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

Denne studien ble godkjent av Institutional Review Boards fra forfatternes institusjoner. Denne protokollen gjelder node-positive (dvs. N>1 i henhold til TNM-oppsamlingssystemet)14 brystkreft som viser LVI og/eller ENE.
1. Sanntids armmålinger
<ol><li>Installer gratis nedlastbart program (f.eks. Captevia) på en tavle-PC.</li>
	<li>Ta en markør av høyeste kontrastfarge sammenlignet med pasientens hud (f.eks. hvit, svart).<ol>
<li>Merk huden på øvre lem som skal a...

<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>

Bruken av et nøyaktig og pålitelig verktøy for volummåling av lemmer er obligatorisk hos brystkreftoverlevende, gitt at en tidlig diagnose av BCRL er relatert til forbedrede resultater. I tillegg bør identifisering av høyrisikopersoner vurdere ikke bare kliniske og kirurgiske data, men også tumorspesifikke patologiske egenskaper. Denne studien viser reproduserbarhet og pålitelighet av en ny bærbar 3DLS-enhet i øvre lem volummåling både hos friske forsøkspersoner og hos en BCRL kvinner med høyrisikofunksjone...

Brystkreftrelatert lymfødem (BCRL) er væskeretensjon i øvre ekstremitet som oppstår etter aksillær kirurgi og/eller strålebehandling hos ca. 20-80 % av brystkreftpasienter med lymfeknutemetastaser (N>1)1,2,3. Denne tilstanden resulterer i hevelse i lemmen med påfølgende redusert funksjonalitet, økt risiko for komorbiditeter, frustrasjon, angst og depresjon4,5. BCRL er for tiden ansett som en langvarig trussel for brystkreft overlevende gitt at det kan oppstå opptil 9 år etter operasjonen6.
BCRL patogenese er et tema for livlig debatt blant brystkreftspesialister. Derfor har flere studier vist at det kan være relatert ikke bare til aksillære intervensjoner, men også til systemiske behandlinger, som takbierbasert kjemoterapi og anti-HER2 terapi7,8. Videre er det nyere linjer med bevis som tyder på at tumorspesifikke patologiske egenskaper er involvert i patogenesen1,6,7. Av denne grunn har invasjonen av lymfovaskulære rom i periferien av svulsten av neoplastiske celler (lymfovaskulær invasjon, LVI) og forlengelsen av metastase utover lymfeknutekapselen (ekstranodal forlengelse, ENE) blitt foreslått som en komplementær analyse for BCRL risikostratifisering6,7.
Til tross for den nye innsikten i BCRL-biologien, forblir armvolummålingen en hjørnesteinsfase i diagnosen og oppfølgingen av disse pasientene9. For denne oppgaven er det imidlertid ikke allment vedtatte retningslinjer. Målingen av flere omkretser over armen har tradisjonelt blitt brukt til å estimere det totale volumet ved hjelp av den avkortede kjegleformelen10. Til tross for sin pålitelighet, mangler imidlertid denne omkretsmetoden (CM) følsomhet og reproduserbarhet, spesielt når det gjelder armformuregelmessigheter11. I det siste har utvidet virkelighetsmetoder, for eksempel tredimensjonal laserskanner (3DLS), dukket opp som lovende verktøy for måling av øvre lem volum12. Denne teknologien er billig, brukervennlig, reproduserbar, og ekstremt presis også i nærvær av gibbousness og hevelse12,13.
Målet med denne studien var å vurdere påliteligheten til 3DLS i forhold til omkretsmetoden for BCRL-diagnose og kvantifisering. Her er en protokoll detaljert for sanntidsmålinger av øvre lemvolum ved hjelp av 3DLS hos brystkreftpasienter med økt risiko for 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

Brystkreftrelatert lymfødem (BCRL) er en skadelig tilstand preget av væskeakkumulering i øvre del av brystkreftpasienter utsatt for aksillær kirurgi og/eller stråling. Dens etiologi er multifaktoriell og inkluderer også tumorspesifikke patologiske egenskaper, som lymfovaskulær invasjon (LVI) og ekstranodal forlengelse (ENE). Til dags dato er ingen allment brukte retningslinjer for tidlig diagnose av BCRL tilgjengelig. Her illustrerer vi en protokoll for en digitalt assistert BCRL-vurdering ved hjelp av en 3D-laserskanner (3DLS) og en tavle-PC. Det har blitt spesielt optimalisert i en oppdagelseskohort av høyrisiko brystkreftpasienter. Denne studien gir et prinsippbevis om at verktøy for utvidet virkelighet, for eksempel 3DLS, kan innlemmes i den kliniske utarbeidelsen av BCRL for å tillate en presis, reproduserbar, pålitelig og billig diagnose.

Dette var en pilot enblind, randomisert kontrollert studie som involverte voksne personer. Inkluderingskriterier var følgende: 1) unge voksne i alderen >18 og <45 år; 2) normal vekt (kroppsmasseindeks, BMI, >18 og <25 kg/m2); 3) fravær av noen form for hudlesjon på øvre lem nivå; 4) fravær av traumer og / eller noen form for tilstand i stand til å endre arm struktur og volum. Unntakskriteriene: 1) kardiovaskulære komorbiditeter; 2) vaskulære sykdommer som involverer ?...

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

Brystkreftrelatert lymfødem er hyppig hos brystkreftoverlevende, men det er ikke allment benyttede retningslinjer for diagnose og kvantifisering. Her introduserer vi en pålitelig og kostnadseffektiv protokoll for å definere, kvantifisere og sammenligne øvre lemvolum hos brystkreftpasienter.

