Autore: Dott. Gianluca Buffa
Introduzione: Il caso preso in considerazione riguarda un particolare ed unico trattamento di sostituzione dell’ intera mandibola, per il quale la procedura di planning è durata alcuni anni. Grazie alla collaborazione di un team composto da sanitari, tecnici ed ingegneri, è stata progettata una copia in titanio della mandibola che ha permesso la realizzazione di un modello “reale” stampato in 3D; l’utilizzo di una protesi innovativa su misura è stato possibile anche grazie alle più recenti tecnologie di post processing radiologico attualmente in utilizzo.
Obiettivi: L’obiettivo dell’elaborato è quello di effettuare un’analisi completa di tutte le procedure e delle competenze necessarie per affrontare un planning chirurgico di protesi mandibolare, dalle fasi iniziali di esecuzione di esami tomografici, fino ad arrivare alla stampa 3D di biomodelli, al fine di poter ottimizzare l’intero processo e al tentativo di creazione o ottimizzazione di protocolli di esecuzione di esami tomografici riducendo, e magari eliminando, il rischio di artefatti da metalli.
Materiali e metodi: Un paziente di vent’anni, affetto da displasia fibrosa, è stato sottoposto a un intervento di sostituzione completa di mandibola. Per l’esecuzione degli esami TC è stato utilizzato un tomografo computerizzato Toshiba Aquilion 64. Esame eseguito con tecnica volumetrica ad alta definizione, secondo piani assiali e coronali, senza l’utilizzo di mezzo di contrasto. Per la conversione DICOM – STL delle immagini del caso specifico analizzato, sono stati utilizzati software 3D Slicer richiesto nel processo di miglioramento per la successiva conversione ad un file solido. Sono stati poi utilizzati altri programmi di grafica come Geomagics e 3D Studio Max. Per la realizzazione del biomodello impiantato durante la chirurgia, è stata poi utilizzata la stampante laser 3D “Renishaw 500s”, in grado di supportare l’utilizzo della polvere di titanio. Per la procedura di realizzazione sono stati necessari: un giorno per l’elaborazione, la conversione e la lavorazione del file; circa 36 ore per il processo di stampa e ulteriori 24 per il processo di trattamento termico. I materiali utilizzati sono stati: polvere di titanio, polietilene ad alto peso molecolare per la realizzazione delle superfici articolari, realizzato con un processo meccanizzato tramite l’utilizzo di una fresatrice, e di cromo-cobalto per le testine da barra massiccia realizzate al tornio.
Risultati e discussione: Dopo un lungo e accurato planning chirurgico è stata effettuata una sostituzione mandibolare completa con un trapianto di osso prelevato dal perone del paziente stesso. Nello specifico con l’analisi di un caso attualmente unico al mondo di sostituzione intera di mandibola, si è potuto: visualizzarne l’imaging, prendere in considerazione tutta la fase di creazione del biomodello ed esaminare molte delle procedure coinvolte. Tra queste troviamo TC Massiccio Facciale, artefatti da metalli, software di elaborazione e tecnologie di stampa 3D. Da quest’analisi è emerso che tra le figure coinvolte nell’intera procedura, quella del Tecnico Sanitario di Radiologia Medica è sicuramente una tra le più versatili, poiché può espandere il proprio campo di applicazione anche a ruoli lavorativi che solitamente sono ricoperti da altre figure professionali. Tra le problematiche riscontrate, sono emersi i presunti elevatissimi costi delle procedure extra ospedaliere e la mancanza o insufficienza dei protocolli di studio che possano ovviare agli artefatti da metalli.
Conclusioni: L’ottimizzazione del processo dovrebbe iniziare stabilendo dei protocolli standardizzati e ottimizzati a partire dal rilevamento dei dati in TC che vadano a minimizzare gli artefatti. Questa procedura, di competenza del Tecnico sanitario di radiologia medica, sarebbe in grado sia di migliorare l’imaging sia di ridurre i costi in termini di progettazione. Un ulteriore problematica è correlata alla fedeltà di realizzazione tra imaging elaborato e biomodello corrispondente: quando si modifica un file STL, si può rischiare di eliminarne alcune parti, seppur piccole, considerate artefatti, che spesso non lo sono. I rapporti di collaborazione che esistono attualmente e lo scambio continuo di informazioni che avviene tra i professionisti del campo sanitario ed i professionisti dell’ingegneria clinica sono infatti il giusto approccio per poter pensare, in un futuro non troppo lontano, di raggiungere quegli altissimi standard minimi che sono fondamentali in questo momento in campo biomedico, vista la quantità e la qualità delle risorse tecnologiche in possesso.