L'uso della realtà mista nell'artroplastica dell'anca di revisione su misura: un primo caso clinico

Summary

Una complessa artroplastica dell’anca di revisione è stata eseguita utilizzando un impianto personalizzato e una tecnologia di realtà mista. Secondo le conoscenze degli autori, questo è il primo rapporto di tale procedura descritta in letteratura.

Abstract

La tecnologia della stampa 3D e della visualizzazione di strutture anatomiche è in rapida crescita in vari campi della medicina. Un impianto su misura e una realtà mista sono stati utilizzati per eseguire un’artroplastica dell’anca di revisione complessa nel gennaio 2019. L’uso della realtà mista ha permesso un’ottima visualizzazione delle strutture e ha portato a una precisa fissazione dell’impianto. Secondo le conoscenze degli autori, questo è il primo caso clinico descritto dell’uso combinato di queste due innovazioni. La diagnosi che precedeva la qualifica per la procedura era l’allentamento della componente acetabolare dell’anca sinistra. Durante l’intervento sono stati utilizzati visori per realtà mista e ologrammi preparati dagli ingegneri. L’operazione ha avuto successo ed è stata seguita da una verticalizzazione precoce e dalla riabilitazione del paziente. Il team vede opportunità per lo sviluppo tecnologico nell’artroplastica articolare, nei traumi e nell’oncologia ortopedica.

Introduction

La tecnologia della stampa tridimensionale (3D) e della visualizzazione di strutture complesse è in rapida crescita in vari campi della medicina. Questi includono chirurgia cardiovascolare, otorinolaringoiatria, chirurgia maxillo-facciale e, soprattutto, chirurgia ortopedica 1,2,3,4,5. Attualmente, questa tecnologia viene utilizzata in chirurgia ortopedica non solo nell’implementazione diretta di elementi stampati in 3D, ma anche nella formazione chirurgica, nella pianificazione preoperatoria o nella navigazione intraoperatoria ^6,7,8.

L’artroplastica totale dell’anca (THA) e l’artroplastica totale del ginocchio (TKA) sono una delle procedure chirurgiche ortopediche più frequentemente eseguite in tutto il mondo. A causa del significativo miglioramento della qualità della vita del paziente, la THA era stata descritta in una precedente pubblicazione come la “chirurgia del secolo”⁹. In Polonia, 49.937 THA e 30.615 TKA sono stati eseguiti nel 2019¹⁰. Con l’aumento dell’aspettativa di vita, c’è una tendenza al rialzo nel numero previsto di interventi di artroplastica dell’anca e del ginocchio. Sono stati fatti grandi sforzi per migliorare la progettazione degli impianti, la tecnica chirurgica e le cure postoperatorie. Questi progressi hanno portato a una migliore possibilità di ripristinare la funzione del paziente e ridurre il rischio di complicanze^11,12,13,14.

Tuttavia, la grande sfida attualmente affrontata dai chirurghi ortopedici di tutto il mondo è lavorare con pazienti non standard i cui difetti anatomici nell’articolazione dell’anca rendono molto difficile o addirittura impossibile implementare un impianto standard¹⁵. La perdita ossea può essere dovuta a traumi significativi, artrosi degenerativa progressiva con protrusione acetabolare, displasia dello sviluppo dell’anca, cancro osseo primario o metastasi 16,17,18,19,20. Il problema della selezione degli impianti riguarda specificamente i pazienti che sono a rischio di revisioni multiple, a volte che richiedono anche un trattamento non convenzionale. In questi casi, una soluzione molto promettente è un impianto stampato in 3D realizzato in additivo creato per un paziente specifico e un difetto osseo, consentendo una misura anatomica molto precisa²⁰.

Nel campo dell’artroplastica, l’impianto preciso e la sua fissazione sostenibile sono fondamentali. I progressi nella visualizzazione 3D preoperatoria e intraoperatoria hanno portato a soluzioni eccellenti come la realtà aumentata e mista^21,22,23,24. L’uso intraoperatorio di ologrammi di tomografia computerizzata (TC) ossea e implantare può consentire un migliore posizionamento della protesi rispetto alle immagini radiografiche convenzionali. Questa tecnologia emergente può aumentare le possibilità di efficacia della terapia e ridurre il rischio di complicanze neurovascolari^21,25.

