Modelos virtuais 3D como um complemento ao planejamento cirúrgico pré-operatório

A cirurgia é o tratamento de base para o câncer abdominal, resultando em mais de 50.000 cirurgias anualmente no Reino Unido, sendo 10% delas para câncer renal. As decisões de planejamento de cirurgia pré-operatória são tomadas por radiologistas e cirurgiões após a visualização de tomografias computadorizadas e ressonâncias magnéticas. O desafio é reconstruir mentalmente a anatomia 3D do paciente a partir dessas fatias de imagem 2D, incluindo a localização do tumor e sua relação com estruturas próximas, como vasos críticos. Esse processo é demorado e difícil, muitas vezes resultando em erro humano e tomada de decisão abaixo do ideal. É ainda mais importante ter um bom plano cirúrgico quando a operação for realizada de forma minimamente invasiva, pois é um cenário mais desafiador corrigir uma complicação não planejada do que durante a cirurgia aberta. Portanto, melhores ferramentas de planejamento cirúrgico são essenciais para melhorar o resultado do paciente e reduzir o custo da inconveniência cirúrgica.

Para superar as limitações do planejamento cirúrgico atual em um ambiente de oncologia de tecidos moles, pacotes de software dedicados e provedores de serviços forneceram a capacidade de classificar os voxels de varredura em seus componentes anatômicos em um processo conhecido como segmentação de imagem (consulte a Seção 6.1 para obter mais informações). . Uma vez segmentados, são gerados arquivos de estereolitografia que podem ser usados ​​para visualizar a anatomia e ter os componentes impressos em 3D. Foi demonstrado anteriormente que esses modelos impressos em 3D influenciam a tomada de decisões cirúrgicas. No entanto, a relevância de um modelo físico para planejar uma abordagem cirúrgica minimamente invasiva é discutível, e os custos financeiros e administrativos da obtenção de modelos precisos impressos em 3D para o planejamento cirúrgico de rotina têm sido especulados como impedindo que os modelos impressos em 3D invadam a rotina clínica regular. uso.

Como um precursor necessário para modelos impressos em 3D, os modelos virtuais computacionais renderizados em superfície 3D podem ser usados ​​pelo urologista para auxiliar na tomada de decisões clínicas. Na literatura, esses modelos são referidos por uma variedade de nomes, como 'imagens renderizadas em 3D', 'reconstruções em 3D' ou 'modelos 3D virtuais'. Neste protocolo, os investigadores usarão esta última nomenclatura. Os modelos 3D virtuais fornecem muitas das vantagens de sua contraparte física impressa em 3D sem o desafio do processo de impressão, eles podem ser facilmente visualizados em dispositivos digitais padrão, como laptops ou smartphones, e podem ser visualizados e interagidos simultaneamente de qualquer lugar do mundo, o que poderia ajudar no planejamento cirúrgico colaborativo entre os centros. Observe que o uso de modelos 3D virtuais neste estudo não deve ser confundido com a visualização de realidade virtual, que é um ambiente imersivo e atualmente requer equipamento especializado. Em apoio a este estudo, estudos pioneiros anteriores já mostraram que os cirurgiões se beneficiam de modelos 3D computacionais no teatro. No entanto, além das imagens médicas 2D disponíveis (TC, MRI, imagens renderizadas por volume), não foi demonstrado que modelos 3D virtuais, construídos a partir dos mesmos dados de varredura médica existentes, influenciariam o processo de tomada de decisão cirúrgica ou alterariam confiança do cirurgião em suas decisões. Crucialmente, também resta mostrar que tais modelos 3D podem ser construídos de forma confiável e em escala para facilitar sua adoção generalizada.