Využití individualizovaných 3D tištěných modelů při diagnostice a plánování léčby karcinomu děložního hrdla

Doplnění komplexní vizualizace tumoru

Karcinom děložního hrdla je celosvětově čtvrtým nejčastějším nádorovým onemocněním žen. Možnosti léčby závisí především na velikosti nádoru, jeho šíření a celkovém zdravotním stavu pacientky. Výběr vhodné léčby obvykle provádí multidisciplinární tým a je nezbytné, aby měl o karcinomu podrobné informace.

Tyto údaje v současné době vycházejí z CT a MRI vyšetření, jejichž výstupy se ale drží v hranicích dvojrozměrné projekce monitoru. Interpretace velkého počtu 2D řezů je navíc časově náročná a závisí na zkušenostech vyšetřujícího lékaře. Využití 3D tištěných modelů založených na segmentovaných skenech by tak mohlo doplnit komplexní vizualizaci karcinomu u konkrétní pacientky.

Výzkumný tým pod vedením Anne Cathrine Scherer-Quenzer z Univerzitní nemocnice ve Würzburgu proto chtěl zjistit, zda personalizované 3D modely mohou pomoci například při diagnostice, plánování léčby, mezioborové komunikaci i informovanější diskusi s pacientkami.

Tvorba a způsob hodnocení personalizovaných 3D modelů

Použity byly nálezy u pěti pacientek ve věku od 27 do 47 let, u kterých byla provedena magnetická rezonance pánevní oblasti s několika způsoby zobrazení. Získaná data byla následně segmentována a zpracována pomocí speciálně navrženého algoritmu pro 3D modelování.

5 virtuálních modelů pak bylo vytištěno na konvenčních 3D tiskárnách Prusa MK3s a Prusa Mini v měřítku 1 : 1. Pro lepší přehlednost se navíc skládaly z několika barevně odlišných částí, které lze postupně rozebírat a zase skládat, což umožňuje lepší identifikaci postižených tkání.

Vyhodnocení kvality a využitelnosti modelů pak spočívalo v dotazníkovém šetření, kterého se účastnili lékaři z relevantních oborů s nejméně 5letými zkušenostmi: chirurgie, patologie, radiologie a radioterapie (nejméně 3 zástupci každé specializace).

Pro každou specializaci byl navržen individualizovaný formulář o 12 otázkách rozdělených do tří skupin. První se týkala analýzy konkrétních modelů, druhá sledovala možnosti jejich praktického využití v příslušných oborech a třetí zjišťovala obecné zkušenosti lékařů s využitím 3D tisku. Odpovědi uváděli lékaři formou volby hodnoty na 5bodové škále, nebo dichotomicky (ano/ne).

Z dotazníkového šetření výzkumný tým sestavil ucelený obrázek toho, jak 3D modely karcinomu děložního hrdla vnímají lékaři napříč obory. Odpovědi pak byly seskupeny do čtyř tematických celků: anatomická přesnost modelů, využití v mezioborové komunikaci, plánování léčby a edukační potenciál.

Nejnadšenější byli radioterapeuti

Přesnost modelů při zobrazení anatomie nádorů lékaři hodnotili 3 až 4,3 body z 5. Užitečnost při identifikaci konkrétních struktur pak známkovali 4 až 5 body v závislosti na konkrétním oboru. Základní podmínka přesného a srozumitelného zobrazení anatomie karcinomu tak byla splněna.

Dalším zkoumaným aspektem byl potenciál modelů pro zlepšení mezioborové komunikace. Názory napříč specializacemi se v tomto případě poměrně lišily. Radioterapeuti a radiologové usnadnění výměny informací mezi lékařskými profesemi velmi oceňovali (4,7, resp. 4,3 bodu z 5), chirurgové a patologové v nich však viděli jen omezenou užitečnost (3,3 bodu z 5).

Podobné odpovědi přinesla i sekce o potenciálu 3D modelů v procesu diagnostiky a léčby. Nejvíce jej v tomto případě oceňovali chirurgové a radioterapeuti (4 body z 5), patologové a radiologové byli naopak zdrženlivější (3,0, resp. 3,3 bodu z 5). Vzhledem k tomu, že radiologové ani patologové se na plánování léčby obvykle přímo nepodílejí, není to podle autorů studie překvapivé. Vysoký zájem chirurgů a radioterapeutů podle nich ale ukazuje na velký potenciál pro zvýšení přesnosti léčby.

O možnostech využití 3D modelů pro vzdělávací účely a edukaci pacientek panovala shoda mezi všemi oslovenými obory. Největší nadšení z edukační hodnoty přitom vyjádřili radioterapeuti, kteří ji hodnotili 5 body z 5.

Odpověď na otázku, zda by personalizovaný 3D model využili v budoucnu ve své praxi, dosáhla ve všech oborech hodnoty 4 z 5.

Závěrem autoři výzkumu konstatují, že 3D tištěné modely specifické pro konkrétního pacienta tak mají značný potenciál i v translační onkologii, kde mohou zvýšit kvalitu klinické diagnostiky a plánování léčby. Široká dostupnost 3D tiskáren z nich navíc činí efektivní nástroj pro běžné použití. Plné využití jejich potenciálu ale bude záviset i na jejich přizpůsobení specifickým potřebám jednotlivých lékařských specializací.

(jko)

Zdroj: Scherer-Quenzer A. C., Beyers I., Kalisz A. et al. Evaluating the value of individualized 3D printed models for examination, diagnosis and treatment planning of cervical cancer. 3D Print Med 2024; 10: 25, doi: 10.1186/s41205-024-00229-8.