Виртуальное 3D-моделирование для улучшения хирургического планирования частичной нефрэктомии с помощью роботов (VISP)

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 (компьютерной томографии) и МРТ (магнитно-резонансной томографии). 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 (Byrn, et al., 2007). 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. После сегментации создаются стереолитографические файлы, которые можно использовать для визуализации анатомии и 3D-печати компонентов. Ранее сообщалось, что такие напечатанные на 3D-принтере модели влияют на принятие хирургических решений (Wake, et al., 2017). Однако предполагается, что финансовые и административные затраты на получение точных 3D-печатных моделей для планирования рутинных операций сдерживают 3D-печатные модели от их регулярного клинического использования (Western, 2017).

Вычислительные трехмерные виртуальные модели с визуализацией поверхности стали естественным шагом вперед по сравнению с трехмерными печатными моделями. В литературе такие модели называются различными названиями, такими как «трехмерные изображения» (Чжэн и др., 2016 г.), «трехмерные реконструкции» (Исотани и др., 2015 г.) или «виртуальные трехмерные изображения». моделей» (Уэйк и др., 2017). В этом протоколе мы будем использовать последнюю номенклатуру.

Предыдущие исследования уже показали, что хирурги получают пользу от виртуальных 3D-моделей в операционной (Hughes-Hallett, 2014; Fan, et al., 2018; Fotouhi, et al., 2018).

В предыдущем технико-экономическом обосновании (NIHR21460; IRAS 18/SW/0238) мы использовали современное программное обеспечение с маркировкой CE, названное Innersight3D, для создания интерактивных виртуальных 3D-моделей уникальной анатомии пациента на основе полученных им КТ-сканирований. предоставить подробную дорожную карту для хирурга до операции. Мы обнаружили, что этот подход оказал положительное влияние на принятие хирургических решений.

RAPN — это быстро развивающееся хирургическое направление, в котором роботы используются более чем в 70 хирургических центрах Великобритании. Основной исследовательский вопрос, который предстоит решить в настоящем исследовании, заключается в том, улучшает ли хирургическое планирование с использованием виртуального 3D-моделирования (Innersight 3D) в рандомизированном контролируемом исследовании исход и экономическую эффективность РАПН.

Пациенты потенциально выиграют от этого исследования по нескольким причинам;

1. Благодаря более качественному хирургическому вмешательству и меньшей вероятности осложнений пациенты могут быстрее вернуться домой (Shirk et al., 2018).
2. Меньшая вероятность незапланированной конверсии, когда хирургу приходится отказываться от малоинвазивного подхода в пользу открытой хирургии во время операции из-за непредвиденных анатомических проблем.
3. Расширение прав и возможностей пациентов и улучшенное согласие, что приводит к лучшему принятию решений пациентами. Наше предыдущее технико-экономическое обоснование показало, что пациенты полностью согласны с тем, что 3D-модели улучшают их понимание решений о лечении заболевания и планировании хирургического вмешательства.
4. Это также может сократить время процедуры с меньшим воздействием анестетика. Существуют также эксплуатационные преимущества, поскольку эти модели могут повысить точность прогнозирования сложности операции и времени операции. Таким образом, можно значительно улучшить планирование списка операций и поток пациентов из больницы. Список ожидания может быть сокращен из-за меньшего количества перерасходов операций. Кроме того, можно повысить сплоченность хирургической бригады. Сокращение театрального времени и продолжительности пребывания принесло бы финансовую выгоду службе здравоохранения.