Medicina

Come la stampa 3D ha consentito un intervento chirurgico salvavita su un sarcoma spinale complesso

Per oltre cinque anni, Irwin è stato un chirurgo ortopedico consulente, esercitando presso la Royal Victoria Infirmary a Newcastle Upon Tyne, uno dei soli quattro centri specializzati per il sarcoma spinale in Inghilterra. Irwin intraprende tutti gli aspetti della chirurgia spinale degli adulti comprese le tecniche mininvasive, con un interesse specialistico nei tumori spinali, inclusi i sarcomi spinali mostrati nel caso seguente.

Come il team valuta un tumore

Il team di Newcastle completa circa 10 resezioni di sarcomi spinali all’anno. In quello che è un caso su un milione, una giovane ragazza di Newcastle, nel Regno Unito, ha dovuto affrontare una forma di cancro estremamente rara e aggressiva che stava crescendo rapidamente dalla colonna vertebrale toracica e dalla parete toracica nella cavità toracica anteriore e nel mediastino. Dopo la biopsia questo è stato diagnosticato come un condrosarcoma mesenchimale, un tumore che produceva cartilagine che stava rapidamente distruggendo le strutture locali e causando danni. Se lasciato crescere, potrebbe causare danni catastrofici, comprimendo le strutture vitali (come le vene principali, le arterie e persino la struttura del cuore) o iniziare a comprimere il midollo spinale e causare danni ai nervi e alle funzioni motorie.

I sarcomi spinali sono rari e richiedono un team altamente specializzato che includa oncologi, radiologi, patologi e chirurghi specializzati per prendersi cura di loro. In questo caso particolare, il sito, le dimensioni e la complessità del tumore richiedevano un team chirurgico composto da chirurghi plastici, pediatrici, cardiotoracici, cardiaci pediatrici e spinali. A causa della sua complessità, la pianificazione e la visualizzazione dei siti anatomici coinvolti era cruciale.

Questo particolare tipo di tumore è solitamente curabile solo con la chirurgia radicale. Tuttavia, a causa della giovane età del paziente e della natura aggressiva del tumore, è stata avviata una sperimentazione di chemioterapia adiuvante sotto la cura dell’oncologo pediatrico. Sfortunatamente, il tumore ha continuato a crescere.

Ciò ha lasciato due opzioni per la squadra. Dichiarare il tumore inoperabile a causa delle sue dimensioni e della posizione difficile (seduto dietro il cuore, vicino ai polmoni, all’albero bronchiale, all’aorta e alla vena azigos maggiore rispetto alla colonna vertebrale) o tentare di resecare il tumore.

Questo tipo di tumore deve essere rimosso in un’unica procedura, poiché è probabile che ricrescano se vengono rimossi in pezzi. Quindi, l’unico modo sicuro per rimuovere il tumore era in una singola resezione con un margine sicuro di tessuto sano che lo circondava per garantire che l’intero tumore fosse rimosso con successo.

La difficoltà maggiore per il team a questo punto era sapere esattamente quali strutture erano coinvolte. Anche con una risonanza magnetica e una TC dettagliate così come l’eco transesofageo era impossibile per il team accertare se il tumore stesse invadendo il cuore o l’atrio, o il coinvolgimento dell’aorta e della vena Azygos.

Per valutare meglio l’anatomia, uno dei chirurghi cardiotoracici aveva inserito una telecamera all’interno del torace del paziente per poter vedere meglio. Tuttavia, a causa delle dimensioni del tumore, non è stato in grado di ottenere una visione accurata dell’anatomia e delle strutture come il cuore o l’aorta. Tentare di asportare il tumore senza una completa comprensione di esso e dell’anatomia circostante era un rischio troppo grande.

Perché il team chirurgico si è rivolto alla stampa 3D

Il problema della stampa 3D è stato risolto

L’équipe chirurgica, la paziente e la sua famiglia hanno capito che si trattava di un’operazione importante che comportava rischi elevati, con una probabilità del 50% circa di causare lesioni neurologiche significative e paralisi e una probabilità del 50% circa che il paziente non lo facesse a causa di principali complicanze intraoperatorie. Se il team doveva procedere con la procedura, aveva bisogno di ottenere un quadro completo dell’anatomia con il tumore in situ.

