Simulazione di intervento chirurgico grazie alla stampa 3D

Nel futuro della chirurgia c’è anche la stampa 3D

La stampa 3D non è una rivoluzione mancata. La stampa 3D è una rivoluzione in corso. Una delle innovazioni apportata da questa tecnologia la stiamo riscontrando nell’ambito medico. In particolare, la stampa 3D si sta rivelando molto utile nella costruzione di modelli di organi e parti del corpo umano. Questi modelli consentono ai medici di studiare meglio i casi clinici e il modo di operare chirurgicamente.

Peter Weinstock, direttore del Pediatric Simulator Program del Boston Children’s Hospital, ha spiegato e mostrato i vantaggi di questa opportunità. Forse è uno dei migliori interventi fatti finora che illustrano al meglio una delle potenzialità della stampa 3D.

 

Le simulazioni di interventi chirurgici grazie alla stampa 3D


Peter Weinstock è convinto che la stampa 3D procurerà diversi benefici. Riduzione del dolore, del tempo per le operazioni chirurgiche e dei tempi di anestesia sono solo alcuni di questi. Sono benefici che riguarderanno tutti, medici e pazienti.

Per chiarirci meglio le idee, Weinstock parte con un esempio di impatto: il caso di una bimba con ernia diaframmatica congenita. Si tratta di un’anomalia in cui una parte degli organi della parte addominale si ritrovano nella parte del torace a causa di un difetto del diaframma. Gli organi presenti nella parte toracica fanno pressione sui polmoni rendendo difficile la respirazione.

Il problema di questo difetto congenito, dal punto di vista medico, è che è raro. Ciò significa che i medici hanno avuto e avranno poche possibilità di studiare un approccio chirurgico che sia efficace e poco rischioso. Il metodo di apprendimento tradizionale, inoltre, non aiuta. I medici apprendisti assistono a un’operazione chirurgica una o più volte, poi effettueranno loro stessi questo tipo di intervento e in futuro lo insegneranno ad altri apprendisti.

Il problema alla base di questo metodo è che ci sono delle vite umane in ballo. E in casi di malattie rare è difficile trasmettere conoscenze e tecniche a un vasto numero di medici. Peter Weinstock sostiene quindi che c’è bisogno di un approccio alternativo. Questo potrebbe essere la simulazione di interventi chirurgici attraverso modelli realistici realizzati con la stampa 3D.

Per dimostrare l’efficacia di questo nuovo approccio, Weinstock descrive un altro caso particolare. È quello di un bambino di 4 anni con idrocefalo, ovvero accumulo eccessivo di liquido cerebrospinale tra cranio e cervello. Ciò comporta l’aumento delle dimensioni della testa e la perdita di funzioni neurologiche di base.

La cura per l’idrocefalo prevede un intervento chirurgico. Si applica un sistema di drenaggio del liquido cerebrospinale per farlo fluire dal midollo spinale in un’altra zona del corpo. Oppure è possibile ricorrere a un trattamento meno invasivo dove viene inserito un neuroendoscopio, una piccola telecamera che permette al chirurgo di individuare la superficie ventricolare per fare un piccolo buco. In questo modo il liquido cerebrospinale in eccesso drena.

Ma torniamo al problema di prima. L’idrocefalo è una malattia genetica rara e non esistono metodi di apprendimento adeguati. Ed è qui che Weinstock introduce una possibile soluzione. Il suo team di ingegneri e illustratori raccolgono dati attraverso TAC e risonanze magnetiche. Poi le traducono in informazioni digitali, scansionano le parti del corpo in esame e riproducono tutte le componenti attraverso la stampa 3D. Tali riproduzioni sono precise in tutti i loro dettagli e grazie a degli specialisti in effetti speciali (Fractured FX) diventano ancora più realistiche. Non solo dal punto di vista estetico, ma anche dal punto di vista della consistenza dei materiali.

Lo si evince dal video mostrato da Weinstock nella sua presentazione quando ha paragonato le immagini di un intervento vero per idrocefalo con quello simulato. La somiglianza è impressionante.

Grazie a queste simulazioni realistiche i medici possono esercitarsi a praticare interventi chirurgici complessi e rari. Possono inoltre simulare l’intervento chirurgico prima di effettuarlo in sala operatoria fin quando non sono soddisfatti della procedura definitiva.

Operate twice, cut once“, dice Weinstock. “Operare due volte, incidere una volta“.

 

La stampa 3D in continua evoluzione

Di solito quando si parla di stampa 3D in ambito medico la si associa principalmente alla produzione di protesi. Anche quella è un’innovazione da non sottovalutare perché si riducono i costi ed è possibile personalizzare al meglio le protesi.

Ma Peter Weinstock ha evidenziato una novità importante. La possibilità di simulare interventi chirurgici in modo molto realistico offre diversi vantaggi. Vantaggi sia per i medici che possono fare pratica e progettare con precisione gli interventi, sia per i pazienti che si sottoporranno a operazioni più precise ed efficaci.

Certo, la stampa 3D da sola non può offrire tutti questi vantaggi. Il team di Weinstock è affiancato da esperti in effetti speciali che danno quel tocco di realismo in più che fa la differenza. Questo ha un impatto significativo in termini economici. Ma con lo sviluppo di nuovi materiali, la condivisione della conoscenza e la collaborazione, questo metodo potrebbe diffondersi con facilità.

Tra l’altro, il percorso della stampa 3D è in continua evoluzione e si ramifica sempre più. Il metodo di simulazione adottato da Weinstock è il passaggio successivo di tecniche adottate già da qualche tempo. Abbiamo visto, ad esempio, come con la stampa 3D sia possibile creare modelli per la preparazione di trapianti di viso. Abbiamo visto come la stampa 3D di un modello dei vasi sanguigni del cervello abbia salvato la vita di una donna.

Nei prossimi mesi e anni assisteremo al potenziamento e alla diffusione di queste tecniche di simulazione? È possibile e dobbiamo augurarcelo perché con questi metodi i benefici sono numerosi. Come ha detto Bill Nye, non abbiamo certezze sul futuro della stampa 3D. Ma ogni passo in avanti con questa tecnologia ci suggerisce che potremmo spingerci oltre e ottenere risultati grandiosi. Per questo la stampa 3D è una rivoluzione in corso.

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Foto: Boston Children’s Hospital Simulator Program


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