Questo caso clinico riguarda un paziente sottoposto a intervento chirurgico di revisione dell’anca a causa di allentamento asettico. Per affrontare una significativa perdita ossea causata da fallimenti multipli dell’impianto, è stato utilizzato l’impianto acetabolare stampato in 3D su misura. Durante la procedura, abbiamo utilizzato la realtà mista per visualizzare la posizione dell’impianto per evitare di danneggiare le strutture neurovascolari a rischio. L’applicazione implementata per il visore di realtà mista consente di dare comandi vocali e gestuali, rendendo possibile l’utilizzo in condizioni sterili durante la procedura chirurgica.

Una donna di 57 anni è stata ricoverata in reparto con una diagnosi preliminare: allentamento della componente acetabolare dell’anca sinistra. La storia della malattia del paziente era ampia. Nel corso della sua vita, ha subito numerose procedure chirurgiche dell’articolazione dell’anca. Il primo trattamento è stato il resurfacing dell’anca a causa dell’artrosi causata dalla displasia dell’anca (1977-15 anni), il secondo è stato un’artroplastica totale dell’anca dovuta all’allentamento dell’impianto (1983-21 anni) e altri due interventi di revisione (1998, 2000-37 e 39 anni). Inoltre, la paziente soffriva di emiplegia spastica del lato sinistro causata da paralisi cerebrale infantile ed è stata ripetutamente operata a causa di una deformità del piede torto sinistro. Era anche gravata da artrosi della colonna vertebrale toracolombare, sindrome del tunnel carpale e ipertensione arteriosa ben controllata. La diagnosi finale che precedeva la qualifica per la procedura successiva era il dolore e la crescente limitazione della funzione causata dall’allentamento della componente acetabolare dell’anca sinistra. Il paziente era altamente motivato, fisicamente attivo e affrontava la disabilità.

Protocol

Il protocollo segue le linee guida del Comitato etico per la ricerca umana dell’Università di medicina di Varsavia. Il paziente ha dato il consenso informato alla procedura e ha riconosciuto il fatto che sarà registrata. Il paziente ha accettato prima della procedura. NOTA: Il criterio base per includere il paziente nel progetto chirurgico era la necessità di intervenire a causa della disfunzione anatomica, che rendeva impossibile l’utilizzo di un impianto standard. La realtà mista mirava …

Representative Results

Pre-elaborazione delle immaginiLe maschere binarie dell’osso pelvico, del femore e dell’endoprotesi sono state segmentate semi-automaticamente dalle immagini CT DICOM da esperti tecnologi radiologici utilizzando algoritmi di soglia e crescita regionale con software disponibile33. Anche le mappe delle etichette preparate sono state corrette manualmente da un radiologo. Le mappe delle etichette sono state utilizzate per migliorare la visualizzazione aggiungendole alla scansione …

Discussion

L’artroplastica primaria e di revisione dell’anca può richiedere la personalizzazione per garantire l’efficacia del trattamento. Tuttavia, l’uso di impianti personalizzati richiede una preparazione più lunga per la chirurgia rispetto alle procedure standard. Gli impianti stampati in 3D su misura sono la soluzione che dà la possibilità di ripristinare la funzione in pazienti non tipici la cui malattia ha causato una significativa distruzione ossea²⁹. Le protesi standard sono insufficienti a cau…

Materials

CarnaLifeHolo v. 1.5.2	MedApp S.A.
Custom-Made implant type Triflanged Acetabular Component	BIOMET	REF PM0001779
Head Constrained Modular Head + 9mm Neck for cone 12/14, Co-Cr-Mo, size 36mm	BIOMET	REF 14-107021
Polyethylene insert Freedom Ringloc-X Costrained Linear Ringloc-X 58mm for head 36mm / 10 *	BIOMET	REF 11-263658