La ricostruzione biofedele: valutazione della confidenza dimensionale e validazione in vitro e in vivo di dispositivi chirurgici custom made innovativi

Abstract

Many diseases require surgical treatments which, in most cases, are perform-based on the experience of the surgeon with the obvious limitations that ensue about precision of the treatment. Increasingly, the CAD / CAS technologies (C.A.S. -Computer Aided Surgery) are used in surgery and medical diagnosis to improve performance and help the surgeon in his work flow This approach is made even more essential, because the specific observed segment of the patient, examines many sub-structures that are not "Normotype"; each specific anatomical structure, therefore, presents different morphology and geometric properties. The whole flow of custom made design starts clearly from CT or RMN radiological investigations The choice of one or the other imaging technique is not arbitrary because each of the radiological techniques has limits and peculiarities. Also, we must have consideration of invasivity of the adopted radiological technique (due to possible ionizing radiations) and the degree of resolution (accuracy) that this returns in output. The radiological output is therefore the first step for the custom made reconstruction approach, which takes place through specific segmentation software, designed to edit and process images in DICOM format, in the most appropriate way, and with the help of automated tools. All of these, take consideration of the manual intervention of an operator. CAS technologies allow, starting by DICOM files, the 3D reconstruction of specific anatomical structures, a first virtual surgical planning, the physical reconstruction of specific structures through 3D printing technologies and the design of custom made devices. The generation of a custom made device (physically created with additive manufacturing techniques) to aid surgery, also requires the approach to modeling different mathematical structures which, depending on their typology, present different complexities in CAD Design, It is easy to see how all the design steps are affected by errors. It is therefore extremely important to identify the maximum error range to predict, in “a priori” terms, the goodness of the faithful organic 3D reconstruction, and that of the generation of any custom made devices. ... [edited by Author]

Numerose patologie richiedono trattamenti chirurgici che, nella maggior parte dei casi, si basano sull'esperienza del chirurgo con le ovvie limitazioni che ne conseguono sulla precisione del trattamento stesso. Sempre più spesso, le tecnologie CAD / CAS vengono utilizzate in chirurgia e diagnosi medica per migliorare le prestazioni e aiutare il chirurgo nel suo flusso di lavoro e rendere l’intervento più semplice, confidente e veloce, grazie anche ad una logica “custom made” Tale approccio è reso ancora più essenziale poichè ogni specifica struttura anatomica può presentare morfologie completamente differenti da paaziente a paziente, non potendo definire quindi un vero e proprio “normotipo chirurgico”. L'intero flusso del design personalizzato inizia chiaramente dalle indagini radiologiche CT o RMN La scelta dell'una o dell'altra tecnica di imaging non è arbitraria perché ciascuna delle tecniche radiologiche presenta limiti e peculiarità. Bisogna inoltre considerare l'invasività della tecnica radiologica adottata (a causa di possibili radiazioni ionizzanti) e il grado di risoluzione (accuratezza) che questa restituisce in uscita. L'output radiologico è quindi il primo passo per l'approccio di ricostruzione su misura, che avviene attraverso specifici software di segmentazione, progettati per modificare ed elaborare le immagini in formato DICOM, nel modo più appropriato e con l'aiuto di strumenti automatizzati. Tutti questi, prendere in considerazione l'intervento manuale di un operatore. ... [a cura dell'autore]