Виртуальные 3D-модели как дополнение к предоперационному хирургическому планированию

Хирургия является основным методом лечения рака брюшной полости, в результате чего в Великобритании ежегодно проводится более 50 000 операций, 10% из которых приходится на рак почки. Решения о планировании предоперационной операции принимаются радиологами и хирургами после просмотра КТ и МРТ. Задача состоит в том, чтобы мысленно реконструировать трехмерную анатомию пациента из этих срезов двухмерного изображения, включая расположение опухоли и ее связь с близлежащими структурами, такими как важные сосуды. Этот процесс трудоемкий и трудоемкий, часто приводящий к человеческим ошибкам и принятию неоптимальных решений. Еще более важно иметь хороший хирургический план, когда операция должна выполняться минимально инвазивным способом, поскольку устранение незапланированного осложнения является более сложной задачей, чем при открытой операции. Таким образом, более совершенные инструменты хирургического планирования необходимы, если мы хотим улучшить результаты лечения пациентов и снизить стоимость хирургического несчастного случая.

Чтобы преодолеть ограничения современного планирования операций в условиях онкологии мягких тканей, специализированные пакеты программного обеспечения и поставщики услуг предоставили возможность классифицировать воксели сканирования по их анатомическим компонентам в процессе, известном как сегментация изображения (дополнительную информацию см. в разделе 6.1). . После сегментации создаются стереолитографические файлы, которые можно использовать для визуализации анатомии и 3D-печати компонентов. Ранее было показано, что такие напечатанные на 3D-принтере модели влияют на принятие хирургических решений. Тем не менее, актуальность физической модели для планирования минимально инвазивного хирургического доступа является спорной, и предполагается, что финансовые и административные затраты на получение точных 3D-печатных моделей для планирования рутинных операций сдерживают 3D-печатные модели от проникновения в обычную клиническую практику. Применение.

В качестве необходимого предшественника трехмерных печатных моделей уролог может использовать вычислительные трехмерные виртуальные модели с визуализацией поверхности для помощи в принятии клинических решений. В литературе такие модели упоминаются под разными названиями, такими как «3D-визуализированные изображения», «3D-реконструкции» или «виртуальные 3D-модели». В этом протоколе исследователи будут использовать последнюю номенклатуру. Виртуальные 3D-модели обладают многими преимуществами своих физических 3D-печатных аналогов без сложностей процесса печати, их можно легко просматривать на стандартных цифровых устройствах, таких как ноутбуки или смартфоны, и их можно одновременно просматривать и взаимодействовать из любой точки мира. которые могли бы помочь в совместном планировании операций между центрами. Обратите внимание, что использование виртуальных 3D-моделей в этом исследовании не следует путать с визуализацией виртуальной реальности, которая представляет собой иммерсивную среду и в настоящее время требует специального оборудования. В поддержку этого исследования предыдущие новаторские исследования уже показали, что хирурги получают пользу от вычислительных 3D-моделей в операционной. Однако в дополнение к доступным 2D-медицинским изображениям (КТ, МРТ, объемные изображения) не было показано, что виртуальные 3D-модели, созданные на основе тех же существующих данных медицинского сканирования, могут повлиять на процесс принятия хирургического решения или изменить его. уверенность хирурга в своих решениях. Важно также, что еще предстоит показать, что такие 3D-модели могут быть построены надежно и в масштабе, чтобы способствовать их широкому внедрению.