Name: integrating augmented reality tools in breast cancer related lymphedema prognostication and diagnosis
Uploaded: 2020-02-06T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis at JoVE.com

Deze studie werd goedgekeurd door de Institutionele Toetsingscommissies van de auteursinstellingen. Dit protocol is van toepassing op knooppuntpositief (d.w.z. N>1 volgens het TNM-stagingsysteem)14 borstkankers met LVI en/of ENE.
1. Real-time armmetingen
<ol><li>Installeer de gratis downloadbare applicatie (bijvoorbeeld Captevia) op een tabletcomputer.</li>
	<li>Neem een marker van de kleur met het hoogste contrast ten opzichte van de huid van de patiënt (bijvoorbeel...

<ol>
	<li>Michelotti, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tackling+the+diversity+of+breast+cancer+related+lymphedema:+Perspectives+on+diagnosis,+risk+assessment,+and+clinical+management.">Tackling the diversity of breast cancer related lymphedema: Perspectives on diagnosis, risk assessment, and clinical management.</a> Breast. 44, 15-23 (2018).</li><li>Noguchi, M., Yokoi, M., Nakano, Y., Ohno, Y., Kosaka, T., Singh, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axillary+reverse+mapping+in+breast+cancer.">Axillary reverse mapping in breast cancer.</a> Radioisotopes - Applications in Bio-Medical Science. , (2011).</li><li>Wilke, L. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+complications+associated+with+sentinel+lymph+node+biopsy:+results+from+a+prospective+international+cooperative+group+trial.">Surgical complications associated with sentinel lymph node biopsy: results from a prospective international cooperative group trial.</a> Annals of Surgical Oncology. 13 (4), 491-500 (2006).</li><li>Taghian, N. R., Miller, C. L., Jammallo, L. S., O'Toole, J., Skolny, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lymphedema+following+breast+cancer+treatment+and+impact+on+quality+of+life:+a+review.">Lymphedema following breast cancer treatment and impact on quality of life: a review.</a> Critical Reviews in Oncology/Hematology. 92 (3), 227-234 (2014).</li><li>Dean, L. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=34;It+still+affects+our+economic+situation&amp;#34;:+long-term+economic+burden+of+breast+cancer+and+lymphedema.">34;It still affects our economic situation&amp;#34;: long-term economic burden of breast cancer and lymphedema.</a> Supportive Care in Cancer. , (2018).</li><li>Invernizzi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lymphovascular+invasion+and+extranodal+tumour+extension+are+risk+indicators+of+breast+cancer+related+lymphoedema:+an+observational+retrospective+study+with+long-term+follow-up.">Lymphovascular invasion and extranodal tumour extension are risk indicators of breast cancer related lymphoedema: an observational retrospective study with long-term follow-up.</a> BMC Cancer. 18 (1), 935 (2018).