التصور ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر في علاج سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا

Summary

في تشخيص وعلاج سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا ، يمكن أن يوفر تطبيق إعادة الإعمار ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر معلومات إضافية فيما يتعلق بنطاق الورم والخصائص التشريحية ، وبالتالي المساعدة في تقييم المخاطر والتخطيط الجراحي.

Abstract

يمثل تشخيص وعلاج سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا تحديا. يكمن التحدي في تقييم نطاق الورم وصياغة خطة علاج فردية. التصور ثلاثي الأبعاد (3D) لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في مجال الطب ، على الرغم من وجود تطبيقات محدودة في سرطان الغدة الدرقية. طبقنا سابقا التصور 3D لتشخيص وعلاج سرطان الغدة الدرقية. من خلال جمع البيانات ، والنمذجة ثلاثية الأبعاد ، والتقييم قبل الجراحة ، يمكننا الحصول على معلومات ثلاثية الأبعاد فيما يتعلق بمخطط الورم ، وتحديد مدى غزو الورم ، وإجراء إعداد مناسب قبل الجراحة وتقييم المخاطر الجراحية. تهدف هذه الدراسة إلى إثبات جدوى التصور 3D في سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا. يمكن أن يكون التصور 3D بمساعدة الكمبيوتر طريقة فعالة لتقييم دقيق قبل الجراحة ، وتطوير الأساليب الجراحية ، وتقصير وقت الجراحة ، وتقليل المخاطر الجراحية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يساهم في التعليم الطبي والتواصل بين الطبيب والمريض. ونحن نعتقد أن تطبيق تكنولوجيا التصور 3D يمكن أن تحسن النتائج ونوعية الحياة في المرضى الذين يعانون من سرطان الغدة الدرقية المتقدمة محليا.

Introduction

سرطان الغدة الدرقية هو سابع أكثر الأورام الخبيثة شيوعا في الصين¹ ، والجراحة هي أهم طريقة علاج ^2,3. يرتبط الاستئصال الكامل للورم بقوة بمعدلات بقاء عالية ونوعية حياة جيدة في المرضى الذين يعانون من سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا ^3,4 ؛ ومع ذلك ، فإن هذا النوع من الاستئصال يمثل تحديا. تحتوي الرقبة على أعضاء وأنسجة مهمة ، مثل القصبة الهوائية والمريء والشريان السباتي المشترك. يعد استئصال سرطان الغدة الدرقية المتقدم أكثر خطورة وصعوبة بالنظر إلى قرب هذه الأورام من الأعضاء المهمة والأوعية الدموية الكبيرة في الرقبة والمنصف ^5,6. وبالتالي ، من الضروري إجراء تقييم كاف قبل الجراحة.

حاليا ، يوفر التصوير المقطعي المحوسب (CT) والرنين المغناطيسي (MRI) والتصوير بالموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة ، والتي تستخدم على نطاق واسع في الإعدادات السريرية ، رؤية ثنائية الأبعاد (2D) ، مما يحد من تقييم حجم الورم وحدوده وعلاقاته مع الهياكل المحيطة المهمة ^7,8. مطلوب خبرة سريرية كبيرة وتجربة وخطأ فعال قبل أن يتمكن الجراحون من ترجمة صور 2D إلى مساحة 3D. يمكن للتصور ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر استخدام التصوير ثنائي الأبعاد لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد أكثر سهولة يمكن استخدامه للتخطيط قبل الجراحة واختيار خطة العلاج ، مما يجعل التواصل بين الطبيب والمريض أكثر سهولة ويقلل من الخلافات بين الطبيب والمريض. على الرغم من أن النموذج يوفر تصور 3D ، إلا أنه غير ملموس. هذا التقييم والتحضير قبل الجراحة الموجهة 3D يمكن تقصير الوقت الجراحي وتقليل المخاطر الجراحية. تم استخدام نهج 3D على نطاق واسع في جراحة الكبد والقنوات الصفراوية وجراحة العظام وجراحة الفم والوجه والفكين^9،10. في سرطان الغدة الدرقية ، يستخدم التصور ثلاثي الأبعاد حاليا للمساعدة في التشخيص بالموجات فوق الصوتية وفي صياغة الخطط الجراحية¹¹،12،¹³،^14،15.

