Virtuelle 3D-Modellierung zur verbesserten chirurgischen Planung der robotergestützten partiellen Nephrektomie (VISP)

Operationen sind die Hauptbehandlung bei Bauchkrebs, was in Großbritannien jährlich zu über 50.000 Operationen führt, davon 10 % bei Nierenkrebs. Entscheidungen zur präoperativen Operationsplanung werden von Radiologen und Chirurgen bei der Betrachtung von CT- (Computertomographie) und MRT- (Magnetresonanztomographie) Scans getroffen. Die Herausforderung besteht darin, die 3D-Anatomie des Patienten aus diesen 2D-Schnittbildern mental zu rekonstruieren, einschließlich der Lage des Tumors und seiner Beziehung zu nahe gelegenen Strukturen wie kritischen Gefäßen. Dieser Prozess ist zeitaufwändig und schwierig und führt häufig zu menschlichen Fehlern und suboptimalen Entscheidungen. Ein guter Operationsplan ist sogar noch wichtiger, wenn die Operation minimal-invasiv durchgeführt werden soll, da die Behebung einer ungeplanten Komplikation eine größere Herausforderung darstellt als bei einer offenen Operation (Byrn, et al. 2007). Daher sind bessere chirurgische Planungsinstrumente unerlässlich, wenn wir das Behandlungsergebnis verbessern und die Kosten eines chirurgischen Missgeschicks reduzieren wollen.

Um die Einschränkungen der derzeitigen Operationsplanung in der Weichteilonkologie zu überwinden, haben spezielle Softwarepakete und Dienstleister die Möglichkeit geschaffen, die Scan-Voxel in einem als Bildsegmentierung bekannten Prozess in ihre anatomischen Komponenten zu klassifizieren. Nach der Segmentierung werden Stereolithografiedateien generiert, die zur Visualisierung der Anatomie und zum 3D-Druck der Komponenten verwendet werden können. Es wurde bereits berichtet, dass solche 3D-gedruckten Modelle die chirurgische Entscheidungsfindung beeinflussen (Wake, et al. 2017). Es wurde jedoch spekuliert, dass die finanziellen und administrativen Kosten für die Beschaffung genauer 3D-gedruckter Modelle für die routinemäßige Operationsplanung 3D-gedruckte Modelle davon abhalten, in den regulären klinischen Einsatz zu gelangen (Western, 2017).

Computergestützte 3D-oberflächengerenderte virtuelle Modelle sind zu einer natürlichen Weiterentwicklung von 3D-gedruckten Modellen geworden. In der Literatur werden solche Modelle mit einer Vielzahl von Namen bezeichnet, wie z. B. „3D-gerenderte Bilder“ (Zheng, et al. 2016), „3D-Rekonstruktionen“ (Isotani, et al. 2015) oder „virtuelles 3D“. Modelle“ (Wake, et al. 2017). In diesem Protokoll verwenden wir die letztere Nomenklatur.

Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass Chirurgen von virtuellen 3D-Modellen im Operationssaal profitieren (Hughes-Hallett, 2014; Fan, et al. 2018; Fotouhi, et al. 2018).

In einer früheren Machbarkeitsstudie (NIHR21460; IRAS 18/SW/0238) haben wir eine hochmoderne CE-gekennzeichnete Software namens Innersight3D verwendet, um interaktive virtuelle 3D-Modelle der einzigartigen Anatomie des Patienten aus den erhaltenen CT-Scans zu erstellen Bereitstellung eines detaillierten Plans für den Chirurgen vor der Operation. Wir fanden heraus, dass dieser Ansatz einen positiven Einfluss auf die chirurgische Entscheidungsfindung hatte.

RAPN ist ein sich schnell entwickelndes chirurgisches Gebiet mit Robotern in über 70 britischen chirurgischen Zentren. Die Hauptforschungsfrage, die in der vorliegenden Studie behandelt werden soll, lautet, ob die Operationsplanung mit virtueller 3D-Modellierung (Innersight 3D) in einer randomisierten kontrollierten Studie das Ergebnis und die Kosteneffektivität von RAPN verbessert.

Patienten werden möglicherweise aus mehreren Gründen von dieser Forschung profitieren;

1. Aufgrund einer qualitativ hochwertigeren Operation und einer geringeren Wahrscheinlichkeit von Komplikationen können Patienten früher nach Hause gehen (Shirk, et al. 2018).
2. Geringere Wahrscheinlichkeit einer ungeplanten Konversion, bei der der Chirurg aufgrund unvorhergesehener anatomischer Herausforderungen während der Operation den minimal-invasiven Ansatz zugunsten einer offenen Operation aufgeben muss.
3. Verbesserte Patientenbefähigung und verbesserte Zustimmung, was zu einer besseren Patientenentscheidung führt. Unsere vorherige Machbarkeitsstudie zeigte, dass die Patienten der Aussage zustimmten, dass 3D-Modelle ihr Verständnis der Behandlungsentscheidungen und der chirurgischen Planung verbesserten.
4. Es könnte auch die Eingriffszeit verkürzen, da es weniger Anästhetika ausgesetzt ist. Es gibt auch betriebliche Vorteile, da diese Modelle die Vorhersagegenauigkeit der Betriebskomplexität und der Betriebszeit verbessern könnten. Somit könnten die Planung der OP-Liste und der Krankenhaus-Patienten-Fluss stark verbessert werden. Die Warteliste könnte reduziert werden, da weniger Operationen überlaufen. Darüber hinaus könnte auch der Zusammenhalt des OP-Teams verbessert werden. Eine Reduzierung der Theaterzeit, der Aufenthaltsdauer, hätte finanzielle Vorteile für das Gesundheitswesen.