</li><li>Invernizzi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+Cancer+Systemic+Treatments+and+Upper+Limb+Lymphedema:+A+Risk-Assessment+Platform+Encompassing+Tumor-Specific+Pathological+Features+Reveals+the+Potential+Role+of+Trastuzumab.">Breast Cancer Systemic Treatments and Upper Limb Lymphedema: A Risk-Assessment Platform Encompassing Tumor-Specific Pathological Features Reveals the Potential Role of Trastuzumab.</a> Journal of Clinical Medicine. 8 (2), (2019).</li><li>Kilbreath, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risk+factors+for+lymphoedema+in+women+with+breast+cancer:+A+large+prospective+cohort.">Risk factors for lymphoedema in women with breast cancer: A large prospective cohort.</a> Breast. 28, 29-36 (2016).</li><li>Sun, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+need+for+preoperative+baseline+arm+measurement+to+accurately+quantify+breast+cancer-related+lymphedema.">The need for preoperative baseline arm measurement to accurately quantify breast cancer-related lymphedema.</a> Breast Cancer Research and Treatment. 157 (2), 229-240 (2016).</li><li>Deltombe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+and+limits+of+agreement+of+circumferential,+water+displacement,+and+optoelectronic+volumetry+in+the+measurement+of+upper+limb+lymphedema.">Reliability and limits of agreement of circumferential, water displacement, and optoelectronic volumetry in the measurement of upper limb lymphedema.</a> Lymphology. 40 (1), 26-34 (2007).</li><li>Tewari, N., Gill, P. G., Bochner, M. A., Kollias, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+volume+displacement+versus+circumferential+arm+measurements+for+lymphoedema:+implications+for+the+SNAC+trial.">Comparison of volume displacement versus circumferential arm measurements for lymphoedema: implications for the SNAC trial.</a> ANZ Journal of Surgery. 78 (10), 889-893 (2008).</li><li>Cau, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+between+circumferential+method+and+laser+scanner+3D+method+for+the+evaluation+of+arm+volume+in+healthy+subjects.">Comparative study between circumferential method and laser scanner 3D method for the evaluation of arm volume in healthy subjects.</a> Journal of Vascular Surgery: Venous and Lymphatic Disorders. 4 (1), 64-72 (2016).</li><li>Hameeteman, M., Verhulst, A. C., Vreeken, R. D., Maal, T. J., Ulrich, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+stereophotogrammetry+in+upper-extremity+lymphedema:+An+accurate+diagnostic+method.">3D stereophotogrammetry in upper-extremity lymphedema: An accurate diagnostic method.</a> Journal of Plastic, Reconstructive &amp; Aesthetic Surgery. 69 (2), 241-247 (2016).</li><li>Amin, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> AJCC Cancer Staging Manual. , (2017).</li><li>Kamper, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+Perceived+Effect+scales+provided+reliable+assessments+of+health+transition+in+people+with+musculoskeletal+disorders,+but+ratings+are+strongly+influenced+by+current+status.">Global Perceived Effect scales provided reliable assessments of health transition in people with musculoskeletal disorders, but ratings are strongly influenced by current status.</a> Journal of Clinical Epidemiology. 63 (7), 760-766 (2010).</li></ol>

