Name: computer-aided three-dimensional visualization in the treatment of locally advanced thyroid cancer
Uploaded: 2023-06-09T14:20:00
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この研究プロトコルは、四川がん病院の倫理委員会によって承認されました(承認日:2019年9月27日)。人間が参加するすべての手順は、機関および国の研究委員会の倫理基準、および1964年のヘルシンキ宣言とその後の改訂に従って行われました。手術前にすべての患者から書面によるインフォームドコンセントが得られました。
1.選択基準と除外基準
<ol><li>(1)...

<ol>
	<li>Zheng, R., 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=Cancer+incidence+and+mortality+in+China,+2016.">Cancer incidence and mortality in China, 2016.</a> Journal of the National Cancer Center. 2 (1), 1-9 (2022).</li><li>Haugen, B. R., 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=2015+American+thyroid+association+management+guidelines+for+adult+patients+with+thyroid+nodules+and+differentiated+thyroid+cancer:+The+American+thyroid+association+guidelines+task+force+on+thyroid+nodules+and+differentiated+thyroid+cancer.">2015 American thyroid association management guidelines for adult patients with thyroid nodules and differentiated thyroid cancer: The American thyroid association guidelines task force on thyroid nodules and differentiated thyroid cancer.</a> Thyroid. 26 (1), 1 (2016).</li><li>Haddad, R. I., 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=Thyroid+carcinoma,+Version+2.2022,+NCCN+Clinical+practice+guidelines+in+oncology.">Thyroid carcinoma, Version 2.2022, NCCN Clinical practice guidelines in oncology.</a> Journal of the National Comprehensive Cancer Network: JNCCN. 20 (8), 925-951 (2022).</li><li>Wang, L. Y., 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=Operative+management+of+locally+advanced,+differentiated+thyroid+cancer.">Operative management of locally advanced, differentiated thyroid cancer.</a> Surgery. 160 (3), 738-746 (2016).</li><li>Shindo, M. 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=Management+of+invasive+well-differentiated+thyroid+cancer:+an+American+Head+and+Neck+Society+Consensus+Statement.+AHNS+Consensus+Statement.">Management of invasive well-differentiated thyroid cancer: an American Head and Neck Society Consensus Statement. AHNS Consensus Statement.</a> Head &amp; Neck. 36 (10), 1379-1390 (2014).</li><li>Li, X., Song, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+and+strategies+in+surgical+management+of+differentiated+thyroid+cancer+invading+upper+areodigestive+tracts.">Principles and strategies in surgical management of differentiated thyroid cancer invading upper areodigestive tracts.</a> Chinese Journal of Otorhinolaryngology. Head and Neck Surgery. 52 (06), 478-480 (2017).</li><li>Yamanaka, J., Saito, S., Fujimoto, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+preoperative+planning+using+virtual+segmental+volumetry+on+liver+resection+for+hepatocellular+carcinoma.">Impact of preoperative planning using virtual segmental volumetry on liver resection for hepatocellular carcinoma.</a> World Journal of Surgery. 31 (6), 1251-1257 (2007).</li><li>Fang, C., 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=Efficacy+of+three+dimensional+visualization+technique+assisted+hepatectomy+for+the+treatment+of+primary+liver+cancer.">Efficacy of three dimensional visualization technique assisted hepatectomy for the treatment of primary liver cancer.</a> Chinese Journal of Surgery. 53 (8), 574-579 (2015).</li><li>Gong, Y., Mao, X., Yang, B., Jiang, Q., Yin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+progress+of+digital+medicine+in+orthopedic+surgery.">Application progress of digital medicine in orthopedic surgery.</a> Chinese Journal of Joint Surgery (Electronic Edition). 2, 266-270 (2018).</li><li>Study Group of Pancreatic Surgery in Chinese Society of Surgery of Chinese Medical Association, Pancreatic Committee of Chinese Research Hospital Association, Digital Medicine Branch of Chinese Medical Association, Digital Medicine Committee of Chinese Research Hospital Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expert+consensus+of+precise+diagnosis+and+treatment+for+pancreatic+head+cancer+using+three-dimensional+visualization+technology.">Expert consensus of precise diagnosis and treatment for pancreatic head cancer using three-dimensional visualization technology.</a> Chinese Journal of Surgery. 55 (12), 881-886 (2017).</li><li>Lyshchik, A., Drozd, V., Reiners, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+three-dimensional+ultrasound+for+thyroid+volume+measurement+in+children+and+adolescents.">Accuracy of three-dimensional ultrasound for thyroid volume measurement in children and adolescents.