Studer første trinn til virtuell brystkreftlokalisering (Anatobreast)

Brystkreft er den hyppigst diagnostiserte kreftformen blant kvinner, med omtrent 42000 kvinner diagnostisert med brystkreft årlig i Frankrike. Forekomsten av brystkreft økte jevnt fra 1980 til 2005 på grunn av økende bruk av screening mammografi og lengre forventet levealder.

Med fremskritt innen screeningteknikker for brystkreft har mange kvinner nå oppdaget ondartede svulster før de blir klinisk håndgripelige. For disse kvinnene har brystbevarende kirurgi (BCS) blitt det foretrukne behandlingsalternativet, og omfatter mer enn 75 % av operasjonene i de fleste brystkreftsentre. Målet med BCS er å resektere svulsten med en omgivende margin av vev fri for kreft, samtidig som brystets generelle form og utseende bevares. For ikke-palpable lesjoner er det nødvendig med lokalisering av svulsten før kirurgi. Standardteknikken for slike pasienter er ledningslokalisering. Ledningslokalisering lider av flere begrensninger. Det legger til en annen prosedyre før operasjonen, og kompliserer og forlenger prosessen. Det kan være ubehagelig for pasienten og medføre ekstra kostnader. Denne teknikken krever at kirurgen estimerer den 3-dimensjonale (3D) posisjonen til kreften fra 2-dimensjonale mammografibilder. Trådlokalisert eksisjon resulterer i positive marginer omtrent 30-50 % av tiden. Disse tilfellene krever ytterligere kirurgi for å fjerne gjenværende kreft, som er både kostbart og følelsesmessig vanskelig for pasientene.

Alternativer til ledningslokalisering er testet. Radiostyrt okkult lesjonslokalisering (ROLL) har vist seg å være overlegen ledningslokalisering med kortere risiko for positive reseksjonsmarginer og kortere varighet av lokalisering og kirurgisk eksisjon.

Magnetisk resonansavbildning av brystet har vist seg å være mer følsom enn ultralyd eller mammografi for påvisning av kreft. Til tross for dette beviset, har bruk av MR ikke vist seg å gi bedre kortsiktige resultater: den prospektive randomiserte COMICE-studien klarte ikke å demonstrere en reduksjon i den positive marginfrekvensen og behov for re-eksisjon ved bruk av preoperativ MR. Forfatterne av COMICE-studien erkjente at manglende evne til utsatt MR til å resultere i reduserte positive marginfrekvenser kan skyldes måten bildedataene presenteres for kirurgen, og sa at "teknikker for å sikre optimal kirurgisk presisjon trenger ytterligere undersøkelser. '' Formen på brystet under prone MR-avbildning (med brystanhenget i en bilateral bildespiral) er radikalt forskjellig fra liggende, armutstrakt stilling i operasjonssalen (OR). Ryggliggende MR gjengir den kirurgiske posisjonen mer nøyaktig. Faktisk, en studie av Sakakibara et al. randomiserte pasienter med DCIS for å gjennomgå wire lokalisert eller liggende MR-veiledet BCS og fant at den positive marginfrekvensen og resekerte vevsvolum var lavere hos pasienter som gjennomgikk liggende MR-veiledet eksisjon.

Målet er å utvikle en ny teknikk for MR-veiledet brystsvulstlokalisering som inkluderer preoperativ MR og bruker en preoperativ og intraoperativ 3D optisk skanning for å justere MR-bildet til nøyaktig posisjon i operasjonssalen. Denne nye teknikken vil gi kirurgene 3D-visninger og målinger av tumorform og posisjon i brystet slik det ser ut under operasjonen.

METODER

1. Datainnsamling Data hentes fra databasen til den gynekologiske avdelingen ved Montpellier universitetssykehus, ved bruk av Medicalization Program of the Information Systems. Pasienten som har hatt en BCS for brystkreft mellom 2016 og 2017 velges. Etterforskeren inkluderer deretter fortløpende 10 pasienter som har hatt en preoperativ MR og en preoperativ og intraoperativ 3D optisk skanning av brystet og som oppfyller kvalifikasjonskriteriene. En emneidentifikasjonskode tildeles av etterforskeren til hvert individ for å anonymisere dataene. En emneidentifikasjonskodeliste lar etterforskeren holde en konfidensiell liste over navn på alle pasientene som er inkludert i studien på den beskyttede sentrale dataserveren til Montpellier universitetssykehus.