Het gebruik van een nauwkeurig en betrouwbaar hulpmiddel voor het meten van het ledematenvolume is verplicht bij overlevenden van borstkanker, aangezien een vroege diagnose van BCRL gerelateerd is aan verbeterde resultaten. Bovendien moet de identificatie van personen met een hoog risico niet alleen rekening houden met klinische en chirurgische gegevens, maar ook tumorspecifieke pathologische kenmerken. Deze studie toont de reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid van een nieuwe draagbare 3DLS apparaat in bovenste ledemate...

Borstkankergerelateerd lymfoedeem (BCRL) is vochtretentie in het bovenste uiteinde dat optreedt na axillaire chirurgie en/of bestraling bij ongeveer 20-80% van borstkankerpatiënten met lymfekliermetastasen (N>1)1,2,3. Deze aandoening resulteert in zwelling van de ledemaat met latere verminderde functionaliteit, verhoogd risico op comorbiditeiten, frustratie, angst en depressie4,5. BCRL wordt momenteel beschouwd als een langdurige bedreiging voor overlevenden van borstkanker, gezien het feit dat het kan ontstaan tot 9 jaar na de operatie6.
BCRL pathogenese is een onderwerp van levendig debat onder borstkanker specialisten. Daarom hebben verschillende studies aangetoond dat het niet alleen te maken kan hebben met axillaire interventies, maar ook met systemische behandelingen, zoals taxanes-gebaseerde chemotherapie en anti-HER2 therapie7,8. Bovendien zijn er recente aanwijzingen dat tumorspecifieke pathologische kenmerken betrokken zijn bij de pathogenese1,6,7. Om deze reden is de invasie van lymferuimten aan de periferie van de tumor door neoplastische cellen (lymfovasculaire invasie, LVI) en van de uitbreiding van de metastase voorbij de lymfekliercapsule (extra-nodale extensie, ENE) voorgesteld als een aanvullende analyse voor BCRL-risicostratificatie6,7.
Ondanks de nieuwe inzichten van bcrl biologie, de arm volume meting blijft een hoeksteen fase in de diagnose en follow-up van deze patiënten9. Voor deze taak zijn er echter geen algemeen aangenomen richtsnoeren. De meting van meerdere omtreks over de arm is traditioneel gebruikt om het totale volume te schatten met behulp van de afgeknotte kegel formule10. Ondanks de betrouwbaarheid ontbreekt deze circumferential methode (CM) echter aan gevoeligheid en reproduceerbaarheid, met name in het geval van onregelmatigheden in de armvorm11. De laatste tijd zijn augmented reality-methoden, zoals driedimensionale laserscanner (3DLS), naar voren gekomen als veelbelovend instrument voor het meten van het volume van de bovenste ledematen12. Deze technologie is goedkoop, gebruiksvriendelijk, reproduceerbaar en uiterst nauwkeurig ook in aanwezigheid van gibbousness en zwelling12,13.
Het doel van deze studie was om de betrouwbaarheid van 3DLS te beoordelen in vergelijking met de circumferential methode voor BCRL diagnose en kwantificering. Hier wordt een protocol gedetailleerd voor real-time metingen van het bovenste ledemaatvolume door middel van 3DLS bij borstkankerpatiënten met een verhoogd risico op BCRL.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Structure sensor + Captevia V3.1</td>
			<td>Rodin4D, Rodin SAS</td>
			<td></td>
			<td>Three dimensional laser scanner</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

integrating augmented reality tools in breast cancer related lymphedema prognostication and diagnosis

Borstkanker gerelateerde lymfoedeem (BCRL) is een schadelijke aandoening gekenmerkt door vochtophoping in de bovenste ledemaat bij borstkanker patiënten onderworpen aan axillaire chirurgie en / of straling. De etiologie is multifactorieiaal en bevat ook tumorspecifieke pathologische kenmerken, zoals lymfovasculaire invasie (LVI) en extranodale extensie (ENE). Tot op heden zijn er geen richtlijnen voor algemeen gebruik voor de vroege diagnose van BCRL beschikbaar. Hier illustreren we een protocol voor een digitaal ondersteunde BCRL-beoordeling met behulp van een 3D-laserscanner (3DLS) en een tabletcomputer. Het is specifiek geoptimaliseerd in een ontdekkingscohort van hoog-risico borstkankerpatiënten. Deze studie biedt een proof-of-principle dat augmented reality tools, zoals 3DLS, kunnen worden opgenomen in de klinische workup van BCRL om een nauwkeurige, reproduceerbare, betrouwbare en goedkope diagnose mogelijk te maken.

Dit was een pilot eenblinde, gerandomiseerde gecontroleerde studie waarbij volwassen individuen. Inclusiecriteria waren de volgende: 1) jongvolwassenen van >18 en <45 jaar; 2) normaal gewicht (body mass index, BMI, >18 en <25 kg/m2); 3) het ontbreken van enige vorm van huidletsel op het niveau van de bovenste ledematen; 4) afwezigheid van trauma en/of enige vorm van aandoening die de armstructuur en het volume kan wijzigen. De uitsluitingscriteria: 1) cardiovasculaire comorbidi...

Watch this Scientific Journal Video about Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis at JoVE.com

Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis

Borstkanker gerelateerde lymfoedeem komt vaak voor bij overlevenden van borstkanker, maar er zijn niet op grote schaal gebruikt richtlijnen voor de diagnose en kwantificering. Hier introduceren we een betrouwbaar en kosteneffectief protocol om het volume van de bovenste ledematen bij borstkankerpatiënten te definiëren, te kwantificeren en te vergelijken.

