Virtuele 3D-modellen als aanvulling op preoperatieve chirurgische planning

Chirurgie is de steunpilaar voor de behandeling van buikkanker, resulterend in meer dan 50.000 operaties per jaar in het VK, waarvan 10% voor nierkanker. Preoperatieve planningsbeslissingen voor operaties worden genomen door radiologen en chirurgen bij het bekijken van CT- en MRI-scans. De uitdaging is om de 3D-anatomie van de patiënt mentaal te reconstrueren uit deze 2D-beeldplakken, inclusief de locatie van de tumor en de relatie met nabijgelegen structuren zoals kritieke vaten. Dit proces is tijdrovend en moeilijk, wat vaak resulteert in menselijke fouten en suboptimale besluitvorming. Het is zelfs nog belangrijker om een ​​goed chirurgisch plan te hebben wanneer de operatie op een minimaal invasieve manier moet worden uitgevoerd, aangezien het een grotere uitdaging is om een ​​ongeplande complicatie te verhelpen dan tijdens een open operatie. Daarom zijn betere hulpmiddelen voor chirurgische planning essentieel als men de uitkomst van de patiënt wil verbeteren en de kosten van chirurgische tegenslagen wil verminderen.

Om de beperkingen van de huidige operatieplanning in een weke delen oncologische omgeving te overwinnen, hebben speciale softwarepakketten en serviceproviders de mogelijkheid geboden om de scanvoxels te classificeren in hun anatomische componenten in een proces dat bekend staat als beeldsegmentatie (zie paragraaf 6.1 voor meer informatie). . Eenmaal gesegmenteerd, worden stereolithografiebestanden gegenereerd die kunnen worden gebruikt om de anatomie te visualiseren en de componenten 3D te laten printen. Eerder is aangetoond dat dergelijke 3D-geprinte modellen de chirurgische besluitvorming beïnvloeden. De relevantie van een fysiek model voor het plannen van een minimaal invasieve chirurgische benadering is echter discutabel, en er wordt gespeculeerd dat de financiële en administratieve kosten van het verkrijgen van nauwkeurige 3D-geprinte modellen voor de planning van routinematige operaties 3D-geprinte modellen ervan weerhouden om door te breken in de reguliere klinische praktijk. gebruik.

Als een noodzakelijke voorloper van 3D-geprinte modellen, kunnen computationele 3D-oppervlakte-gerenderde virtuele modellen door de uroloog worden gebruikt om te helpen bij klinische besluitvorming. In de literatuur worden dergelijke modellen aangeduid met verschillende namen, zoals '3D-gerenderde afbeeldingen', '3D-reconstructies' of 'virtuele 3D-modellen'. In dit protocol zullen de onderzoekers de laatstgenoemde nomenclatuur gebruiken. Virtuele 3D-modellen bieden veel van de voordelen van hun fysieke 3D-geprinte tegenhanger zonder de uitdaging van het afdrukproces. Ze kunnen gemakkelijk worden bekeken op standaard digitale apparaten zoals laptops of smartphones en kunnen tegelijkertijd worden bekeken en gebruikt vanaf elke plek ter wereld. wat zou kunnen helpen bij gezamenlijke operatieplanning tussen centra. Merk op dat het gebruik van virtuele 3D-modellen in dit onderzoek niet moet worden verward met Virtual-Reality-visualisatie, een meeslepende omgeving waarvoor momenteel gespecialiseerde apparatuur nodig is. Ter ondersteuning van deze studie hebben eerdere baanbrekende studies al aangetoond dat chirurgen baat hebben bij computationele 3D-modellen in het theater. Naast de beschikbare medische 2D-beelden (CT, MRI, volume-gerenderde beelden) is echter niet aangetoond dat virtuele 3D-modellen, opgebouwd uit dezelfde bestaande medische scangegevens, het chirurgische besluitvormingsproces zouden beïnvloeden of chirurg vertrouwen in hun beslissingen. Cruciaal is dat het ook nog moet worden aangetoond dat dergelijke 3D-modellen betrouwbaar en op schaal kunnen worden gebouwd om hun brede acceptatie te vergemakkelijken.