3D-näytekartat RT-suunnitteluun

On arvioitu, että Yhdysvalloissa vuonna 2020 diagnosoitiin 65 000 uutta pään ja kaulan okasolusyöpätapausta (HNSCC). HNSCC:n ilmaantuvuuden ennustetaan kasvavan maailmanlaajuisesti 30 % vuoteen 2030 mennessä. Kirurginen resektio on suositeltu hoito suuontelosyöpään, ja sillä on usein rooli suunnielun ja kurkunpään syövän hoidossa. Noin 70–80 % potilaista, joille tehdään primaarinen resektio suunielun HNSCC:n vuoksi, saa leikkauksen jälkeistä sädehoitoa. Leikkauksen jälkeinen sädehoito on yleensä indikoitu HNSCC:lle, johon liittyy suuri paikallisen uusiutumisen riski, kuten vaiheen pT3- tai pT4-primaariset kasvaimet, läheiset tai positiiviset marginaalit, useita imusolmukkeita, ekstrasolmukkeiden laajeneminen tai useita muita korkean riskin piirteitä. kuten lymfavaskulaarinen invaasio, perineuraalinen invaasio, syvä invaasion syvyys tai korkea laatu.

Leikkauksen jälkeisten kohdetilavuuksien määrittäminen lokalisointia ja säteilysuunnittelua varten voi olla vaikeaa hoitavalle säteilyonkologille johtuen leikkauksen jälkeisistä anatomiamuutoksista, jotka johtuvat kudosten kirurgisesta käsittelystä, normaalien kudostasojen katoamisesta ja leikkauksen jälkeisistä nestekeräyksistä. Leikkauksen jälkeiset sädehoidon hoitosuunnitelmat ja -määrät määrittelee yleensä säteilyonkologi, joka perustuu tietopisteiden yhdistelmään, mukaan lukien leikkausraportit, ennen leikkausta ja sen jälkeiset diagnostiset kuvat, patologiaraportit, kirurgisten klipsien tunnistaminen ja keskustelut lääkärin kanssa. hoitava pää- ja kaulankirurgi ja/tai patologi. Yleensä primaarisen kasvaimen (CTVp) leikkauksen jälkeiseen kliiniseen tavoitetilavuuteen tulisi sisältyä primaarisen kasvaimen leikkaussänky sopivalla marginaalilla mikroskooppisen leviämisen huomioon ottamiseksi, ja se käsitellään yleensä 60 Gy:lla. Positiivisen marginaalin kasvainten osalta jotkut säteilyonkologit voivat halutessaan lisätä positiivisen marginaalin aluetta 66 Gy:ään asti. CTV-tehostetta (CTVb) voi olla vaikea visualisoida, ja positiivisen marginaalin sijainnin tarkka ymmärtäminen voi vaikuttaa siihen, kuinka pieni tai suuri tehostustilavuus on ja siten annostus viereisiin normaaleihin kudoksiin tai riskialttiisiin elimiin (OAR).

Optinen 3D-skannaustekniikka on ollut teollisuustuotannon standardiprosessin laadunvalvonta jo vuosia. Nopeutensa, tarkkuutensa ja suhteellisen helppokäyttöisyytensä ansiosta 3D-skannaus on jatkuvasti osoittanut käyttökelpoisuutensa lääketieteessä viimeisen vuosikymmenen aikana. Tutkijat ovat kehittäneet protokollan näytteen optista 3D-skannausta varten parantaakseen OR:n ja patologialaboratorion välistä viestintää (kuva 2). Resektoitu näyte skannataan strukturoidulla kevyellä 3D-skannerilla. Grafiikkaohjelmistoa käytetään sitten virtuaalisesti musteella ja merkinnöillä 3D-näytemalleihin, jotka osoittavat ja määrittelevät selvästi jäädytettyjen osien marginaalien tietyt anatomiset sijainnit (kuva 3). Tässä tutkimuksessa tutkijat pyrkivät käyttämään potilaskohtaisia ​​3D-näytekarttoja parantamaan kirurgien ja säteilyonkologien välistä kommunikaatiota adjuvanttisädehoidon suunnittelussa ja määrittämään näiden 3D-näytekarttojen vaikutusta CTV:hen ja OAR:iin.

