Améliorer la communication entre chirurgiens et pathologistes : Scanner 3D ex vivo et cartographie des échantillons

Dans le domaine de la chirurgie oncologique, l'obtention de marges chirurgicales nettes est une tâche complexe et difficile. L'état des marges est le plus important de tous les facteurs de risque pathologiques. Pour atteindre l'objectif d'une ablation complète de la tumeur et de marges chirurgicales nettes tout en minimisant la conservation d'une anatomie normale et non affectée, les chirurgiens et les pathologistes utilisent fréquemment l'évaluation peropératoire des marges par le biais d'une analyse de cryosection congelée (FSA). Néanmoins, les méthodes d'évaluation conventionnelles obligent souvent le chirurgien à sortir de la salle d'opération, à consulter le pathologiste, puis à reprendre l'intervention, ce qui peut être gênant et prendre du temps.

Michael a reconnu la nécessité d'améliorer la communication entre les pathologistes et les chirurgiens pendant l'opération. Il est professeur adjoint au département d'oto-rhino-laryngologie du centre médical de l'université Vanderbilt. Michael espère mener une étude prospective pour déterminer si la numérisation 3D peut être incorporée dans le flux de travail de la pathologie chirurgicale. Il a montré que la technologie réduit le temps de communication entre les chirurgiens et les pathologistes en fournissant aux chirurgiens un retour d'information en temps réel et une représentation détaillée et précise des spécimens ex vivo.

Technique de numérisation 3D et marge CAO

Le scanner 3D de bureau EinScan-SP a été utilisé pour capturer et reconstruire numériquement la topographie de surface en 3D de spécimens chirurgicaux frais ex vivo, qui est ensuite utilisée pour enregistrer le site d'échantillonnage des bords et de tranchage à l'aide d'un logiciel de CAO. Les échantillons sont transportés directement de la salle d'opération à la salle capillaire de pathologie chirurgicale, rincés à l'eau, séchés par tapotement, puis placés sur le plateau tournant du scanner pour la numérisation. Il est important que la pièce soit faiblement éclairée pour obtenir des images numérisées en 3D de meilleure qualité. Le plateau tournant effectue automatiquement une rotation complète pour obtenir un modèle 3D virtuel. Le EinScan-SP a une vitesse de numérisation rapide, la durée médiane d'acquisition des images étant de 8 minutes pour un total de 40 spécimens, dont 31 spécimens (78%) ont eu une durée d'acquisition inférieure à 10 minutes.

Configuration du scanner 3D pendant l'acquisition de l'image avec l'échantillon sur la table tournante

Après l'acquisition des données de numérisation 3D, le modèle 3D résultant de l'échantillon de résection en bloc a été exporté au format de fichier 3MF dans un logiciel de CAO - Meshmixer. Le membre de l'équipe de recherche délimitera chaque site anatomique et chaque type de marge sur le modèle 3D à l'aide d'un aérographe numérique pendant l'exécution du protocole FSA standard. Dans tous les cas, cette procédure a été réalisée en peropératoire, juste après la résection chirurgicale.

Photographies de spécimens (à gauche) et modèles virtuels en 3D (à droite)

Avantages de la cartographie virtuelle d'échantillons en 3D

Le modèle 3D de l'échantillon avec des annotations en temps réel peut être affiché sur un écran dans la salle d'opération, ce qui fournit un outil visuel au pathologiste pour communiquer avec le chirurgien. Les chirurgiens peuvent désormais rester dans la salle d'opération et travailler avec le pathologiste sur l'analyse. Certains chirurgiens ont noté que les bords gelés étaient clairement visibles sur la pièce d'exérèse, ce qui réduisait l'ambiguïté et leur permettait, ainsi qu'au pathologiste, de mieux comprendre la géométrie de la tumeur.

L'espace de travail CAO en 3D est affiché sur des moniteurs suspendus que les chirurgiens peuvent visualiser pendant que le pathologiste rapporte le diagnostic de la coupe congelée sur chaque site.

Les cartes en 3D des spécimens ont également été précieuses dans le cadre postopératoire. Elles améliorent la communication postopératoire des marges chirurgicales permanentes et la remise du rapport pathologique final. Les cartes finales des spécimens en 3D ont été distribuées aux titulaires de pathologie responsables de la signature de chaque cas afin de servir de référence visuospatiale pour le cas. Les cartes 3D des spécimens ont également été distribuées aux chirurgiens en complément du rapport pathologique écrit afin de faciliter la visualisation des marges positives ou étroites.

Résultats de la cartographie virtuelle 3D postopératoire de l'échantillon (captures d'écran CAD, ci-dessus ; photographies brutes, ci-dessous)

"La cartographie virtuelle en 3D des échantillons crée un enregistrement permanent en 3D de la morphologie brute de l'échantillon. Les emplacements anatomiques précis de chaque coupe de tissu et de chaque lame d'hématoxyline et d'éosine (H&E) congelée sont clairement documentés, alors qu'actuellement, à notre connaissance, il n'existe aucune forme de documentation qui capture ces informations importantes au niveau brut", a fait remarquer Michael.

Les recherches de Michael sur la faisabilité de l'utilisation de la numérisation 3D en salle d'opération ont donné des résultats prometteurs. Les spécimens scannés en 3D peuvent réduire le coût de la communication entre les chirurgiens et les pathologistes, fournir aux chirurgiens un retour d'information en temps réel, une représentation plus détaillée et plus précise des spécimens, et permettre l'archivage des spécimens numériques en 3D. Il est passionnant de voir que la numérisation 3D aide les chirurgiens dans la salle d'opération et en dehors !

* Toutes les images de cet article sont basées sur l'article original The computer-aided design margin : Ex vivo 3D specimen mapping to improve communication between surgeons and pathologists, qui peut être consulté sur Wiley Online Library.