Il software di modellazione 3D non è stato in grado di fornire al team il livello di sicurezza e dettaglio di cui aveva bisogno, e il team non era ancora in grado di capire come avrebbe potuto avvenire la resezione. È qui che entrano in gioco Axial3D e Formlabs.

Il team ha prodotto un modello fisico stampato in 3D per aumentare le scansioni 2D e migliorare la pianificazione con approfondimenti avanzati sull’anatomia del paziente. Fondamentalmente, la pianificazione con il modello 3D ha consentito ai chirurghi di rimuovere strutture come il cuore e l’aorta per ottenere una migliore comprensione dell’area dietro di loro, il che si è rivelato impossibile con le scansioni.

I chirurghi sono abituati a guardare le scansioni e quindi a costruire l’immagine 3D nella loro mente. In questo caso, i chirurghi hanno utilizzato il modello 3D per guidare il loro processo decisionale, di conseguenza l’accuratezza del modello 3D è stata incredibilmente importante. Gli esperti algoritmi di apprendimento automatico di Axial3D e le valide convalide insieme alle dettagliate stampanti 3D di Formlabs assicurano che il chirurgo ottenga costantemente una replica perfetta micro-millimetrica, basata sulle scansioni del paziente.

Data la vastità del tumore e dei tessuti circostanti interessati che dovevano essere visualizzati in una stampa 3D, Axial3D ha utilizzato la nuova stampante 3D Form 3BL di Formlabs. Più di cinque volte la dimensione di una stampante desktop standard, la capacità della stampante ha permesso al team di stampare l’intero busto e l’anatomia circostante del paziente per fornire al team clinico una rappresentazione esatta e completa dell’anatomia del giovane paziente.

Togliere le supposizioni dalla pianificazione preoperatoria

La possibilità di fare affidamento su Axial3D e Formlabs per questi dettagli e modelli accurati ha fornito al team chirurgico un quadro molto più chiaro dell’anatomia e ha consentito loro di eliminare le congetture ben prima della resezione.

Il modello è diventato uno strumento fondamentale per aiutare il team a capire e pianificare esattamente quali costole si intersecavano con il tumore e quanto strettamente il team aveva bisogno di eseguire tagli sulle costole o sulla colonna vertebrale. La possibilità di esercitarsi sul modello in anticipo ha dato al team un grande livello di dettagli approfonditi sull’anatomia del paziente e la sicurezza di eseguire la procedura.

Il valore di un modello fisico

“Certo, hai ancora un’idea di cosa stai cercando di ottenere e di dove devono essere i tuoi margini senza un modello 3D, ma avere il modello di fronte a te ti dà molta più sicurezza. Possiamo certamente dire che riduce i tempi di pianificazione e consente una pianificazione più accurata”, ha affermato Irwin.

“È facile da usare, efficiente e veloce. I modelli prodotti da Axial3D sono molto buoni, precisi e facili da usare. Il servizio è abbastanza semplice ed efficiente rispetto ad altri tipi di nuovi in ​​cui può essere un processo oneroso, complicato e lungo. Il modello prodotto in questo caso era molto intuitivo, molto interattivo e senza interruzioni, il che significava che potevamo far girare le cose rapidamente. Sono rimasto molto impressionato dal modo in cui Axial3D può risolvere rapidamente richieste complesse”, ha affermato Irwin. 

I risultati per il paziente sono stati incredibilmente positivi. Anche se ha dovuto trascorrere alcune settimane in ospedale dopo la procedura, è stata in grado di uscire senza segni di debolezza o paralisi. La sua perdita di sangue durante l’operazione era a livelli normali. 

Il risultato più importante del modello è stata la resezione accurata del tumore (confermata da un campione patologico). Dopo che sono stati determinati margini chiari e segni vitali stabili, la ragazza è stata in grado di tornare a casa con la sua famiglia. Con l’aiuto del modello stampato in 3D, è stata dimessa dal reparto oncologico con il conforto che il team era stato in grado di resecare l’intero tumore.

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Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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