3D-Probenkarten für die RT-Planung

Es wird geschätzt, dass im Jahr 2020 in den Vereinigten Staaten 65.000 neue Fälle von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen (HNSCC) diagnostiziert wurden. Die Inzidenz von HNSCC wird bis 2030 voraussichtlich weltweit um 30 % zunehmen. Die chirurgische Resektion ist die bevorzugte Behandlung für Mundhöhlenkrebs und spielt häufig eine Rolle bei der Behandlung von Oropharynx- und Kehlkopfkrebs. Ungefähr 70–80 % der Patienten, die sich einer primären Resektion wegen oropharyngealem HNSCC unterziehen, erhalten eine postoperative Strahlentherapie. Eine postoperative Strahlentherapie ist im Allgemeinen bei HNSCC mit Merkmalen indiziert, die mit einem hohen Risiko für ein lokoregionäres Rezidiv verbunden sind, wie z. B. Primärtumoren im Stadium pT3 oder pT4, enge oder positive Ränder, mehrere befallene Lymphknoten, extranodale Ausdehnung oder das Vorhandensein mehrerer zusätzlicher Merkmale mit hohem Risiko B. lymphovaskuläre Invasion, perineurale Invasion, tiefe Invasionstiefe oder hochgradig.

Die Abgrenzung postoperativer Zielvolumina zur Lokalisierung und Bestrahlungsplanung kann für den behandelnden Radioonkologen aufgrund postoperativer anatomischer Veränderungen durch chirurgische Gewebemanipulation, Verlust normaler Gewebeebenen und postoperativer Flüssigkeitsansammlungen schwierig sein. Postoperative Strahlentherapie-Behandlungspläne und -volumen werden in der Regel vom Radioonkologen basierend auf der Überprüfung einer Kombination von Datenpunkten, einschließlich Operationsberichten, präoperativen und postoperativen diagnostischen Bildern, Pathologieberichten, Identifizierung von chirurgischen Clips und Gesprächen mit dem Patienten, festgelegt behandelnde Kopf- und Halschirurgen und/oder Pathologen. Im Allgemeinen sollte das postoperative klinische Zielvolumen für den Primärtumor (CTVp) das Operationsbett des Primärtumors mit einem geeigneten Spielraum umfassen, um die mikroskopische Ausbreitung zu berücksichtigen, und wird im Allgemeinen mit 60 Gy behandelt. Bei Tumoren mit einem positiven Rand entscheiden sich einige Radioonkologen möglicherweise dafür, den Bereich des positiven Rands auf bis zu 66 Gy zu erhöhen. Der CTV-Boost (CTVb) kann schwierig zu visualisieren sein, und ein genaues Verständnis der Position des positiven Rands kann beeinflussen, wie klein oder groß das Boost-Volumen ist, und somit angrenzendes normales Gewebe oder Risikoorgane (OARs) dosieren.

Die optische 3D-Scantechnologie ist seit Jahren ein Standardverfahren zur Qualitätskontrolle in der industriellen Fertigung. Aufgrund seiner Geschwindigkeit, Genauigkeit und relativen Benutzerfreundlichkeit hat sich das 3D-Scannen in der Medizin in den letzten zehn Jahren stetig bewährt. Die Forscher haben ein Protokoll für das optische 3D-Scannen der Probe entwickelt, um die Kommunikation zwischen dem OP und dem Pathologielabor zu verbessern (Abbildung 2). Das resezierte Präparat wird mit einem 3D-Scanner mit strukturiertem Licht gescannt. Anschließend wird eine Grafiksoftware verwendet, um 3D-Probenmodelle virtuell einzufärben und zu kommentieren, wobei die spezifischen anatomischen Positionen der Gefrierschnittränder angegeben und klar definiert werden (Abbildung 3). In der vorliegenden Studie wollen die Forscher die patientenspezifischen 3D-Probenkarten verwenden, um die Kommunikation zwischen Chirurgen und Radioonkologen für die Behandlungsplanung der adjuvanten Strahlentherapie zu verbessern und die Auswirkungen dieser 3D-Probenkarten auf CTVs und OARs zu bestimmen.

