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• Vincenzo Ferrari
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L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stato quello di sviluppare una guida di taglio universale per osteotomie. Sono state inizialmente analizzate le dime di taglio paziente specifiche per resezioni ossee, dispositivi che possono semplificare le procedure chirurgiche, ridurre il tempo dell’operazione e di utilizzo del fluoroscopio, e allo stesso tempo migliorare l’accuratezza della procedura. Tali dime sono progettate su misura a partire dall’imaging CT, con un appoggio ad incastro che consiste nel negativo della porzione di osso, realizzate con stampa 3D. I tempi di progettazione, realizzazione e consegna della guida custom, possono impiegare dalle 3 alle 8 settimane. Un’alternativa sono i sistemi robotici, in grado di garantire un alto livello di accuratezza ma portandosi dietro una complessità tecnologica, ingombro elevato e costo non sempre accessibile. In ambito ortopedico sono utilizzati principalmente per protesi d’anca e di ginocchio, e ne sono due esempi il ROBODOC e il Mako. Permettono di eliminare in parte l’errore umano, operando in autonomia o fornendo al chirurgo dei vincoli durante l’utilizzo degli strumenti, ma hanno i propri limiti, come una forte dipendenza dalla registrazione delle immagini preoperatorie con il paziente. Quest’ultima deve essere fatta con cura per non inficiare sull’intervento stesso, e richiede quindi ulteriore tempo. Un’altra possibilità è l’utilizzo della realtà aumentata e del navigatore chirurgico, strumenti che possono assistere il medico indicandogli, su un visore o su uno schermo, il task da eseguire, come nel primo caso o la posizione degli strumenti rispetto al paziente come nel secondo. Nel caso delle osteotomie, non forniscono però un vincolo alla sega chirurgica, permettendo la sua oscillazione durante l’utilizzo a mano libera del medico. Una guida di taglio universale potrebbe essere una nuova soluzione rispetto ai suddetti approcci con minori costi e tempistiche ridotte. L’idea di base è una dima con un’asola di taglio e dei registri che ne permettano l’appoggio puntuale sull’osso unita ad un sistema di guida chirurgica poiché, a differenza delle guide tradizionali, non avendo un appoggio ad incastro, non è possibile garantire manualmente il corretto posizionamento ed è necessario un sistema di verifica, che può essere sia un sistema di navigazione tradizionale oppure uno con visualizzazione in realtà aumentata. Tramite CAD è stato progettato un modello che presenta un’asola nella quale inserire la sega, dei fori per inserire i marker da riconoscere tramite un sistema a realtà aumentata o un navigatore chirurgico e vari fori per viti (chiamate registri) che sono il fulcro dell’universalità della guida. Questi registri, se avvitati della lunghezza giusta, permettono di scegliere l’angolo di taglio necessario e di adattarsi all’area corporea. Avendo il modello 3D della regione anatomica del paziente, il planning del posizionamento della dima chirurgica avviene tramite un software opportunamente sviluppato, che fa scegliere all’utente il taglio da effettuare, restituendo il corretto posizionamento della guida e la lunghezza dei registri per adattarsi alla zona di interesse. Per il momento, la guida è stata stampata in 3D tramite PolyJet™ nel laboratorio EndoCAS ed è stata testata su un fantoccio che riproduce l’anca e i tessuti circostanti di un caso reale preso come esempio. In questo lavoro di tesi il posizionamento è stato testato con l’aiuto della realtà aumentata, sfruttando un visore Video See Through. Il visore individua i marker passivi montati sul dispositivo e l’utente, visualizzando delle guide virtuali, deve collocare la dima come pianificato. L’accuratezza del posizionamento è stata calcolata tramite dei reperi presenti nel fantoccio, ed è stato fatto un confronto con i risultati ottenuti utilizzando, sempre sul solito fantoccio, una dima paziente specifica, per capire se una guida universale fosse paragonabile, nei risultati, con una customizzata.