Virtuální 3D modelování pro lepší chirurgické plánování roboticky asistované parciální nefrektomie (VISP)

Chirurgie je základní léčbou rakoviny břicha, což má za následek více než 50 000 operací ročně ve Spojeném království, přičemž 10 % z nich je pro rakovinu ledvin. Rozhodnutí o plánování předoperační operace dělají radiologové a chirurgové na základě zobrazení CT (počítačová tomografie) a MRI (zobrazování magnetickou rezonancí). Výzvou je mentálně rekonstruovat pacientovu 3D anatomii z těchto 2D obrazových řezů, včetně umístění nádoru a jeho vztahu k blízkým strukturám, jako jsou kritické cévy. Tento proces je časově náročný a obtížný, často vede k lidské chybě a neoptimálnímu rozhodování. Ještě důležitější je mít dobrý operační plán, když má být operace provedena minimálně invazivním způsobem, protože náprava neplánované komplikace je náročnější než při otevřené operaci (Byrn, et al. 2007). Proto jsou nezbytné lepší nástroje pro plánování chirurgického zákroku, chceme-li zlepšit výsledky pacienta a snížit náklady na chirurgické neštěstí.

K překonání omezení současného plánování operací v prostředí onkologie měkkých tkání poskytly specializované softwarové balíčky a poskytovatelé služeb možnost klasifikovat skenovací voxely do jejich anatomických komponent v procesu známém jako segmentace obrazu. Po segmentaci se vygenerují stereolitografické soubory, které lze použít k vizualizaci anatomie a k 3D tisku komponent. Již dříve bylo uvedeno, že takové 3D tištěné modely ovlivňují chirurgické rozhodování (Wake, et al. 2017). Spekuluje se však, že finanční a administrativní náklady na získání přesných 3D tištěných modelů pro rutinní plánování operací brání 3D tištěným modelům před průnikem do běžného klinického používání (Western, 2017).

Výpočtové 3D povrchově renderované virtuální modely se staly přirozeným pokrokem oproti 3D tištěným modelům. V literatuře jsou takové modely označovány různými názvy, jako jsou „3D-renderované obrázky“, (Zheng, et al. 2016), „3D rekonstrukce“, (Isotani, et al. 2015) nebo „virtuální 3D modelů“ (Wake, et al. 2017). V tomto protokolu budeme používat posledně jmenovanou nomenklaturu.

Předchozí studie již ukázaly, že chirurgové těží z virtuálních 3D modelů v divadle (Hughes-Hallett, 2014; Fan, et al. 2018; Fotouhi, et al. 2018).

V předchozí studii proveditelnosti (NIHR21460; IRAS 18/SW/0238) jsme použili nejmodernější software označený CE, nazvaný Innersight3D, ke generování interaktivních virtuálních 3D modelů jedinečné anatomie pacienta z jejich přijatých CT skenů. poskytněte chirurgovi před operací podrobný plán. Zjistili jsme, že tento přístup měl pozitivní vliv na chirurgické rozhodování.

RAPN je rychle se rozvíjející chirurgický obor s roboty ve více než 70 britských chirurgických centrech. Hlavní výzkumnou otázkou, kterou má tato studie řešit, je, zda chirurgické plánování pomocí virtuálního 3D modelování (Innersight 3D) v randomizované kontrolované studii zlepšuje výsledek a nákladovou efektivitu RAPN.

Pacienti budou potenciálně těžit z tohoto výzkumu z několika důvodů;

1. Díky kvalitnější operaci a snížené šanci na komplikace mohou pacienti jít domů dříve (Shirk, et al. 2018).
2. Menší pravděpodobnost neplánované konverze, kdy chirurg musí opustit minimálně invazivní přístup ve prospěch otevřené operace během operace z důvodu nepředvídaných anatomických problémů.
3. Zlepšené zmocnění pacienta a lepší souhlas, což vede k lepšímu rozhodování pacientů. Naše předchozí studie proveditelnosti ukázala, že pacienti silně souhlasili s tím, že 3D modely zlepšily jejich chápání rozhodnutí o léčbě onemocnění a chirurgického plánování.
4. Mohlo by to také zkrátit dobu procedury s menší expozicí anestetikům. Existují také provozní výhody, protože tyto modely mohou zlepšit přesnost předpovědi složitosti operace a provozní doby. Plánování seznamu operací a tok pacientů v nemocnici by se tak mohly výrazně zlepšit. Čekací seznam by mohl být zkrácen kvůli menšímu překročení operací. Kromě toho by mohla být také posílena soudržnost chirurgického týmu. Zkrácení divadelní doby, délky pobytu by mělo finanční přínos pro zdravotnictví.