Virtuele 3D-modellering voor verbeterde chirurgische planning van gerobotiseerde gedeeltelijke nefrectomie (VISP)

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- (computertomografie) en MRI-scans (magnetische resonantiebeeldvorming). 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 minimaal invasief moet worden uitgevoerd, aangezien het een grotere uitdaging is om een ​​ongeplande complicatie te verhelpen dan tijdens een open operatie (Byrn, et al. 2007). Daarom zijn betere tools voor chirurgische planning essentieel als we de uitkomst van de patiënt willen verbeteren en de kosten van een chirurgisch ongeluk willen verminderen.

Om de beperkingen van de huidige operatieplanning in een weke delen oncologische setting 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. Eenmaal gesegmenteerd, worden stereolithografiebestanden gegenereerd, die kunnen worden gebruikt om de anatomie te visualiseren en de componenten 3D te laten printen. Eerder is gemeld dat dergelijke 3D-geprinte modellen de chirurgische besluitvorming beïnvloeden (Wake, et al. 2017). Er wordt echter gespeculeerd dat de financiële en administratieve kosten van het verkrijgen van nauwkeurige 3D-geprinte modellen voor het plannen van routinematige operaties 3D-geprinte modellen ervan weerhouden om door te breken in regulier klinisch gebruik (Western, 2017).

Computationele 3D-oppervlakte-gerenderde virtuele modellen zijn een natuurlijke vooruitgang geworden van 3D-geprinte modellen. In de literatuur wordt naar dergelijke modellen verwezen met verschillende namen, zoals '3D-gerenderde afbeeldingen' (Zheng, et al. 2016), '3D-reconstructies' (Isotani, et al. 2015) of 'virtuele 3D-modellen'. modellen', (Wake, et al. 2017). In dit protocol zullen we de laatste nomenclatuur gebruiken.

Eerdere studies hebben al aangetoond dat chirurgen baat hebben bij virtuele 3D-modellen in het theater (Hughes-Hallett, 2014; Fan, et al. 2018; Fotouhi, et al. 2018).

In een eerder haalbaarheidsonderzoek (NIHR21460; IRAS 18/SW/0238) gebruikten we state-of-the-art CE-gemarkeerde software, genaamd Innersight3D, om interactieve virtuele 3D-modellen van de unieke anatomie van de patiënt te genereren op basis van hun ontvangen CT-scans, om geef voorafgaand aan de operatie een gedetailleerd stappenplan voor de chirurg. We ontdekten dat deze aanpak een positieve invloed had op de chirurgische besluitvorming.

RAPN is een zich snel ontwikkelend chirurgisch vakgebied, met robots in meer dan 70 Britse chirurgische centra. De belangrijkste onderzoeksvraag die in de huidige studie aan de orde moet worden gesteld, is of chirurgische planning met behulp van virtuele 3D-modellering (Innersight 3D) in een gerandomiseerde gecontroleerde studie de uitkomst en kosteneffectiviteit van RAPN verbetert.

Patiënten zullen om verschillende redenen mogelijk baat hebben bij dit onderzoek;

1. Door chirurgische ingrepen van hogere kwaliteit en een verminderde kans op complicaties kunnen patiënten eerder naar huis gaan (Shirk, et al. 2018).
2. Minder kans op een ongeplande conversie, waarbij de chirurg tijdens de operatie de minimaal invasieve benadering moet opgeven ten gunste van open chirurgie vanwege onvoorziene anatomische uitdagingen.
3. Verbeterde empowerment van de patiënt en verbeterde toestemming, resulterend in betere besluitvorming door de patiënt. Onze eerdere haalbaarheidsstudie toonde aan dat patiënten het er sterk mee eens waren dat 3D-modellen hun begrip van de beslissingen over de behandeling van de ziekte en de chirurgische planning verbeterden.
4. Het kan ook de proceduretijd verkorten met minder blootstelling aan verdoving. Er zijn ook operationele voordelen, aangezien deze modellen de voorspellingsnauwkeurigheid van de complexiteit van de operatie en de operatietijd kunnen verbeteren. De planning van de operatielijst en de stroom ziekenhuis-patiënt kunnen dus aanzienlijk worden verbeterd. Wachtlijst kan worden verkort door minder uitloop van operaties. Daarnaast zou ook de cohesie van het chirurgisch team kunnen worden verbeterd. Een verkorting van de theatertijd, de verblijfsduur, zou financiële voordelen hebben voor de gezondheidszorg.