لذلك ، نعتقد أنه يمكن تطبيق التصور 3D بسهولة لتشخيص وعلاج سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا. تتضمن طريقة التصور هذه اكتساب التصوير المقطعي المحوسب ، ونمذجة 3D بمساعدة الكمبيوتر ، والتقييم قبل الجراحة باستخدام نماذج ثلاثية الأبعاد. يمكن استخدام نماذج 3D لتحديد الصعوبات الجراحية والمخاطر الجراحية والحالة الوظيفية المحتملة بعد العملية الجراحية. يمكن للجراحين الانخراط في التواصل التفصيلي بين الطبيب والمريض ، وصياغة الخطة الجراحية ، والتحضير الجراحي المقابل¹⁶. علاوة على ذلك ، يمكن أن توفر هذه الطريقة تقييما مناسبا قبل الجراحة للمرضى ، وتقلل من المخاطر الجراحية ، وتحسن رضا المرضى دون زيادة صدمة المريض.

Protocol

تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة هذا من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى سيتشوان للسرطان (تاريخ الموافقة: 27 سبتمبر 2019). تم تنفيذ جميع الإجراءات التي تنطوي على مشاركين بشريين وفقا للمعايير الأخلاقية للجان البحوث المؤسسية والوطنية ، وكذلك إعلان هلسنكي لعام 1964 وتعديلاته اللاحقة. تم الحصول على موافقة خطية مستنيرة من جميع المرضى قبل الجراحة.

1. معايير الإدراج والاستبعاد

1. قم بتضمين المرضى إذا (1) لديهم سرطان الغدة الدرقية المؤكد مرضيا ويحتاجون إلى علاج جراحي ؛ (2) لديهم تسلل ورم موضعي واسع النطاق ، مثل T3-T4 (اللجنة الأمريكية المشتركة لمكافحة السرطان TNM ، الطبعة الثامنة) ، أو إذا غزت الآفات النقيلية هياكل مهمة مثل القصبة الهوائية والمريء والأوعية الكبيرة ؛ (3) يتطوعون هم وأفراد أسرهم للتصور ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر ؛ و (4) لم يكن لديهم موانع للتخدير.
2. استبعاد المرضى إذا لم يخضعوا للعلاج الجراحي.

2. اقتناء التصوير

1. احصل على صور مقطعية بسيطة ومحسنة (بما في ذلك المراحل الوريدية والشريانية) للمرضى باستخدام نظام التصوير المقطعي المحوسب الحلزوني المكون من 256 طبقة. معلمات المسح هي كما يلي: 120 كيلو فولت ، 120 مللي أمبير ، مصفوفة 512 × 512 ، سمك طبقة 0.625 مم ، عتبة 150 HU ، وتأخير مسح الشرايين 10-20 ثانية.
2. الحصول على بيانات المسح من نظام التصوير المقطعي المحوسب بتنسيق DICOM.