3D-Innovationen sind zahlreich und haben sich in den letzten zehn Jahren zu einem etablierten Forschungszweig in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde und einer Vielzahl anderer Bereiche entwickelt. Optische Innovationen stellen zunehmend eine neue diagnostische Modalität dar, die Potenzial für die intraoperative Führung gezeigt hat. Das Forscherteam hat zuvor eine Studie über den Einsatz von 3D-Scantechnologie und virtueller Grafiksoftware veröffentlicht, um die Lücke zwischen Operationssaal und Pathologielabor zu schließen. Die Forscher stellten fest, dass diese relativ einfache, nicht-invasive Technik ein wertvolles Kommunikationsmittel für Chirurgen und Pathologen ist, die für die Versorgung von Patienten mit Kopf-Hals-Krebs verantwortlich sind. Der Einsatz dieser Technologie in postoperativen Gesprächen und Behandlungsplanungen mit Radioonkologen muss jedoch noch evaluiert werden. Das übergeordnete Ziel dieser Forschung ist die Verbesserung der Kommunikation und des gegenseitigen Verständnisses zwischen Chirurg, Pathologe und Radioonkologe unter Verwendung kommerziell verfügbarer, leicht implementierbarer 3D-Scantechnologie und virtueller Grafiksoftware, um so die Abgrenzung der postoperativen Strahlentherapie-Zielvolumina für Patienten mit zu verbessern Kopf-Hals-Krebs.

Das primäre Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss patientenspezifischer 3D-Probenkarten auf adjuvante Strahlenbehandlungsvolumina und -dosen an kritischen Organen zu messen. Alle Patienten erhalten eine standardmäßige postoperative Strahlentherapie, die nicht von den experimentellen 3D-Probenkarten beeinflusst wird. Das sekundäre Ziel besteht darin, die Machbarkeit der Integration von 3D-Probenkartierungswerkzeugen in die postoperative Kommunikation zu demonstrieren und festzustellen, ob die Verwendung der 3D-Probenkartierung die postoperative Kommunikation zwischen Chirurgen, Pathologen und Radioonkologen verbessert.

Ziel Nr. 1 – Messung der Auswirkung von patientenspezifischen 3D-Probenkarten auf adjuvante Bestrahlungsfelder und/oder Boost (CTVb) und Dosen an benachbarte Risikoorgane aufgrund eines verbesserten Verständnisses der groben und mikroskopischen Tumorbeteiligung.

Die Ermittler werden Volumenmessungen zwischen CTVs von zwei Strahlenbehandlungsplänen vergleichen: einer unter Verwendung von Standardbehandlungsplanungstechniken und der andere mit zusätzlicher virtueller 3D-Probenkartierung. Die Ermittler werden auch die Strahlentherapiedosen vergleichen, um etwaige Veränderungen benachbarter Risikoorgane zwischen den beiden Bestrahlungsplänen festzustellen. Alle Patienten werden mit dem Standard-Bestrahlungsplan behandelt, der das 3D-Probenwerkzeug nicht enthält.

Ziel Nr. 2 - Untersuchen Sie den subjektiven Nutzen der 3D-Probenkartierung für die postoperative Kommunikation mit dem Radioonkologen.

Die Forscher gehen davon aus, dass 3D-Scannen und Probenkartierung wichtigen Interessengruppen (Chirurgen, Pathologen, Radioonkologen) zugute kommen werden. Zu Beginn und am Ende der Studie werden Umfragen durchgeführt, um die wahrgenommene Wirkung des 3D-Probenwerkzeugs auf die postoperative Kommunikation der Pathologie zu bewerten, die für das Design des Bestrahlungsfelds relevant ist (d. h. Lage positiver oder enger Ränder, Ausrichtung des groben Tumors in Probe, Volumen der resezierten Probe usw.).