále. Tato nová technika poskytne chirurgům 3D pohledy a měření tvaru a polohy nádoru v prsu, jak se jeví během operace.

METODY

1. Sběr dat Data jsou získávána z databáze gynekologického oddělení Fakultní nemocnice Montpellier pomocí Medikalizačního programu informačních systémů. Vyberou se pacientky, které prodělaly BCS pro rakovinu prsu v letech 2016 až 2017. Zkoušející poté zařadí postupně 10 pacientů, kteří podstoupili předoperační MRI a předoperační a intraoperační 3D optický snímek hrudníku a kteří splňují kritéria způsobilosti. Identifikační kód subjektu je přidělen zkoušejícím každému subjektu, aby byla data anonymizována. Identifikační kód subjektu umožňuje zkoušejícímu uchovávat důvěrný seznam jmen všech pacientů zahrnutých do studie na chráněném centrálním počítačovém serveru Montpellier University Hospital.

   1.1.Klinická data Zdrojem klinických lékařských dat je elektronická zdravotní dokumentace pacienta. Údaje zaznamenané zkoušejícím zahrnují jméno, příjmení a datum narození pacientky, velikost košíčku, datum MRI, lokalizaci karcinomu prsu, datum předoperačního 3D optického skenu, datum chirurgického zákroku.

   1.2.Optické skeny Od roku 2016 se na gynekologickém oddělení Fakultní nemocnice v Montpellier pořizují fotografie hrudníku u každého pacienta, který podstoupí BCS. Provádí se také předoperační, intraoperační a pooperační 3D optické skeny. Optické skenování se získá pomocí 3D skenování struktury senzoru. Akvizice trvá několik minut. Předoperačně i pooperačně jsou pacienti ve stoji, paže v abdukci 45° s anatomickými rysy vyznačenými na povrchu kůže (manubrium hrudní kosti, výběžek xiphoid, horní okraj mléčné žlázy, submamární řasa). Intraoperačně je nádor lokalizován radionavigovanou lokalizací okultní léze a je označen na povrchu prsu. Jsou provedeny dvě akvizice, před a po lokalizaci nádoru, s pacienty uloženými v poloze na zádech, paže abdukované o 90°.

   1.3. Předoperační MRI prsu Standardní protokol MRI prsu zahrnuje sekvence T2 (anatomie a analýza signálu), sekvence T1 gradient-echo a injikované dynamické 3D sekvence (kontrastní látka obsahující gadolinium). Pacientky jsou umístěny na břiše, paže nad hlavou, s oběma prsy visícími ve smyčkách cívky. Data MRI jsou sbírána z počítačového serveru radiologického oddělení, anonymizována identifikačním kódem subjektu a následně vypálena na CD. Data Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) jsou převedena do formátu MHD.

2. různé kroky k vytvoření 3D personalizovaného modelu prsou 2.1. 3D rekonstrukce MRI dat 3D rekonstrukce vyžaduje segmentaci anatomických prvků v rámci 2D snímků. Segmentace se provádí pomocí počítačového softwaru s názvem Medical Image Segmentation Tool (MIST), který umožňuje poloautomatickou a manuální segmentaci následujících prvků: nádor, prsní žláza, hrudní kost, kůže, velký a malý prsní sval. 3D rekonstrukce se pak provádí metodou nepřímého vykreslování objemu, pochodujícími kostkami. Pro následné zpracování se pak používá software Instant Mesh.

   2.2.Registrace 3D rekonstrukce na optické skeny Registrace obrazu je proces transformace různých souborů dat do jednoho souřadnicového systému. Problém registrace spočívá v nalezení optimální prostorové transformace, která odpovídá obrázkům. Výhody použití multimodálních dat vyvolaly potřebu vývoje vysoce přesné a robustní multimodální registrace obrazu.

   Anatoreg, software navržený společností Anatoscope, umožňuje registraci referenčního modelu k cíli. V naší studii je referenčním modelem 3D rekonstrukce získaná z MRI prsu. Data 3D rekonstrukce jsou zahrnuta v souboru Sofa Modeling Language (SML), který má být načten registračním softwarem. Cílem je optický sken, dříve zpracovaný díky Blenderu (odstranění artefaktů, korekce osy, korekce měrné jednotky).

   Prvním krokem registrace je algoritmus Interaction Closest Point algorithm (ICP). Algoritmus ICP vyhledává pro každý bod na cílovém povrchu nejbližší bod na referenčním povrchu bez jakýchkoli omezení. Druhým krokem je použití orientačních bodů ke zlepšení registrace.

3. Vyhodnocení 3D modelu prsu Lokalizace nádoru tímto 3D modelem prsu je následně porovnána s lokalizací pomocí ROLL. Peroperační 3D optický sken nám poskytuje lokalizaci nádoru získanou radionavigovanou lokalizací okultních lézí díky perovému značení zanechanému chirurgem. Nová technika nám poskytuje 3D model a lokalizaci nádoru viditelnou průhledností. Srovnání se provádí překrýváním obou akvizic.