</a> Thyroid. 14 (2), 113-120 (2004).</li><li>Yi, Y. S., 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=Comparison+of+two-+and+three-dimensional+sonography+for+the+prediction+of+the+extrathyroidal+extension+of+papillary+thyroid+carcinomas.">Comparison of two- and three-dimensional sonography for the prediction of the extrathyroidal extension of papillary thyroid carcinomas.</a> Korean Journal of Internal Medicine. 31 (2), 313-322 (2016).</li><li>Han, R. 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=Comparisons+and+combined+application+of+two-dimensional+and+three-dimensional+real-time+shear+wave+elastography+in+diagnosis+of+thyroid+nodules.">Comparisons and combined application of two-dimensional and three-dimensional real-time shear wave elastography in diagnosis of thyroid nodules.</a> Journal of Cancer. 10 (9), 1975-1984 (2019).</li><li>Cai, 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=Application+of+thyroid+three-dimensional+reconstruction+for+endoscopic+thyroidectomy.">Application of thyroid three-dimensional reconstruction for endoscopic thyroidectomy.</a> Journal of Laparoscopic Surgery. 17 (6), 408-411 (2012).</li><li>Chen, Y. 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=Application+of+computer-aided+design+(CAD)+and+three-dimensional+(3D)+visualization+technologies+in+the+diagnosis+and+treatment+of+refractory+thyroid+tumors.">Application of computer-aided design (CAD) and three-dimensional (3D) visualization technologies in the diagnosis and treatment of refractory thyroid tumors.</a> Cancer Management and Research. 12, 6887-6894 (2020).</li><li>Zanon, 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=Three-dimensional+virtual+planning+for+nodule+resection+in+solid+organs:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Three-dimensional virtual planning for nodule resection in solid organs: A systematic review and meta-analysis.</a> Surgical Oncology. 38, 101598 (2021).</li><li>Chinese Society of Clinical Oncology (CSCO) diagnosis and treatment guidelines for persistent/recurrent and metastatic differentiated thyroid cancer working group. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chinese+Society+of+Clinical+Oncology+(CSCO)+diagnosis+and+treatment+guidelines+for+persistent/recurrent+and+metastatic+differentiated+thyroid+cancer+2018+(English+version).">Chinese Society of Clinical Oncology (CSCO) diagnosis and treatment guidelines for persistent/recurrent and metastatic differentiated thyroid cancer 2018 (English version).</a> Chinese Journal of Cancer Research. 31 (1), 99-116 (2019).</li><li>Chinese Thyroid Association, Chinese College of Surgeons, Chinese Medical Doctor Association, the Society of Thyroid Cancer of China Anti-Cancer Association, Chinese Research Hospital Association Thyroid Disease Committee. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expert+consensus+on+the+diagnosis+and+treatment+of+medullary+thyroid+carcinoma+(2020+edition).">Expert consensus on the diagnosis and treatment of medullary thyroid carcinoma (2020 edition).</a> Chinese Journal of Practical Surgery. 40 (9), 2012 (2020).</li><li>Chinese Society of Digital Medicine, Liver Cancer Committee of Chinese Medical Doctor Association, Clinical Precision Medicine Committee of Chinese Medical Doctor Association, Digital Intelligent Surgery Committee of Chinese Research Hospital Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+practice+guidelines+for+precision+diagnosis+and+treatment+of+complex+liver+tumor+guided+by+three-dimensional+visualization+technology+(version+2019).">Clinical practice guidelines for precision diagnosis and treatment of complex liver tumor guided by three-dimensional visualization technology (version 2019).</a> Journal of South Medical University. 40 (3), 297-307 (2020).</li><li>Scharpf, 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=Comprehensive+management+of+recurrent+thyroid+cancer:+An+American+Head+and+Neck+Society+consensus+statement:+AHNS+consensus+statement.">Comprehensive management of recurrent thyroid cancer: An American Head and Neck Society consensus statement: AHNS consensus statement.</a> Head &amp; Neck. 38 (12), 1862-1869 (2016).</li></ol>

再発性および転移性分化型甲状腺がん(DTC)に対しては、外科的治療が依然として好ましい17。DTCおよびR0切除を受けた患者の5年疾患特異的生存率は94.4%であり、R1切除を受けた患者(67.9%)よりも有意に高い2。頸部の疾患制御を達成することは、患者の生活の質と疾患特異的生存率の向上を達成するために重要です4。甲状腺髄様がんは、主に?...

