Minimal invasive surgery: contribution of three dimensional image on single-site endoscopic surgery

Abstract

Os sistemas endoscópicos são usados em medicina ha mais de duzentos anos. Durante as três últimas décadas houve um esforço tecnológico considerável para desenvolver sistemas de imagem tridimensional para uso em cirurgia endoscópica. Os atuais sistemas disponíveis têm alta definição de imagem e são fáceis de usar, pois apenas necessitam que o cirurgião coloque uns óculos leves com lentes polarizadas. A cirurgia por acesso único apareceu no início deste milénio como uma proposta para diminuir ainda mais o trauma da cirurgia endoscópica e melhorar o resultado estético. Combinando este dois elementos, colocou-se a hipótese que a imagem 3D pudesse melhorar o desempenho na execução de procedimentos por acesso único. O principal objetivo desta tese é comparar em ambiente laboratorial o desempenho de principiantes e de cirurgiões experimentados na execução de cirurgia por acesso único usando sistemas de imagem 3D e 2D. Para cumprir este objetivo, dois estudos foram realizados, o primeiro usando exercícios validados com modelos inanimados e o segundo, um modelo orgânico. Vantagens na execução, aprendizagem e preferencia pelo sistema 3D foram significativas, e os resultados foram publicados. Para além disso, uma revisão baseada na evidencia foi feita para avaliar os possíveis benefícios clínicos da imagem 3D em cirurgia endoscópica de múltiplas portas. Ganhos na execução, curva de aprendizagem e redução do cansaço em favor do uso 3D foram encontrados. Nesta tese, o conhecimento destas áreas é revisto, a evolução tecnológica, as indicações para cirurgia de acesso único e as perspectivas futuras são criticamente analisadas. Conclui-se que a cirurgia por acesso único tem sido um motor de desenvolvimento na cirurgia minimamente invasiva e que a imagem 3D possivelmente beneficia a maioria dos executantes independentemente da sua experiência.

Endoscopic systems are more than 200 years old and have always relied on a two-dimensional image. In the late 1980´s, the advent of video-assisted surgery ushered in the era of minimally invasive surgery. The past three decades have seen a technological effort to provide endoscopic surgery with three-dimensional imaging. Currently 3D systems are high definition and easy to use with polarized and lightweight glasses. Single-site surgery is a proposal to further reduce trauma and improve the aesthetic result of endoscopic surgery, an option that started to develop at the beginning of this millennium. Combining these two elements, we hypothesize that a 3D imaging system can bring about better performance in executing single-site endoscopic procedures. The main objective of this thesis is to compare the performance of beginners and experts in a laboratory environment while conducting single-site surgery using a 3D system or a 2D system. To this end, two studies were carried out, using validated phantom exercises and an organic model. Benefits in performance, learning and user preference proved significant, and the results were published. Apart from this, an evidence-based review was carried out to assess the possible clinical benefits of 3D technology in multi-port endoscopic surgery. Gains in execution, learning curve and decreased workload were found. In this thesis, the knowledge of this area is reviewed, along with the technological evolution, the indications for single-site surgery and critical analysis of its foreseeable future implementation. We conclude that single-site surgery has been a driver for the development of minimally invasive surgery and that a 3D image likely benefits most performers regardless of their experience.