Ontwikkelen van 3D longmodellen voor het plannen van anatomische longresecties voor longtumoren

Reunes Jordy, Carpentier Sofie, 2023
Populariserende samenvatting: De meeste overlijdens ten gevolge van kanker wereldwijd worden veroorzaakt door longkanker. Deze ziekte kan in sommige gevallen behandeld worden door een operatie, namelijk het wegnemen van de tumor uit de long. Dit kan op verschillende manieren gebeuren, namelijk door het wegnemen van enkel de tumor met wat omliggend longweefsel (wigresectie), door het wegnemen van het longsegment waarin de tumor ligt (segmentectomie), door het wegnemen van de longkwab waarin de tumor ligt (lobectomie) of door het wegnemen van de volledige long (pneumectomie). Bij al deze verschillende operaties moet de chirurg een goede kennis hebben van de anatomie van elke individuele longkankerpatiënt. Die anatomie wordt vandaag de dag voor de operatie bestudeerd met behulp van een CT-scan. Door de technologische vooruitgang van de laatste decennia kan deze CT-scan ook omgezet worden naar een 3D-model van de long. Deze 3D-modellen kunnen de chirurg een beter inzicht geven in de relatie van de tumor tot de omliggende structuren en in eventuele anatomische varianten bij de patiënt die afwijken van de “standaard” anatomie. In deze masterproef werd onderzocht welke CT-scans goed genoeg zijn om hieruit een kwaliteitsvol 3D-model te kunnen creëren. Daarnaast werd ook onderzocht hoelang het duurt om tot zo’n 3D-model te komen en welke factoren deze tijd beïnvloeden. Drie kenmerken van een CT-scan werden in rekening gebracht: snededikte, pixelgrootte en contrast. Bij een CT-scan wordt het lichaam van de patiënt virtueel in verschillende sneden verdeeld. Als de snededikte klein is, wordt het lichaam in meer sneden verdeeld en zijn de beelden dus gedetailleerder. Bij een grote snededikte zijn daarentegen minder details zichtbaar. De pixelgrootte van een CT-scan gaat over de grootte van een vakje waaruit een digitaal CT-beeld wordt opgebouwd. Bij het gebruik van contrast op een CT-scan, wordt een vloeistof in de aders van de patiënt gespoten om zo bloedvaten beter zichtbaar te maken op de CT-beelden. De kwaliteit van de 3D-modellen werd objectief en subjectief beoordeeld. Voor de objectieve kwaliteit werden metingen uitgevoerd op de bloedvaten en luchtwegen van de 3D-modellen. Voor de subjectieve kwaliteit werd een vragenlijst afgenomen bij thoracale chirurgen. Uit de resultaten bleek dat CT-scans met een kleine snededikte (1.25 mm of minder) noodzakelijk zijn voor een goede kwaliteit van het 3D-model. De snededikte had echter geen invloed op de tijdsduur om een model te maken. De pixelgrootte had geen invloed op de kwaliteit van een 3D-model en ook niet op de tijdsduur. CT-scans met elke pixelgrootte kunnen dus omgezet worden naar een kwalitatief 3D-model. Over contrast werden geen eenduidige resultaten gevonden in deze masterproef. Op vlak van tijdsduur om een 3D-model te creëren bleek dat de reconstructie van bloedvaten de meeste tijd in beslag nam. De reconstructie van luchtwegen, longen en longkwabben kon ook aanzienlijk wat tijd vergen, maar dit kon worden ingekort door het gebruik van een gespecialiseerde longmodule van het softwareprogramma. Meerwaarde en impact: Op wereldschaal is longkanker de meest voorkomende oorzaak van overlijden ten gevolge van kanker. Aangezien het aantal patiënten met longkanker nog steeds in stijgende lijn gaat, is het belangrijk aandacht te hebben voor deze ziekte. Bij de behandeling verkiest men tegenwoordig een kijkoperatie indien mogelijk. De invoering van deze chirurgische techniek brengt enkele uitdagingen met zich mee. Zo is het voor de chirurg moeilijker om zich te oriënteren in de ruimte en structuren te herkennen. Om deze beperkingen op te vangen kunnen 3D-modellen een meerwaarde bieden. Deze 3D-modellen geven de relatie van de tumor met de omgevende structuren goed weer en kunnen anatomische variaties in het licht stellen. 3D-modellen kunnen gebruikt worden door de chirurgen als ondersteuning voor en tijdens de operatie. Ze kunnen ook een hulpmiddel vormen bij onderwijs en de opleiding van assistenten en studenten. Om die 3D-modellen te maken, is het belangrijk dat de CT-scans van voldoende kwaliteit zijn. Beeldvorming kost geld aan de maatschappij en de CT-scans brengen een stralingsdosis met zich mee waaraan de patiënt wordt blootgesteld. Ook het eventueel toedienen van contrastvloeistof vormt een invasieve factor voor de patiënt. In functie van de patiënt en de maatschappij is het essentieel om het nodige te doen, maar ook enkel het strikt noodzakelijke. Zo wordt beeldvorming van een snededikte 1.25 mm of kleiner aangeraden. Door onmiddellijk de juiste CT-instellingen te gebruiken, kunnen onnodige CT-scans vermeden worden.

Promotor Liesbeth Desender
Opleiding Geneeskunde
Domein Longgeneeskunde