甲状腺がんは中国で7番目に多い悪性腫瘍であり1、手術は最も重要な治療法です2,3。腫瘍の完全切除は、局所進行甲状腺がん患者における高い生存率および良好な生活の質と強く関連している3,4;しかし、このタイプの切除は困難である。頸部には、気管、食道、総頸動脈などの重要な臓器や組織があります。進行性甲状腺がんの切除は、そのような腫瘍が頸部および縦隔の重要な臓器および太い血管に近接していることを考えると、さらにリスクが高く困難である5,6。したがって、適切な術前評価が必要です。
現在、臨床現場で広く用いられているコンピュータ断層撮影法(CT)、磁気共鳴法(MRI)、カラードップラー超音波検査法は、2次元(2D)の視野であり、腫瘍の体積、境界、および重要な周辺構造との関係の評価には限界がある7,8。外科医が2D画像を3D空間に変換するには、十分な臨床経験と効率的な試行錯誤が必要です。コンピューター支援3Dビジュアライゼーションは、2Dイメージングを使用して、術前計画や治療計画の選択に使用できるより直感的な3Dモデルを作成できるため、医師と患者のコミュニケーションがより直感的になり、医師と患者の意見の相違を減らすことができます。モデルは 3D ビジュアライゼーションを提供しますが、無形です。この3Dガイドによる術前評価と準備により、手術時間を短縮し、手術リスクを減らすことができます。3Dアプローチは、肝胆道外科、整形外科、口腔外科および顎顔面外科で広く使用されています9,10。甲状腺がんでは、現在、超音波診断や手術計画の策定を支援するために3Dビジュアライゼーションが使用されています11、12、13、14、15。
そのため、局所進行甲状腺がんの診断や治療に3D可視化を簡便に応用できると考えています。この可視化手法には、CT取得、コンピュータ支援3Dモデリング、3Dモデルを用いた術前評価などが含まれます。3Dモデルを使用して、手術の難しさ、手術のリスク、および術後の潜在的な機能状態を判断できます。外科医は、詳細な医師と患者のコミュニケーション、手術計画の策定、および対応する手術準備に従事することができる16。さらに、この方法は、患者の適切な術前評価を提供し、外科的リスクを軽減し、患者の外傷を増やすことなく患者の満足度を向上させることができます。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Brilliance 256-layer spiral CT system</td>
			<td>Philips Healthcare, Andover, MA, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used for plain and enhanced CT imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-Matic digital medical software application</td>
			<td>Anhui King Star Digital S&#38;T Co. Ltd.</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used for computer-aided 3D visualization reconstruction</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

computer-aided three-dimensional visualization in the treatment of locally advanced thyroid cancer

局所進行甲状腺がんの診断と治療は困難である。課題は、腫瘍の範囲の評価と個別の治療計画の策定にあります。3次元(3D)ビジュアライゼーションは、甲状腺がんへの応用は限られていますが、医療分野では幅広い用途があります。私たちは以前、甲状腺がんの診断と治療に3Dビジュアライゼーションを適用しました。データ収集、3Dモデリング、術前評価により、腫瘍の輪郭に関する3D情報を取得し、腫瘍浸潤の程度を判断し、適切な術前準備と手術リスク評価を行うことができます。この研究は、局所進行甲状腺癌における3D視覚化の実現可能性を実証することを目的としていました。コンピュータ支援による3D可視化は、術前評価の精度向上、手術方法の開発、手術時間の短縮、手術リスクの低減に有効な方法です。さらに、医学教育や医師と患者のコミュニケーションにも貢献できます。3D可視化技術の応用により、局所進行甲状腺がん患者の転帰と生活の質を改善できると考えています。

2017年12月から2021年7月にかけて、局所進行甲状腺がん患者23人が3Dモデリングを受けました。これらの23人の患者のうち、4人は手術のリスクのために手術から除外され、残りの19人の患者は3Dモデリング後の手術で治療されました(表1)。患者19人全員が局所進行甲状腺がんを有しており、このうち14人が初診、16人がさまざまな程度の呼吸困難、18人が頸部に大きな腫瘍(原発性甲状腺?...

