Planejamento em Realidade Virtual para ressecção da parede torácica

A ressecção e reconstrução oncológica da parede torácica são procedimentos complexos devido aos desafios anatômicos e fisiológicos. Por esse motivo, a realidade estendida e a realidade virtual estão sendo cada vez mais exploradas na cirurgia por sua capacidade de fornecer insights anatômicos imersivos, apoiar o planejamento pré-operatório e melhorar a orientação intraoperatória.

O estudo conduzido no University Hospital Bonn tem como objetivo avaliar o potencial da VR e da IA no complexo domínio cirúrgico por meio da análise retrospectiva de um planejamento VR interdisciplinar e colaborativo aprimorado por segmentação automatizada baseada em IA, comparando-o com os resultados cirúrgicos reais.

Desafios da ressecção e reconstrução torácica

A ressecção e reconstrução da parede torácica são desafiadoras devido à complexa interação de fatores anatômicos e fisiológicos. Alcançar margens oncológicas adequadas preservando a integridade estrutural e a função é essencial para resultados ideais.

Grandes tumores, particularmente sarcomas envolvendo tecido mole e osso, exigem uma abordagem multidisciplinar tanto para ressecção quanto para reconstrução. Esses procedimentos frequentemente envolvem não apenas um cirurgião torácico experiente, mas também um cirurgião plástico quando são necessários amplos retalhos cutâneos ou musculares.

Sarcomas e doença metastática são as malignidades mais comuns da parede torácica, e as estratégias de tratamento para sarcomas devem ser discutidas em um conselho multidisciplinar de tumores em um centro certificado de sarcoma. Quando estruturas adjacentes precisam ser ressecadas, um cirurgião onco-ortopédico deve participar do planejamento pré-operatório para garantir um manejo abrangente.

As imagens bidimensionais tradicionais costumam ser insuficientes para esse tipo de planejamento cirúrgico, pois não capturam completamente as complexas relações anatômicas tridimensionais.

Fluxo de trabalho de planejamento em VR

O planejamento em realidade virtual foi realizado utilizando Medical Imaging XR, que permitiu sessões colaborativas multiusuário para discussão em tempo real e visualização compartilhada da anatomia reconstruída em 3D. A segmentação automatizada de estruturas anatômicas foi realizada utilizando o modelo open-source TotalSegmentator para fornecer a delimitação de estruturas principais como ossos, vasos e órgãos.

A segmentação tumoral não foi fornecida e, portanto, foi realizada manualmente pela equipe cirúrgica dentro do ambiente VR. As máscaras de segmentação foram integradas ao sistema de renderização volumétrica VR para aprimorar a visualização e a interação.

Cada caso foi revisado por uma equipe interdisciplinar incluindo um cirurgião torácico, um cirurgião ortopédico oncológico e um cirurgião plástico/reconstrutivo. Utilizando o conjunto de ferramentas Medical Imaging XR, a equipe realizou identificação de tumores e marcos anatômicos, planejamento das margens de ressecção, estimativa do tamanho do defeito, planejamento da estratégia de reconstrução e documentação da abordagem cirúrgica planejada.

Os seguintes parâmetros foram comparados quantitativamente entre a abordagem planejada em VR e os resultados cirúrgicos reais:

Avaliação da precisão do planejamento em VR

Em 3 de 8 casos (37,5%), a ressecção intraoperatória foi mais extensa do que a prevista pelo planejamento em VR, principalmente devido à subestimação da infiltração tumoral em tecidos adjacentes. Isso destaca uma limitação importante da imagem pré-operatória, que persiste apesar das técnicas avançadas de visualização, já que a avaliação intraoperatória continua sendo superior.

Em contraste, a superestimação moderada da extensão da ressecção (até 24%) em 4 de 8 casos foi considerada aceitável. Um caso apresentou grande superestimação, provavelmente devido a um cenário oncológico diferente e, portanto, à superestimação das margens cirúrgicas.

A simulação em VR apoia o planejamento cirúrgico ao melhorar a compreensão espacial, mas pode subestimar a disseminação tumoral devido às limitações da imagem, especialmente na detecção de doença sutil ou microscópica.

Assim, deve ser considerado uma ferramenta complementar e não um preditor definitivo, e a adaptabilidade intraoperatória continua essencial.

Os participantes geralmente relataram uma experiência positiva com o sistema de planejamento em VR, descrevendo o ambiente como envolvente, inovador e agradável de usar. O User Experience Questionnaire (UEQ) indicou que os cirurgiões consideraram a plataforma VR estimulante e inovadora, com a usabilidade geral percebida como favorável e o espaço de trabalho imersivo bem recebido.

Em relação à tolerabilidade, os sintomas relacionados à cybersickness foram mínimos. Os usuários experimentaram apenas um leve desconforto, e esses efeitos não interromperam as sessões de planejamento nem exigiram que alguém parasse antes do tempo. No geral, o sistema VR foi percebido como confortável e aceitável.