3D-virtuaalimallit leikkausta edeltävän kirurgisen suunnittelun lisänä

Leikkaus on vatsasyövän pääasiallinen hoitomuoto, ja Iso-Britanniassa tehdään vuosittain yli 50 000 leikkausta, joista 10 % on munuaissyöpää. Preoperatiivisen leikkauksen suunnittelupäätökset tekevät radiologit ja kirurgit katsoessaan CT- ja MRI-skannauksia. Haasteena on henkisesti rekonstruoida potilaan 3D-anatomia näistä 2D-kuvaleikkeistä, mukaan lukien kasvaimen sijainti ja sen suhde lähellä oleviin rakenteisiin, kuten kriittisiin verisuoniin. Tämä prosessi on aikaa vievä ja vaikea, mikä johtaa usein inhimillisiin virheisiin ja epäoptimaaliseen päätöksentekoon. Vielä tärkeämpää on hyvä leikkaussuunnitelma, kun leikkaus tehdään minimaalisesti, koska suunnittelemattoman komplikaation korjaaminen on haastavampaa kuin avoimen leikkauksen aikana. Siksi paremmat kirurgisen suunnittelun työkalut ovat välttämättömiä, jos halutaan parantaa potilaan tulosta ja vähentää kirurgisen epäonnistumisen kustannuksia.

Nykyisen leikkauksen suunnittelun rajoitusten voittamiseksi pehmytkudosonkologiassa erityiset ohjelmistopaketit ja palveluntarjoajat ovat tarjonneet mahdollisuuden luokitella skannausvokselit anatomisiin komponentteihinsa prosessissa, joka tunnetaan nimellä kuvan segmentointi (katso lisätietoja kohdasta 6.1). . Kun segmentointi on tehty, stereolitografiatiedostot luodaan, joita voidaan käyttää anatomian visualisointiin ja komponenttien 3D-tulostukseen. Aiemmin on osoitettu, että tällaiset 3D-painetut mallit vaikuttavat kirurgiseen päätöksentekoon. Fyysisen mallin merkityksellisyys minimaalisen invasiivisen kirurgisen lähestymistavan suunnittelussa on kuitenkin kyseenalainen, ja taloudellisten ja hallinnollisten kustannusten, jotka aiheutuvat tarkkojen 3D-tulostettujen mallien hankkimisesta rutiininomaiseen kirurgian suunnitteluun, on arveltu estävän 3D-tulostettuja malleja murtautumasta tavallisiksi kliinisiksi. käyttö.

3D-tulostettujen mallien välttämättömänä edeltäjänä urologi voisi käyttää laskennallisia 3D-pintarenderöityjä virtuaalisia malleja kliinisen päätöksenteon apuna. Kirjallisuudessa tällaisiin malleihin viitataan useilla nimillä, kuten "3D-renderoidut kuvat", "3D-rekonstruktiot" tai "virtuaaliset 3D-mallit". Tässä pöytäkirjassa tutkijat käyttävät jälkimmäistä nimikkeistöä. Virtuaaliset 3D-mallit tarjoavat monia fyysisten 3D-tulostettujen vastineidensa eduista ilman tulostusprosessin haasteita, niitä voidaan katsella helposti tavallisilla digitaalisilla laitteilla, kuten kannettavissa tietokoneissa tai älypuhelimissa, ja niitä voidaan katsella ja olla vuorovaikutuksessa samanaikaisesti mistä päin maailmaa tahansa, mikä voisi auttaa keskusten välisessä yhteisessä leikkaussuunnittelussa. Huomaa, että tässä tutkimuksessa käytettyä virtuaalisten 3D-mallien käyttöä ei pidä sekoittaa virtuaalitodellisuuden visualisointiin, joka on mukaansatempaava ympäristö ja vaatii tällä hetkellä erikoislaitteita. Tämän tutkimuksen tueksi aiemmat uraauurtavat tutkimukset ovat jo osoittaneet, että kirurgit hyötyvät laskennallisista 3D-malleista teatterissa. Saatavilla olevien 2D-lääketieteellisten kuvien (CT, MRI, tilavuusrenderoidut kuvat) lisäksi ei kuitenkaan ole osoitettu, että virtuaaliset 3D-mallit, jotka on rakennettu samoista olemassa olevista lääketieteellisistä skannaustiedoista, vaikuttaisivat kirurgiseen päätöksentekoprosessiin tai muuttaisivat niitä. kirurgin luottamusta päätöksiinsä. Ratkaisevaa on myös se, että on osoitettava, että tällaisia ​​3D-malleja voidaan rakentaa luotettavasti ja mittakaavassa niiden laajan käyttöönoton helpottamiseksi.