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Computer-Aided Three-Dimensional Visualization in the Treatment of Locally Advanced Thyroid Cancer

局所進行甲状腺がんの診断と治療において、コンピューター支援の3次元再構成を適用することで、腫瘍の範囲と解剖学的特徴に関する追加情報を提供し、それによってリスク評価と手術計画を支援することができます。

局所進行甲状腺癌の治療におけるコンピュータ支援3次元可視化

The diagnosis and treatment of locally advanced thyroid carcinoma are challenging. The challenge lies in the evaluation of the tumor scope and the ...

コンピュータ支援の3次元再構成は、腫瘍の範囲と解剖学的特徴に関する情報を提供し、それによってリスク評価と手術計画を支援することができます。コンピュータ支援による3次元再構成は、局所進行性甲状腺がんの診断と治療のための情報を提供することができます。まず、256層のスパイラルCTシステムを使用して、患者のプレーンで強化されたCT画像を取得します。CTシステムからスキャンデータをDICOM形式で取得します。次に、[開く]ボタンをクリックして、データを3D視覚化ソフトウェアにインポートします。データにイメージ ノイズが含まれている場合は、最初にマウスの右ボタンでデータを選択してから [ガウス スムージング] ボタンをクリックして、ガウス平滑化のためにデータを処理します。次に、血管や皮膚など、再構築する構造に応じて、ソフトウェアで[さまざまなモデル]タブを選択します。色、最大閾値、最小閾値を設定します。観測されたプレビュー効果に基づいて上限と下限のしきい値を調整します。この手順を繰り返して、ボーンなどの他の構造のセグメンテーション データを取得します。計算ボタンをクリックすると、3Dモデルの予備的な再構築が完了します。次に、平滑化アルゴリズム ボタンを使用してセグメント化されたデータを最適化し、再構成されたのこぎり波エッジが実際の組織と一致することを確認します。次に、ワンクリックナビゲーションボタンを使用して、2Dおよび3D画像を検索し、セグメンテーション効果が正確かどうかを判断します。ペンまたはブラシツールを使用して、間違ったレイヤーを修正します。術前の評価では、3Dモデルを表示し、腫瘍の体積と位置を評価します。拡大、回転、組織透明、分離機能を用いて、様々な構造の組み合わせを用いて、腫瘍と隣接組織との関係を評価します。甲状腺がんの50歳の患者の場合、CT血管造影による初期評価では、腫瘍に多数の血管が関与していることが示唆されました。CTデータを使用して、外科チームは腫瘍のコンピューター支援3Dモデリングを完成させました。3Dモデルの評価により、腫瘍と血管の関係が明らかになり、さらなる手術手順が決定されました。再構成を成功させるには、3次元画像がCT画像と一致しているかどうかを確認することが重要です。

Research

JoVE Journal

Medicine

Quantitative Visualization and Detection of Skin Cancer Using Dynamic Thermal Imaging

定量的な可視化と動的な熱画像を用いた皮膚癌の発見

In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment ...

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

三次元異<em&gt; in vitroで</em卵巣がんの発生と進行中に間質相互作用の上皮&gt;モデリング

Epithelial ovarian cancers (EOCs) are the leading cause of death from gynecological malignancy in Western societies. Despite advances in surgical ...

Human Neuroendocrine Tumor Cell Lines as a Three-Dimensional Model for the Study of Human Neuroendocrine Tumor Therapy

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A Three-dimensional Tissue Culture Model to Study Primary Human Bone Marrow and its Malignancies

初代ヒト骨髄およびその悪性腫瘍を研究する三次元組織培養モデル

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三次元文化：乳細胞の悪性形質転換正常対腺房アーキテクチャを研究するためのツール

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3次元（3D）モデルを用いた乳癌細胞浸潤の定量化

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腫瘍間質相互作用のための三次元共培養モデル

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