Modelli virtuali 3D in aggiunta alla pianificazione chirurgica preoperatoria

La chirurgia è il trattamento cardine per il cancro addominale, con oltre 50.000 interventi chirurgici all'anno nel Regno Unito, di cui il 10% per cancro renale. Le decisioni sulla pianificazione della chirurgia preoperatoria vengono prese da radiologi e chirurghi dopo aver visualizzato le scansioni TC e MRI. La sfida consiste nel ricostruire mentalmente l'anatomia 3D del paziente da queste porzioni di immagini 2D, inclusa la posizione del tumore e la sua relazione con le strutture vicine, come i vasi critici. Questo processo richiede tempo ed è difficile, spesso con conseguenti errori umani e processi decisionali non ottimali. È ancora più importante disporre di un buon piano chirurgico quando l'operazione deve essere eseguita in modo minimamente invasivo, in quanto è più impegnativo correggere una complicanza non pianificata che durante la chirurgia a cielo aperto. Pertanto, migliori strumenti di pianificazione chirurgica sono essenziali se si vuole migliorare l'esito del paziente e ridurre il costo della sfortuna chirurgica.

Per superare i limiti dell'attuale pianificazione chirurgica in un contesto di oncologia dei tessuti molli, pacchetti software e fornitori di servizi dedicati hanno fornito la possibilità di classificare i voxel di scansione nei loro componenti anatomici in un processo noto come segmentazione dell'immagine (vedere la Sezione 6.1 per ulteriori informazioni) . Una volta segmentati, vengono generati file di stereolitografia che possono essere utilizzati per visualizzare l'anatomia e stampare i componenti in 3D. È stato precedentemente dimostrato che tali modelli stampati in 3D influenzano il processo decisionale chirurgico. Tuttavia, la rilevanza di un modello fisico per la pianificazione di un approccio chirurgico minimamente invasivo è discutibile e si è ipotizzato che i costi finanziari e amministrativi per ottenere modelli stampati in 3D accurati per la pianificazione della chirurgia di routine impediscano ai modelli stampati in 3D di entrare nella normale clinica utilizzo.

Come necessario precursore dei modelli stampati in 3D, i modelli virtuali computazionali con rendering di superficie 3D potrebbero essere utilizzati dall'urologo per assistere nel processo decisionale clinico. In letteratura, tali modelli sono indicati con una varietà di nomi come "immagini renderizzate in 3D", "ricostruzioni 3D" o "modelli 3D virtuali". In questo protocollo, gli investigatori useranno quest'ultima nomenclatura. I modelli 3D virtuali offrono molti dei vantaggi della loro controparte fisica stampata in 3D senza la sfida del processo di stampa, possono essere facilmente visualizzati su dispositivi digitali standard come laptop o smartphone e possono essere visualizzati e interagire contemporaneamente da qualsiasi parte del mondo, che potrebbe aiutare con la pianificazione della chirurgia collaborativa tra i centri. Si noti che l'uso di modelli 3D virtuali in questo studio non deve essere confuso con la visualizzazione della realtà virtuale, che è un ambiente immersivo e attualmente richiede attrezzature specialistiche. A sostegno di questo studio, precedenti studi pionieristici hanno già dimostrato che i chirurghi traggono vantaggio dai modelli 3D computazionali in sala operatoria. Tuttavia, oltre alle immagini mediche 2D disponibili (CT, MRI, immagini con rendering del volume), non è stato dimostrato che i modelli 3D virtuali, costruiti dagli stessi dati di scansione medica esistenti, influenzerebbero il processo decisionale chirurgico o altererebbero fiducia del chirurgo nelle loro decisioni. Fondamentalmente, resta anche da dimostrare che tali modelli 3D possono essere costruiti in modo affidabile e su larga scala per facilitarne l'adozione diffusa.