Integrere augmented reality verktøy i brystkreft relatert lymfødem prognose og diagnose

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

Laserskanningen tredimensjonal enhet gir en rask og reproduserbar måling av øvre lem volum uten å kreve direkte kontakt med huden på pasientene. I tillegg er teknologien billig, brukervennlig, reproduserbar og ekstremt presis selv i nærvær av gibbousness og hevelse. Å demonstrere prosedyren vil være Dr.Lorenzo Lippi fra vår forskningsgruppe.Begynn med å installere et gratis nedlastbart 3D-laserskanningsprogram på en tavle-PC. Deretter bruker du en markør av den høyeste kontrastfargen sammenlignet med pasientens hud for å markere huden på øvre lem som skal analyseres ved fem centimeter landemerker som starter fra håndleddet til albuen og fra albuen til den proksimale delen av armen. Tegn omkretser rundt øvre lem som skal analyseres på nivået av hvert landemerke og plasser pasienten i oppreist stilling i et rom med tilstrekkelig plass til å bevege seg rundt dem.Hev pasientens øvre lem fremre med 90 grader og be pasienten om å forbli i denne posisjonen uten å bevege seg for hele skanningen. Koble en 3D laserskannerenhet til nettbrettet og åpne 3D laserskannerprogrammet. Skriv inn pasientens legitimasjon i pasientdatabasen og klikk tilkobling og pluss for å angi en ny pasient.Når all pasientinformasjonen er angitt, klikker du på 3D-ikonet og bruker to fingre til å justere avstanden og størrelsen på kuben på skjermen for å velge området som skal undersøkes. Klikk skann og start den tredimensjonale skanningen, innramming av pasientens øvre lem på alle flyene i rommet, roterer rundt lemmen fra alle vinkler flere ganger for å optimalisere kvaliteten på det oppkjøpte bildet. Når oppkjøpet er fullført, trykker du ferdig.Deretter reviderer du skjemaet for å vurdere eventuelle anskaffelsesfeil eller manglende deler etter behov. Deretter velger du oppkjøpet og trykker på ikonet for å skrive inn en e-post og sende filen. På den stasjonære datamaskinen laster du ned dataene som sendes via e-post, og setter inn en USB-stasjon med programvarelisensen for 3D-laserskannerprogramvaren.Når du har åpnet datafilen, kan du se skanningen og klikke på Opprett ny pasient. Velg pasientfilen under filmenyen og velg skanningen. Klikk på pakk ut.Velg den utpakkede skanningen, og klikk på rengjøring. Deretter velger du bildet og orienterer bildet i rommet ved hjelp av hudlandemerkene for å kutte av segmenter som er inkludert i skanningen på de ulike aksene etter behov. Valider den utkuttede figuren og gi figuren et navn som er hentet fra skanningen.Klikk opprett en ny figur for å orientere figuraksen på de tre planene i rommet. Klikk neste og vent på generering av det endelige skjemaet, og klikk avslutt. Velg det behandlede skjemaet, og klikk åpent.Programvaren vil gi det totale volumet av det behandlede skjemaet. Klikk deretter volum for å beregne volumet av de ulike delene og flytte og velge den øvre og nedre margen i delen for å trekke ut volumet. I denne representative studien ble 30 friske mannlige og kvinnelige voksne og 30 kvinnelige pasienter med brystkreft som senere utviklet brystkreftrelatert lymfødem evaluert.Armvolummålinger ble utført ved hjelp av både omkrets- og 3D-laserskannermetodene. I begge gruppene viste begge metodene høye nivåer av inter- og intraoperator reproduserbarhet med en gjennomsnittlig R kvadrert på 0,99 for begge teknikkene. Sammenlignet viste gjennomsnittsverdien av 3D laserskannervolumberegningene også en sterk korrelasjon med de fra omkretsmetoden i begge gruppene som bekreftet av Bland-Altman-plottet som viser et høyt nivå av enighet og konsistens mellom de to forskjellige målingene.Videre, selv om forskjeller ble observert før og etter kompleks decongestive behandling for begge teknikkene i brystkreft pasientgruppen, 3D laser skanner metoden korrelasjonen var høyere enn det som er observert for circumferential metoden. Denne prosedyren kan brukes i enhver fysiologisk eller patologisk tilstand som krever en volumetrisk evaluering av noen del av kroppen. Bruken av denne teknikken i en klinisk setting kan løse flere problemer knyttet til standardisering av volumetriske målinger i brystkreftrelatert lymfødem.

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-modal Imaging av angiogenese i en Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastase Bruke Magnetic Resonance Imaging, Volumetrisk computertomografi og ultralyd

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 av Østrogen-regulerte MicroRNAs i brystkreftceller

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

Kvantifisering av Breast Cancer Cell Invasivitet Ved hjelp av en tredimensjonal (3D) modell

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

Frivillig Breath-hold Teknikk for å redusere hjerte Dose i venstre bryst Strålebehandling

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 analysen fra Menneskelig Breast Cancer Vev og cellelinjer

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

I Vivo og Ex Vivo tilnærminger til Study Ovarian Cancer Metastatisk Kolonisering av Milky Spot Structures i Peritoneal 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 of Metabolic Regulation av østrogenreseptor signale i Breast Cancer

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

En ortotopiske Mouse Model of Spontan Breast Cancer Metastase

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

Studerer rolle alveolære makrofager i Breast Cancer Metastase

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

Kombinere utvidet virkelighet og 3D-utskrift for å vise pasient modeller på en smarttelefon

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