Integratie van Augmented Reality Tools in borstkanker gerelateerde lymfoedeem prognosticatie en diagnose

Breast cancer related lymphedema (BCRL) is a detrimental condition characterized by fluid accumulation in the upper limb in breast cancer patients ...

De laser scan driedimensionale apparaat maakt een snelle en reproduceerbare meting van de bovenste ledematen volume zonder direct contact met de huid van patiënten. Bovendien is de technologie goedkoop, gebruiksvriendelijk, reproduceerbaar en uiterst nauwkeurig, zelfs in aanwezigheid van gibbousness en zwelling. Het aantonen van de procedure zal Dr. Lorenzo Lippi van onze onderzoeksgroep zijn.Begin met het installeren van een gratis downloadbare 3D-laserscantoepassing op een tabletcomputer. Gebruik vervolgens een marker van de hoogste contrastkleur in vergelijking met de huid van de patiënt om de huid van de bovenste ledemaat te markeren die moet worden geanalyseerd op vijf centimeter oriëntatiepunten vanaf de pols tot de elleboog en van de elleboog tot het proximale gedeelte van de arm. Teken omtrek rond de bovenste ledemaat te worden geanalyseerd op het niveau van elke mijlpaal en de positie van de patiënt in een rechte positie in een kamer met voldoende ruimte om ze te bewegen.Verhoog de bovenste ledematen van de patiënt anteriorly met 90 graden en vraag de patiënt om in deze positie te blijven zonder te bewegen voor de gehele duur van de scan. Koppel een 3D-laserscannerapparaat aan de tablet en open de toepassing van de 3D-laserscanner. Voer de referenties van de patiënt in de patiëntendatabase in en klik op verbinding en plus om een nieuwe patiënt in te voeren.Wanneer alle patiëntgegevens zijn ingevoerd, klikt u op het 3D-pictogram en gebruikt u twee vingers om de afstand en grootte van de kubus op het scherm aan te passen om het te onderzoeken gebied te selecteren. Klik op scannen en start de driedimensionale scan, framing de bovenste ledemaat van de patiënt op alle vlakken van de ruimte, draaien rond de ledemaat vanuit alle hoeken meerdere keren om de kwaliteit van het verworven beeld te optimaliseren. Wanneer de overname is voltooid, druk op gedaan.Bekijk vervolgens het formulier om eventuele acquisitiefouten of ontbrekende onderdelen zo nodig te beoordelen. Selecteer vervolgens de acquisitie en druk op het pictogram om een e-mail in te voeren en het bestand te verzenden. Download op de desktopcomputer de gegevens die via e-mail worden verzonden en plaats een USB-station met de softwarelicentie voor de 3D-laserscannersoftware.Na het openen van het gegevensbestand bekijkt u de scan en klikt u op Nieuwe patiënt maken. Selecteer onder het bestandsmenu het patiëntenbestand en selecteer de scan. Klik op uitpakken.Selecteer de uitgepakte scan en klik op schoonmaken. Selecteer vervolgens de afbeelding en oriënteer de afbeelding in de ruimte met behulp van de huidoriëntatiepunten om eventuele segmenten in de scan op de verschillende assen af te snijden indien nodig. Valideer de snijfiguur en geef de vorm van de scan een naam.Klik op Een nieuwe vorm maken om de vormas op de drie vlakken van de ruimte te oriënteren. Klik op volgende en wacht op de generatie van het definitieve formulier en klik op einde. Selecteer het verwerkte formulier en klik op Openen.De software zorgt voor het totale volume van het verwerkte formulier. Klik vervolgens op volume om het volume van de verschillende secties te berekenen en de bovenste en onderste marge van de sectie te selecteren waaruit het volume moet worden geëxtraheerd. In deze representatieve studie werden 30 gezonde mannelijke en vrouwelijke volwassenen en 30 vrouwelijke borstkankerpatiënten die later borstkankergerelateerd lymfoedeem ontwikkelden, geëvalueerd.Arm volume metingen werden uitgevoerd met behulp van zowel de omtrek en 3D laser scanner methoden. In beide groepen toonden beide methoden een hoge mate van inter- en intraoperator reproduceerbaarheid aan met een gemiddelde R-kwadraat van 0,99 voor beide technieken. Bijgevolg vertoonde de gemiddelde waarde van de volumeberekeningen van de 3D-laserscanner ook een sterke correlatie met die van de omtrekmethode in beide groepen, zoals bevestigd door de plot Bland-Altman, die een hoog niveau van overeenstemming en consistentie tussen de twee verschillende metingen laat zien.Hoewel er voor en na een complexe decongestieve behandeling voor beide technieken in de patiëntengroep borstkanker verschillen werden waargenomen, was de correlatie met de 3D-laserscannermethode bovendien hoger dan die voor de omtrekmethode. Deze procedure kan worden gebruikt in elke fysiologische of pathologische aandoening die een volumetrische evaluatie van een deel van het lichaam vereisen. Het gebruik van deze techniek in een klinische omgeving kan verschillende problemen oplossen met betrekking tot de standaardisatie van volumetrische metingen in borstkankergerelateerdeem.

