Modellazione 3D virtuale per una migliore pianificazione chirurgica della nefrectomia parziale robotizzata (VISP)

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 il cancro del rene. Le decisioni sulla pianificazione della chirurgia preoperatoria vengono prese da radiologi e chirurghi dopo aver visualizzato le scansioni TC (tomografia computerizzata) e MRI (risonanza magnetica). 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 avere un buon piano chirurgico quando l'operazione deve essere eseguita in modo minimamente invasivo, in quanto è un ambiente più impegnativo per correggere una complicanza non pianificata che durante la chirurgia a cielo aperto (Byrn, et al. 2007). Pertanto, migliori strumenti di pianificazione chirurgica sono essenziali se desideriamo migliorare l'esito del paziente e ridurre il costo di una disavventura 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. 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 riportato che tali modelli stampati in 3D influenzano il processo decisionale chirurgico (Wake, et al. 2017). Tuttavia, 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 nel normale utilizzo clinico (Western, 2017).

I modelli virtuali con rendering di superficie 3D computazionale sono diventati un progresso naturale rispetto ai modelli stampati in 3D. In letteratura, tali modelli sono indicati con una varietà di nomi come "immagini 3D renderizzate" (Zheng, et al. 2016), "ricostruzioni 3D" (Isotani, et al. 2015) o "virtual 3D modelli', (Wake, et al. 2017). In questo protocollo useremo quest'ultima nomenclatura.

Studi precedenti hanno già dimostrato che i chirurghi traggono vantaggio dai modelli 3D virtuali in sala operatoria (Hughes-Hallett, 2014; Fan, et al. 2018; Fotouhi, et al. 2018).

In un precedente studio di fattibilità (NIHR21460; IRAS 18/SW/0238), abbiamo utilizzato un software con marcatura CE all'avanguardia, chiamato Innersight3D, per generare modelli 3D virtuali interattivi dell'anatomia unica del paziente dalle scansioni TC ricevute, per fornire una tabella di marcia dettagliata per il chirurgo prima dell'operazione. Abbiamo scoperto che questo approccio ha avuto un'influenza positiva sul processo decisionale chirurgico.

RAPN è un settore chirurgico in rapido sviluppo, con robot in oltre 70 centri chirurgici del Regno Unito. La principale domanda di ricerca da affrontare nel presente studio è se la pianificazione chirurgica utilizzando la modellazione 3D virtuale (Innersight 3D) in uno studio controllato randomizzato migliora l'esito e il rapporto costo-efficacia della RAPN.

I pazienti trarranno potenzialmente beneficio da questa ricerca per diversi motivi;

1. A causa di un intervento chirurgico di qualità superiore e di una ridotta possibilità di complicanze, i pazienti potrebbero tornare a casa prima (Shirk, et al. 2018).
2. Meno probabilità di una conversione non pianificata, ovvero quando il chirurgo deve abbandonare l'approccio minimamente invasivo a favore della chirurgia a cielo aperto durante l'operazione, a causa di sfide anatomiche impreviste.
3. Maggiore responsabilizzazione del paziente e migliore consenso, con conseguente migliore processo decisionale del paziente. Il nostro precedente studio di fattibilità ha dimostrato che i pazienti erano fortemente d'accordo sul fatto che i modelli 3D migliorassero la loro comprensione delle decisioni terapeutiche della malattia e della pianificazione chirurgica.
4. Potrebbe anche ridurre i tempi della procedura con una minore esposizione all'anestetico. Ci sono anche vantaggi operativi, poiché questi modelli potrebbero migliorare l'accuratezza della previsione della complessità dell'operazione e del tempo operativo. Pertanto, la pianificazione dell'elenco degli interventi chirurgici e il flusso dei pazienti ospedalieri potrebbero essere notevolmente migliorati. La lista d'attesa potrebbe essere ridotta a causa del minor numero di operazioni in eccesso. Inoltre, potrebbe essere migliorata anche la coesione del team chirurgico. Una riduzione del tempo di teatro, della durata della degenza, avrebbe benefici economici per il servizio sanitario.