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Le pathologiste joue aussi un rôle clé dans la prise en charge du cancer du sein. Il intervient à plusieurs moments dans le traitement de ce cancer:
En effet, ce sont les médecins pathologistes qui examinent au microscope les prélèvements effectués lors de la biopsie. Leur travail permet de déterminer si celle-ci contient des cellules cancéreuses, et si c'est le cas, d'en préciser les caractéristiques et le type de cancer. Quand le sénologue ou le radiologue suspecte un cancer, c'est le pathologiste qui intervient pour poser le diagnostic de bénignité ou de malignité ; il apporte ainsi des éléments déterminants pour le choix du traitement.
Si l'intervention chirurgicale est accompagnée d'une intervention sur les ganglions axillaires par la technique du ganglion sentinelle, l'analyse du ganglion sentinelle est effectuée pendant l'intervention chirurgicale - c'est ce que l'on appelle une analyse extemporanée-. De la sorte, avant de terminer l'opération, le chirurgien dispose déjà de données lui permettant de connaître immédiatement certaines caractéristiques de la tumeur.
Enfin, après la chirurgie, les pathologistes examinent la tumeur retirée par le chirurgien. Leur analyse permet alors de déterminer de façon définitive les traitements complémentaires nécessaires, et d'évaluer si le geste chirurgical est suffisant.