Research

JoVE Journal

Medicine

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Multi-modale beeldvorming van angiogenese in een Naakt ratmodel van borstkanker botmetastase Met behulp van Magnetic Resonance Imaging, Volumetrische computertomografie en Echografie

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Profiling of Estrogen-regulated MicroRNAs in Breast Cancer Cells

Profilering van oestrogeen-gereguleerde MicroRNA in borstkankercellen

Estrogen plays vital roles in mammary gland development and breast cancer progression. It mediates its function by binding to and activating the estrogen ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

Kwantificering van de Breast Cancer Cell Invasiviteit met een drie-dimensionale (3D) Model

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Voluntary Breath-hold Technique for Reducing Heart Dose in Left Breast Radiotherapy

Vrijwillige Breath-hold techniek ter vermindering Hart Dosis in linkerborst Radiotherapie

Breath-holding techniques reduce the amount of radiation received by cardiac structures during tangential-field left breast radiotherapy. With these ...

Mammosphere Formation Assay from Human Breast Cancer Tissues and Cell Lines

Mammosphere Formation Assay van menselijke borstkanker weefsels en cellijnen

Similar to healthy tissues, many blood and solid malignancies are now thought to be organised hierarchically, with a subset of stem-like cancer cells that ...

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

In vivo en ex vivo benaderingen van eierstokkanker uitgezaaide Kolonisatie van Milky Spot Structuren Bestudeer in peritoneale Adipose

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of ...

Systems Biology of Metabolic Regulation by Estrogen Receptor Signaling in Breast Cancer

Systems Biology van metabole regulatie van oestrogeenreceptor Signalering in Borstkanker

With the advent of the -omics approaches our understanding of the chronic diseases like cancer and metabolic syndrome has improved. However, effective ...

An Orthotopic Mouse Model of Spontaneous Breast Cancer Metastasis

Een orthotope Muis Model van Spontane uitzaaiing van borstkanker

Metastasis is the primary cause of mortality of breast cancer patients. The mechanism underlying cancer cell metastasis, including breast cancer ...

Studying the Role of Alveolar Macrophages in Breast Cancer Metastasis

Het bestuderen van de rol van alveolaire macrofagen in de uitzaaiing van borstkanker

This paper describes the application of the syngeneic model of breast cancer (4T1) to the studies on a role of pulmonary alveolar macrophages in cancer ...

Combining Augmented Reality and 3D Printing to Display Patient Models on a Smartphone

Augmented Reality en 3D-printen combineren om patiënt modellen op een smartphone weer te geven

Augmented reality (AR) has great potential in education, training, and surgical guidance in the medical field. Its combination with three-dimensional (3D) ...