   1.1.Kliniske data Kilden til kliniske medisinske data er pasientens elektroniske journal. Dataene registrert av etterforskeren inkluderer navn, etternavn og fødselsdato til pasienten, koppstørrelse, dato for MR, lokalisering av brystkreft, dato for preoperativ 3D optisk skanning, dato for dato for kirurgisk prosedyre.

   1.2.Optiske skanninger Siden 2016, i gynekologisk avdeling ved Montpellier universitetssykehus, er det tatt bilder av brystet for hver pasient som gjennomgår en BCS. Preoperative, intraoperative og postoperative 3D optiske skanninger gjøres også. Optisk skanning oppnås med sensorstrukturen 3D-skanning. Oppkjøp tar noen minutter. Preoperativt og postoperativt er pasientene i stående stilling, armene bortført 45° med anatomiske landemerker markert på overflaten av huden (manubrium av sternum, xiphoid prosess, øvre kant av brystkjertelen, submammær fold). Intraoperativt lokaliseres svulsten ved radiostyrt okkult lesjonslokalisering og er markert på overflaten av brystet. To anskaffelser tas, før og etter at svulsten er lokalisert, med pasienter plassert i ryggleie, armene bortført 90°.

   1.3.Preoperativ bryst-MR Standard bryst-MR-protokoll inkluderer T2-sekvenser (anatomi og signalanalyse), T1-gradient-ekkosekvenser og injiserte dynamiske 3D-sekvenser (gadoliniumholdig kontrastmiddel). Pasientene plasseres i liggende stilling, armene over hodet, med begge brystene hengende i spiralløkkene. MR-data samles inn fra dataserveren til radiologiavdelingen, anonymiseres med fagidentifikasjonskoden og brennes deretter på CD. Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) data konverteres til MHD-format.

2. forskjellige trinn for å lage en 3D personlig brystmodell 2.1. 3D-rekonstruksjon av MR-data 3D-rekonstruksjonen krever segmentering av de anatomiske elementene i 2D-bildene. Segmentering gjøres ved hjelp av en dataprogramvare kalt Medical Image Segmentation Tool (MIST) som tillater halvautomatisk og manuell segmentering av følgende elementer: svulst, brystkjertel, brystben, hud, pectoralis major og mindre muskler. 3D-rekonstruksjonen utføres deretter ved en indirekte volumgjengivelsesmetode, de marsjerende kubene. Instant Mesh-programvare brukes deretter til etterbehandling.

   2.2. Registrering av 3D-rekonstruksjon til optiske skanninger Bilderegistrering er prosessen med å transformere forskjellige sett med data til ett koordinatsystem. Registreringsproblemet er å finne den optimale romlige transformasjonen som matcher bildene. Fordelene ved bruk av multimodale data har skapt behov for utvikling av svært nøyaktig og robust multimodal bilderegistrering.

   Anatoreg, en programvare designet av Anatoscope, tillater registrering av en referansemodell til et mål. I vår studie er referansemodellen 3D-rekonstruksjonen hentet fra bryst-MR. 3D-rekonstruksjonsdata er inkludert i en Sofa Modeling Language-fil (SML) som skal leses av registreringsprogramvaren. Målet er den optiske skanningen, tidligere behandlet takket være Blender (fjerning av gjenstander, aksekorreksjon, korrigering av måleenhet).

   Det første trinnet i registreringen er Interaction Closest Point-algoritmen (ICP). ICP-algoritmen søker etter det nærmeste punktet i referanseoverflaten for hvert punkt i måloverflaten uten noen begrensninger. Det andre trinnet er bruk av landemerker for å forbedre registreringen.

3. Evaluering av 3D-brystmodellen Tumorlokalisering av denne 3D-brystmodellen sammenlignes deretter med lokalisering ved ROLL. Den intraoperative 3D optiske skanningen gir oss tumorlokaliseringen oppnådd ved radiostyrt okkult lesjonslokalisering takket være pennemarkering etterlatt av kirurgen. Den nye teknikken gir oss en 3D-modell og lokaliseringen av svulsten synlig ved gjennomsiktighet. Sammenligning gjøres ved å legge begge anskaffelsene over hverandre.