3D-innovaatioita on lukuisia, ja niistä on viime vuosikymmenen aikana tullut vakiintunut tutkimuskanava otolaryngologiassa ja monilla muilla aloilla. Optiset innovaatiot edustavat yhä useammin uutta diagnostiikkaa, joka on osoittanut potentiaalia intraoperatiiviseen ohjaukseen. Tutkijaryhmä on aiemmin julkaissut tutkimuksen 3D-skannaustekniikan ja virtuaalisen grafiikkaohjelmiston käytöstä leikkaussalin ja patologian laboratorion välisen kuilun kuromiseksi umpeen. Tutkijat päättelivät tämän suhteellisen yksinkertaisen, ei-invasiivisen tekniikan olevan arvokas viestintäväline kirurgeille ja patologeille, jotka vastaavat pään ja kaulan syöpää sairastavien potilaiden hoidosta. Tämän tekniikan hyödyntämistä postoperatiivisissa keskusteluissa ja hoidon suunnittelussa sädeonkologien kanssa ei kuitenkaan ole vielä arvioitu. Tämän tutkimuksen päätavoitteena on parantaa kommunikaatiota ja keskinäistä ymmärtämistä kirurgin, patologin ja säteilyonkologin välillä käyttämällä kaupallisesti saatavilla olevaa, helposti toteutettavissa olevaa 3D-skannausteknologiaa ja virtuaaligrafiikkaohjelmistoa, mikä parantaa leikkauksen jälkeisen sädehoidon tavoitevolyymien rajaamista potilaille, joilla on pään ja kaulan syöpä.

Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on mitata potilaskohtaisten 3D-näytekarttojen vaikutusta adjuvanttisäteilyn määrään ja kriittisten elinten annoksiin. Kaikki potilaat saavat normaalin hoidon jälkeistä sädehoitoa, johon kokeelliset 3D-näytekartat eivät vaikuta. Toissijaisena tavoitteena on osoittaa 3D-näytekartoitustyökalujen sisällyttäminen leikkauksen jälkeiseen viestintään ja selvittää, parantaako 3D-näytekartan käyttö postoperatiivista viestintää kirurgien, patologien ja säteilyonkologien välillä.

Tavoite #1 – Mittaa potilaskohtaisten 3D-näytekarttojen vaikutusta adjuvanttisädehoitokenttiin. Tutkijat olettavat, että virtuaalisen 3D-näytekartoituksen käyttö sädehoidon suunnittelussa vaikuttaa kliinisiin kohdetilavuuksiin (CTV:t) primaariseen kasvainsänkyyn (CTVp) ja/tai tehoste (CTVb) ja annokset vierekkäisiin riskialttiisiin elimiin, koska karkean ja mikroskooppisen kasvaimen osallisuuden ymmärtäminen on parantunut.

Tutkijat vertaavat tilavuusmittauksia kahden sädehoitosuunnitelman CTV:n välillä: toisessa käytetään standardinmukaisia ​​hoitosuunnittelutekniikoita ja toisessa on lisätty virtuaalinen 3D-näytekartoitus. Tutkijat vertailevat myös sädehoitoannoksia määrittääkseen mahdolliset muutokset viereisissä riskialttiissa elimissä kahden sädehoitosuunnitelman välillä. Kaikkia potilaita hoidetaan standardinmukaisella hoitosäteilysuunnitelmalla, joka ei sisällä 3D-näytetyökalua.

Tavoite #2 - Tutkia 3D-näytekartoituksen subjektiivista hyötyä postoperatiivisessa kommunikaatiossa säteilyonkologin kanssa.

Tutkijat olettavat, että 3D-skannaus ja näytteiden kartoitus hyödyttävät keskeisiä sidosryhmiä (kirurgit, patologit, säteilyonkologit). Tutkimuksia suoritetaan tutkimuksen alussa ja lopussa, jotta voidaan arvioida 3D-näytetyökalun havaittu vaikutus säteilykentän suunnittelun kannalta merkityksellisen patologian postoperatiiviseen viestintään (eli positiivisten tai läheisten marginaalien sijainti, karkean kasvaimen suuntaus näyte, resektoidun näytteen tilavuus jne.).