Planejamento de cirurgias complexas em cabeça e pescoço - o uso de modelos tridimensionais / Planning of complex surgery in head and neck region - the use of three-dimensional (3D) model

RESUMO

Introdução: O planejamento pré-operatório de cirurgias complexas da região de cabeça e pescoço utiliza usualmente imagens de tomografia computadorizada (TC) ou ressonância nuclear magnética (RNM). Uma reconstrução tridimensional completa das estruturas envolvidas nessas regiões pode propiciar um acesso privilegiado às áreas anatômicas de interesse, explicitando detalhes que não podem ser vistos nos filmes radiográficos comuns. A prototipagem rápida (PR) consiste em um grupo de processos utilizados para produzir objetos em três dimensões pela adição de camadas de material. O processo de sinterização seletiva a laser (SLS ? Selective Laser Sintering) é uma das técnicas disponíveis de PR, que pode ser usada para produzir protótipos biomédicos obtidos a partir de imagens de TC e RNM. Esses protótipos são utilizados com objetivos didáticos, na fabricação de próteses personalizadas, no diagnóstico e planejamento de cirurgias crânio-faciais, incluindo as neoplasias e facilitando também a comunicação entre profissional e paciente. Método: utilizamos o software InVesalius para viabilizar a transformação de imagens médicas de TC e RNM em formato DICOM, para um arquivo no formato STL, empregado em prototipagem rápida. Esse arquivo foi enviado para a máquina de sinterização a laser, que gera um modelo da área óssea de interesse. Esse modelo tridimensional foi estudado pela equipe de cirurgia para planejar o tratamento e, muitas vezes, confeccionar próteses e simular cirurgias. Esses procedimentos foram realizados com forte interação entre profissionais da área médica, de informática e engenharia. Resultados: utilizamos o método em 13 pacientes com câncer de cabeça e pescoço, sendo sete homens e seis mulheres, com idade de 9 a 77 anos (média de 56). O diagnóstico era de neoplasia naso-etmoidal em três pacientes, neoplasia de maxila em dois, neoplasia de órbita em um, neoplasia de mandíbula em sete (sendo neoplasia de face com invasão de mandíbula em dois, neoplasia de boca com invasão de mandíbula em dois, neoplasia primária de mandíbula em três). Em todos os casos, o molde permitiu um planejamento acurado da cirurgia, muitas vezes permitindo fazer uma pré-moldagem de próteses de titânio, programação da reconstrução com microcirurgia, simulação do ato operatório e isso levou a uma otimização e diminuição do tempo esperado da cirurgia. Conclusão: a PR mostrou ser um método eficiente para o planejamento de cirurgias complexas em cabeça e pescoço que incluem ressecção óssea de face ou mandibular. Seu uso parece reduzir o tempo do procedimento cirúrgico e o período de anestesia, o que pode ser muito útil para o tratamento desses casos.

ABSTRACT

Introduction: the pre-operative planning of complex surgery in head and neck region is usually done by computed tomography (CT) or magnetic resonance images (MRI). A three-dimensional (3D) model of the involved structures in these regions can supply visual and touchable access to the anatomical areas of interest, showing details that could not be seen in conventional radiographic films. The Rapid Prototyping (RP) is a group of processes used to produce 3D models by addition of material. The Selective Laser Sintering (SLS) is one of the techniques utilized in RP that can be used to produce medical models from CT or MRI. These models can be used for pre-operative planning of cranio-facial surgery. Methods: we utilized the software InVesalius to make feasible the transformation of medical images from CT or MRI in DICOM format to a STL format archive of RP machine, a Laser Sintering, that produces a nylon model of the bone area of interest. This 3D model was studied by the surgical team to plan and simulate the surgery, to explain the treatment to the patient and to make prosthesis when necessary. These procedures were carried out with strong interaction of medical, engineering and computer professionals. Results: we applied the method in 13 patients with head and neck cancer, 7 men and 6 women, with age varying from 9 to 77 years (average, 56). Diagnosis were nasoetmoidal tumor in 3 patients, paranasal sinus cancer in 2 patients (2 skull base), orbital cancer in 1, and cancer involving the mandible in 7 patients (2 primary, and 5 with invasion of the mandible). In all cases the model allowed an accurate planning of the surgery, sometimes with pre-operative simulation of the procedure, template of osteosynthetic material, planning of microsurgical reconstruction, and decrease the expected time of the surgery. Conclusions: the RP is an efficient method for preoperative planning in complex surgery of head and neck region that includes osteotomies or resection of facial bone or mandible. Its use seams to reduce the operative time and improve the planning and procedure quality, and the communication with patients and among the surgical team.