Modellazione parametrica del perone finalizzata alla progettazione preoperatoria di guide di taglio per chirurgia maxillo-facciale = Parametric modeling of the fibula aimed at the preoperative design of cutting guide for maxillofacial surgery

L’introduzione di PC aventi prestazioni grafiche e potenze di calcolo via via sempre maggiori, unito allo sviluppo di tecniche radiografiche sempre più risolute in grado di dare una rappresentazione tridimensionale della porzione corporea in esame, ha fatto sì che la tecnologia iniziasse ad essere uno strumento di fondamentale importanza per il supporto a quello che è l’ambiente medicale. Questa metodica, oggi nota come Computer-aided surgery (CAS), offre utili strumenti in grado di affiancare la figura del chirurgo in quello che riguarda la programmazione preoperatoria di interventi. Queste tecniche permettono infatti di avere una valutazione oggettiva sull’esito presunto dell’operazione e dei probabili rischi annessi al perseguimento di tale procedura. Da qualche anno la CAS viene impiegata in particolar modo anche nel campo della chirurgia maxillo-facciale. Vi sono infatti situazioni nelle quali risulta necessario effettuare delle correzioni di difetti dovuti per esempio a dei traumi legati ad incidenti o ad asportazioni di masse tumorali; in questi casi avere la possibilità di programmare e osservare in fase preoperatoria quello che si presume sarà l’esito dell’operazione, offre al chirurgo una maggior sicurezza durante lo svolgimento della sua mansione, permettendo anche una riduzione dei tempi e complicanze in sala operatoria grazie al fatto che sarà già al corrente delle zone dove dovrà andare ad operare. Per questa serie di motivi, l’avere delle metodologie standard di analisi e di programmazione per la risoluzione delle problematiche, garantisce un maggiore controllo su quelli che sono gli errori che potrebbero insorgere durante le fasi di modellazione dell’operazione. Inoltre, il fatto di poter avere dei criteri univoci di progettazione, permette di ottimizzare la gestione delle variabili che i software devono memorizzare ed elaborare e, di conseguenza, anche gli annessi costi computazionali. Nel lavoro di tesi ci si è occupati di interventi di ricostruzione mandibolare a seguito di resezioni di porzioni ossee affette da tumore e sostituite con innesti autologhi di fibula. Gli obbiettivi prefissati sono quelli in primis di avere un modello di perone ricavato dalle immagini TC del paziente, che sia rappresentabile attraverso una serie di primitive grafiche più facilmente gestibili dalla scheda grafica rispetto a dei “corpi mesh” su software CAD come SOLIDWORKS, e di valutarne gli errori di approssimazione commessi nella semplificazione delle geometrie del solido rappresentante la fibula. In secondo luogo, ci si è poi concentrati sulla creazione di un modello medio di perone, ricavato dalle TC messe a disposizione per eseguire la ricerca, in grado di dare una informazione tridimensionale di forma, utile per progettare la guida di taglio per la fibula e per modellare la placca in titanio in fase preoperatoria. Questo secondo modello si propone di sostituire quello di forma cilindrica attualmente impiegato in quei casi di urgenza in cui si ha la disponibilità della scansione integrale del paziente solo in fase di prericovero, ovvero il giorno prima dell’operazione, e quindi non vi è tempo sufficiente per poter seguire il primo metodo. Anche per il secondo metodo come per il primo sono stati valutati tutta una serie di errori legati all’approssimazione delle forme, grazie al confronto con i file STL dei peroni messi a disposizione.