Metodologia di confronto pianificato-post chirurgico della geometria ossea in ambito maxillo-facciale. = Methodology for planned-post surgery comparison of the bone geometry in the maxillo-facial field.

La ricerca di metodi quantitativi per confrontare la geometria ossea in ambito maxillo-facciale e fornire strumenti di supporto per la valutazione dell’esito degli interventi relativi a questo campo della chirurgia è lo scopo di questo lavoro di tesi. Attualmente, la più utilizzata metodologia per diagnosi maxillo-facciali, quella che potremmo chiamare Stato dell’Arte, è la CCA, conventional cephalometric analysis, i cui risultati vengono processati con strumenti statistici. (1) Questo tipo di analisi si occupa dei rapporti spaziali fra tessuti ossei scheletrici, dentali e tessuti molli, sia a scopi diagnostici che a scopo di pianificazione di interventi correttivi. Al fine di standardizzare la tecnica si preferisce acquisire le immagini (nel caso in analisi le radiografie) dei soggetti ponendone la testa in posizione naturale: ai soggetti in posizione eretta viene chiesto di fissare un punto distante all’altezza dei loro occhi. (2) Storicamente gli elementi base dell’analisi sono angoli e distanze, facilmente misurabili sulle immagini radiografiche sulle quali detta analisi è nata. È immediato supporre l’estensione nella terza dimensione possa trattare il confronto fra volumi e superfici, ottenibili da tomografie. Il presente lavoro fa leva sui miglioramenti che sono stati introdotti grazie all’uso di pianificati di intervento computer assistiti ed in seguito ad un riepilogo dello stato dell’arte riguardante nuove metodiche di confronto 3D cerca di ampliarne l’elenco esplorando nuove metologie. Lo svolgimento del lavoro si articola in due parti, ciascuna delle quali è divisa a sua volta in due capitoli. La prima parte implica i volumi interi dei crani ricavabili dai DICOM, la seconda solamente i volumi intraorbitali. I capitoli invece si strutturano analogamente per ciascuna parte e sono uno di ricostruzione, modifica, riallineamento ed elaborazione dei modelli tridimensionali dei crani dei soggetti o dei volumi di interesse, a partire da scansioni TC, in mesh a facce triangolari e l’altro di analisi dei dati estratti, al fine di arrivare a metodi di confronto idealmente quantitativi. Entrambe le parti fanno uso di software disponibile gratuitamente con l’eccezione di SolidWorks, infatti sono tutti o progetti open source oppure distribuzioni free: 3D Slicer(v. 4.11), Meshmixer(v. 3.5), CloudCompare(v. 2.12 alpha), MeshLab(v. 2021.07). Il workflow capitoli primi è sostanzialmente impostato su un uso in cascata di due software: 3D Slicer per ricostruzione, riallineamento e Meshmixer e Meshlab per elaborazioni. Quello dei capitoli secondi invece su altri due software: CloudCompare per la produzione dei dati principalmente legati alla posizione di punti di interesse sulla superficie e SolidWorks per la produzione di dati invece più legati a volumi e proprietà di massa. Purtroppo, nel campo della chirurgia i cui risultati questa tesi si propone di valutare, non esistono così tanti studi controllati randomizzati (3). Nell’insieme inoltre non esistono degli standard generalmente accettati per confronti volumetrici. (4) Questo è dovuto in larga parte anche alla complessità morfologica del cranio. Ciononostante, è decisivo paragonare i volumi e come essi vengano modificati sia rispetto alla situazione prima dell’intervento sia rispetto al pianificato, laddove disponibile. Il primo paragone è descrittivo della bontà dell’intervento mentre il secondo è descrittivo della precisione di realizzazione dell’intervento.