Virtuaalinen 3D-mallinnus robottiavusteisen osittaisen nefrektomian kirurgisen suunnittelun parantamiseksi (VISP)

Leikkaus on vatsasyövän pääasiallinen hoitomuoto, ja Iso-Britanniassa tehdään vuosittain yli 50 000 leikkausta, joista 10 % on munuaissyöpää. Leikkausta edeltävän leikkauksen suunnittelupäätökset tekevät radiologit ja kirurgit katsoessaan CT- (Computed Tomography) ja MRI (Magnetic Resonance Imaging) -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 usein johtaa inhimillisiin virheisiin ja epäoptimaaliseen päätöksentekoon. Vielä tärkeämpää on hyvä leikkaussuunnitelma, kun leikkaus tehdään minimaalisesti, koska suunnittelemattoman komplikaation korjaaminen on haastavampaa kuin avoimen leikkauksen aikana (Byrn et al. 2007). Siksi paremmat kirurgisen suunnittelun työkalut ovat välttämättömiä, jos haluamme parantaa potilaiden tuloksia ja vähentää kirurgisen epäonnistumisen kustannuksia.

Nykyisen leikkauksen suunnittelun rajoitusten voittamiseksi pehmytkudosonkologiassa erityiset ohjelmistopaketit ja palveluntarjoajat ovat tarjonneet mahdollisuuden luokitella skannausvokselit niiden anatomisiin komponentteihin prosessissa, joka tunnetaan nimellä kuvan segmentointi. Kun segmentointi on tehty, stereolitografiatiedostot luodaan, joita voidaan käyttää anatomian visualisoimiseen ja komponenttien 3D-tulostukseen. Aiemmin on raportoitu, että tällaiset 3D-painetut mallit vaikuttavat kirurgiseen päätöksentekoon (Wake, et al. 2017). Tarkkojen 3D-tulostettujen mallien hankkimisesta rutiininomaiseen kirurgian suunnitteluun liittyvien taloudellisten ja hallinnollisten kustannusten on kuitenkin arveltu estävän 3D-tulostettuja malleja murtamasta säännölliseen kliiniseen käyttöön (Western, 2017).

Laskennallisista 3D-pintarenderöityistä virtuaalimalleista on tullut luonnollinen edistysaskel 3D-tulostetuista malleista. Kirjallisuudessa tällaisiin malleihin viitataan useilla nimillä, kuten "3D-renderoidut kuvat" (Zheng, et al. 2016), "3D-rekonstruktiot" (Isotani, ym. 2015) tai "virtuaalinen 3D" mallit' (Wake ym. 2017). Tässä pöytäkirjassa käytämme jälkimmäistä nimikkeistöä.

Aiemmat tutkimukset ovat jo osoittaneet, että kirurgit hyötyvät virtuaalisista 3D-malleista teatterissa (Hughes-Hallett, 2014; Fan, ym. 2018; Fotouhi, ym. 2018).

Aiemmassa toteutettavuustutkimuksessa (NIHR21460; IRAS 18/SW/0238) käytimme viimeisintä CE-merkittyä ohjelmistoa, nimeltään Innersight3D, luomaan interaktiivisia virtuaalisia 3D-malleja potilaan ainutlaatuisesta anatomiasta vastaanotetuista TT-kuvauksista. anna kirurgille yksityiskohtainen etenemissuunnitelma ennen leikkausta. Huomasimme, että tällä lähestymistavalla oli positiivinen vaikutus kirurgiseen päätöksentekoon.

RAPN on nopeasti kehittyvä kirurginen ala, jolla on robotteja yli 70 Iso-Britannian kirurgisessa keskuksessa. Tämän tutkimuksen pääasiallinen tutkimuskysymys on, parantaako kirurginen suunnittelu virtuaalisen 3D-mallinnuksen (Innersight 3D) avulla satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa RAPN:n tulosta ja kustannustehokkuutta.

Potilaat voivat hyötyä tästä tutkimuksesta useista syistä;

1. Laadukkaamman leikkauksen ja komplikaatioiden pienenemisen vuoksi potilaat saattavat palata kotiin aikaisemmin (Shirk ym. 2018).
2. Vähemmän todennäköisyyttä suunnittelemattomalle muunnokselle, jolloin kirurgin on hylättävä minimaalisesti invasiivinen lähestymistapa avoimen leikkauksen hyväksi leikkauksen aikana odottamattomien anatomisten haasteiden vuoksi.
3. Parempi potilaiden vaikutusvalta ja parempi suostumus, mikä johtaa parempaan potilaan päätöksentekoon. Edellinen toteutettavuustutkimuksemme osoitti, että potilaat olivat vahvasti yhtä mieltä siitä, että 3D-mallit paransivat heidän ymmärrystään sairauden hoitopäätöksistä ja leikkaussuunnittelusta.
4. Se voi myös lyhentää toimenpiteen aikaa pienemmällä altistumiselle anestesialle. On myös toiminnallisia etuja, koska nämä mallit saattavat parantaa toiminnan monimutkaisuuden ja toiminta-ajan ennustetarkkuutta. Siten leikkauslistan aikataulutusta ja sairaalapotilaiden kulkua voitaisiin parantaa huomattavasti. Jonotuslistaa voitaisiin lyhentää, koska toimintojen ylittyminen vähenee. Lisäksi leikkausryhmän yhteenkuuluvuutta voitaisiin myös parantaa. Teatteriajan lyhennyksellä, oleskelun pituudella, olisi taloudellista hyötyä terveyspalveluille.