Lập kế hoạch Thực tế ảo cho cắt bỏ thành ngực

Phẫu thuật cắt bỏ và tái tạo thành ngực do ung thư là những thủ thuật phức tạp vì các thách thức về giải phẫu và sinh lý học. Vì lý do này, thực tế mở rộng và thực tế ảo ngày càng được khám phá trong phẫu thuật nhờ khả năng cung cấp hiểu biết giải phẫu nhập vai, hỗ trợ lập kế hoạch tiền phẫu thuật và cải thiện hướng dẫn trong phẫu thuật.

Nghiên cứu được thực hiện tại University Hospital Bonn nhằm đánh giá tiềm năng của VR và AI trong lĩnh vực phẫu thuật phức tạp bằng cách phân tích hồi cứu việc lập kế hoạch VR liên ngành và cộng tác được tăng cường bởi phân đoạn tự động dựa trên AI, đồng thời so sánh với kết quả phẫu thuật thực tế.

Những thách thức của cắt bỏ và tái tạo thành ngực

Phẫu thuật cắt bỏ và tái tạo thành ngực là những thủ thuật đầy thách thức do sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố giải phẫu và sinh lý học. Đạt được ranh giới ung thư học đầy đủ đồng thời bảo tồn tính toàn vẹn cấu trúc và chức năng là điều cần thiết để đạt kết quả tối ưu.

Các khối u lớn, đặc biệt là sarcoma liên quan đến mô mềm và xương, đòi hỏi cách tiếp cận đa chuyên khoa cho cả cắt bỏ và tái tạo. Những thủ thuật này thường không chỉ cần bác sĩ phẫu thuật lồng ngực giàu kinh nghiệm mà còn cần bác sĩ phẫu thuật tạo hình khi cần che phủ da rộng hoặc sử dụng vạt cơ.

Sarcoma và bệnh di căn là những khối u ác tính thành ngực phổ biến nhất, và chiến lược điều trị sarcoma nên được thảo luận trong hội đồng ung bướu đa chuyên khoa tại trung tâm sarcoma được chứng nhận. Khi cần cắt bỏ các cấu trúc lân cận, bác sĩ phẫu thuật ung thư chỉnh hình nên tham gia vào lập kế hoạch tiền phẫu thuật để đảm bảo quản lý toàn diện.

Hình ảnh hai chiều truyền thống thường không đủ cho loại lập kế hoạch phẫu thuật này, vì chúng không thể hiện đầy đủ các mối quan hệ giải phẫu ba chiều phức tạp.

Quy trình lập kế hoạch VR

Việc lập kế hoạch thực tế ảo được thực hiện bằng Medical Imaging XR, cho phép các phiên cộng tác nhiều người dùng để thảo luận theo thời gian thực và trực quan hóa chung giải phẫu được tái tạo 3D. Việc phân đoạn tự động các cấu trúc giải phẫu được thực hiện bằng mô hình mã nguồn mở TotalSegmentator để phân định các cấu trúc chính như xương, mạch máu và cơ quan.

Phân đoạn khối u không được cung cấp và do đó được thực hiện thủ công bởi đội ngũ phẫu thuật trong môi trường VR. Các mặt nạ phân đoạn được tích hợp vào hệ thống kết xuất thể tích VR để tăng cường khả năng trực quan hóa và tương tác.

Mỗi trường hợp được xem xét bởi một nhóm liên ngành bao gồm bác sĩ phẫu thuật lồng ngực, bác sĩ phẫu thuật chỉnh hình ung thư và bác sĩ phẫu thuật tạo hình/tái tạo. Sử dụng bộ công cụ Medical Imaging XR, nhóm đã thực hiện xác định khối u và các mốc giải phẫu, lập kế hoạch ranh giới cắt bỏ, ước tính kích thước khuyết thiếu, lập kế hoạch chiến lược tái tạo và ghi lại phương pháp phẫu thuật dự kiến.

Các thông số sau được so sánh định lượng giữa phương pháp được lập kế hoạch bằng VR và kết quả phẫu thuật thực tế:

Đánh giá độ chính xác của lập kế hoạch VR

Trong 3 trên 8 trường hợp (37,5%), phạm vi cắt bỏ trong phẫu thuật rộng hơn so với dự đoán của kế hoạch VR, chủ yếu do đánh giá thấp sự xâm lấn của khối u vào các mô lân cận. Điều này làm nổi bật một hạn chế quan trọng của hình ảnh tiền phẫu thuật, vốn vẫn tồn tại dù có các kỹ thuật trực quan hóa tiên tiến, vì đánh giá trong phẫu thuật vẫn vượt trội hơn.

Ngược lại, việc đánh giá quá mức vừa phải phạm vi cắt bỏ (lên đến 24%) trong 4 trên 8 trường hợp được xem là chấp nhận được. Một trường hợp cho thấy sự đánh giá quá mức lớn, có thể do bối cảnh ung thư học khác biệt và do đó dẫn đến việc đánh giá quá mức ranh giới phẫu thuật.

Mô phỏng VR hỗ trợ lập kế hoạch phẫu thuật bằng cách cải thiện hiểu biết không gian, nhưng có thể đánh giá thấp sự lan rộng của khối u do các hạn chế của hình ảnh học, đặc biệt trong việc phát hiện bệnh lý tinh vi hoặc vi thể.

Do đó, hệ thống này nên được xem là một công cụ bổ trợ thay vì một công cụ dự đoán tuyệt đối, và khả năng thích ứng trong phẫu thuật vẫn là yếu tố thiết yếu.

Những người tham gia nhìn chung đã báo cáo trải nghiệm người dùng tích cực với hệ thống lập kế hoạch VR, mô tả môi trường này là hấp dẫn, sáng tạo và thú vị khi sử dụng. Bảng câu hỏi trải nghiệm người dùng (UEQ) cho thấy các bác sĩ phẫu thuật đánh giá nền tảng VR là kích thích và mới mẻ, với khả năng sử dụng tổng thể được xem là thuận lợi và không gian làm việc nhập vai được đón nhận tích cực.

Về khả năng dung nạp, các triệu chứng liên quan đến say không gian mạng là rất nhỏ. Người dùng chỉ gặp khó chịu nhẹ và những ảnh hưởng này không làm gián đoạn các phiên lập kế hoạch hoặc buộc bất kỳ ai phải dừng sớm. Nhìn chung, hệ thống VR được đánh giá là thoải mái và có thể chấp nhận được.