3. النمذجة ثلاثية الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر

1. استيراد البيانات إلى برنامج التصور ثلاثي الأبعاد (الشكل 1 أ).
   1. انقر فوق الزر فتح لتحديد المستند الذي يحتوي على بيانات المريض بتنسيق DICOM. استيراد البيانات إلى البرنامج.
   2. قم بمعالجة البيانات الخاصة بالتنعيم الغاوسي إذا كانت البيانات الأصلية تحتوي على الكثير من ضوضاء الصورة (الشكل 1B). حدد البيانات بزر الفأرة الأيمن ، ثم انقر فوق زر Gaussian Smoothing .
2. إعادة بناء الهياكل المختلفة في المنطقة المستهدفة (الصدر والرقبة) بشكل فردي.
   1. حدد نماذج مختلفة (على سبيل المثال ، الجلد والعظام) في البرنامج وفقا للهيكل المراد إعادة بنائه (الشكل 2 أ).
   2. اضبط اللون والحد الأقصى والحد الأدنى بناء على الهيكل المعاد بناؤه على CT (الشكل 2B). تعيين عتبات مختلفة للعظام والجلد. اضبط العتبات العلوية والسفلية بناء على تأثير المعاينة المرصود (الشكل 2C).
   3. انقر فوق الزر "حساب " لإكمال إعادة بناء نموذج 3D الأولي (الشكل 2D).
3. تعديل البيانات المجزأة.
   1. بمجرد الحصول على بيانات تجزئة الهياكل مثل الأوعية الدموية والجلد والعظام (الأشكال 3A-C) ، استخدم زر خوارزمية التنعيم لتحسين البيانات المجزأة والتأكد من تطابق حواف سن المنشار المعاد بناؤها مع الأنسجة الحقيقية.
   2. بعد ذلك ، استخدم زر التنقل بنقرة واحدة لتحديد موقع الصور 2D و 3D (الشكل 3D) ، وتحديد ما إذا كان تأثير التجزئة دقيقا. استخدم أداة القلم أو الفرشاة لإصلاح الطبقات غير الصحيحة (الشكل 3E).
      ملاحظة: يتم تحقيق النمذجة 3D بعد الحصول على بيانات التجزئة لجميع الهياكل.

4. تقييم ما قبل الجراحة

1. عرض نموذج 3D ، وإيلاء اهتمام وثيق لحجم الورم وموقعه والعلاقات بين الورم والأنسجة المجاورة باستخدام وظائف التكبير والدوران وشفافية الأنسجة والفصل ومجموعة من الهياكل المختلفة. على سبيل المثال ، لاحظ مدى غزو الورم في الشريان السباتي المشترك والمريء والقصبة الهوائية.
2. تحديد نطاق الاستئصال الجراحي ، ودرجة الضعف الوظيفي بعد الاستئصال ، وخطة العلاج المساعد بعد العملية الجراحية بناء على تقييم نموذج 3D. تنفيذ اتصال فعال وبديهي بين الطبيب والمريض لتلبية توقعات المريض وشرح خطة علاج الجراح.

5. الجراحة

1. إزالة الورم وفقا لخطة ما قبل الجراحة والملاحظات أثناء العملية للورم والأعضاء الحيوية المصابة.
2. إجراء جراحة الحد من الورم مع وضع العلامات أثناء العملية للعلاج المساعد بعد العملية الجراحية في حالة عدم وجود خطة إصلاح.
3. إصلاح العيوب الناجمة عن الاستئصال ، وإجراء إعادة البناء الوظيفي حسب الضرورة بناء على الخطة التشغيلية والوضع أثناء العملية.

النتائج

من ديسمبر 2017 إلى يوليو 2021 ، خضع 23 مريضا يعانون من سرطان الغدة الدرقية المتقدم محليا لنمذجة ثلاثية الأبعاد. ومن بين هؤلاء المرضى البالغ عددهم 23 مريضا، تم استبعاد 4 مرضى من الجراحة بسبب المخاطر الجراحية، وعولج المرضى ال 19 الباقون بالجراحة بعد النمذجة ثلاثية الأبعاد (الجدول 1). كان جم?...

Discussion

بالنسبة لسرطان الغدة الدرقية المتمايز المتكرر والنقيلي (DTC) ، لا يزال العلاج الجراحي مفضلا¹⁷. معدل البقاء على قيد الحياة الخاص بالمرض لمدة 5 سنوات للمرضى الذين يعانون من استئصال DTC و R0 هو 94.4٪ ، وهو أعلى بكثير من المرضى الذين يعانون من استئصال R1 (67.9٪) ². يعد تحقيق السيط?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Brilliance 256-layer spiral CT system	Philips Healthcare, Andover, MA, USA	N/A	Used for plain and enhanced CT imaging
3D-Matic digital medical software application	Anhui King Star Digital S&T Co. Ltd.	N/A	Used for computer-aided 3D visualization reconstruction