Metodologia per la valutazione dimensionale e geometrica dell’intervento chirurgico e validazione delle guide di taglio in ambito maxillo-facciale = Methodology for the dimensional and geometric evaluation of surgery and validation of cutting guides in maxillofacial field

Nella chirurgia maxillo-facciale, la valutazione della qualità di un intervento chirurgico si basa sul confronto post-operatorio con quello pre-operatorio, ma anche con la condizione ideale pianificata. In questo contesto, la necessità di parametri quantitativi che possano descrivere in maniera chiara ed oggettiva l’esito dell'intervento, così come gli scostamenti da quanto era stato preventivato, diventa sempre più importante. A tal proposito, lo sforzo condotto in questo studio é proprio quello di fornire un resoconto basato su analisi matematica di un'operazione alle orbite oculari. Nello stesso contesto chirurgico, l'impiego di guide di taglio realizzate mediante fabbricazione additiva sta diventando sempre più diffuso, sia per la grande flessibilità derivante dalla tecnologia di produzione stessa, sia per la possibilità di usare resine polimeriche bio-compatibili. Con il presente elaborato si vogliono, dunque, perseguire due obiettivi: eseguire un'analisi geometrica complessa di confronto pre e post-operatorio, per la valutazione della qualità di un intervento chirurgico maxillo-facciale e svolgere una validazione geometrico/dimensionale e meccanica di guide di taglio chirurgiche finalizzata all'ottenimento della certificazione d'uso in sala operatoria. Nell'ambito degli interventi chirurgici maxillo-facciali di decompressione orbitale, si è svolta dapprima un'elaborazione delle TAC pre e post-operatorie di un paziente che consiste nell'eliminazione delle parti non utili per il confronto, allineamento del cranio pre e post-operatorio e valutazione della qualità dell'allineamento. Una volta isolati dal cranio, si sono quindi messi a confronto gli ossi zigomatici pre, post-operatori e pianificati attraverso un'analisi delle distanze. Si sono, quindi, tracciati i piani anatomici craniali utilizzati per creare un sistema di riferimento impiegato per le analisi seguenti (relative al raggiungimento del primo obiettivo). Successivamente, dopo aver individuato alcuni punti di confronto sugli ossi zigomatici pre-operatori si sono applicate e messe a confronto due metodologie per trasferire i punti sulle ossa zigomatiche in posizione pianificata e post-operatoria effettiva. Si è dunque cercato di trovare una procedura univoca per la selezione dei suddetti punti di confronto che fosse algoritmica e basata su criteri geometrico/matematici. Infine si sono estrapolati i volumi delle orbite e dei bulbi oculari prima e dopo l'intervento chirurgico: per quanto riguarda le orbite si sono calcolate numericamente le espansioni volumetriche mentre nel caso dei bulbi oculari, oltre alle variazioni di volume si sono individuate le posizioni relative con gli ossi zigomatici sia prima che dopo l'intervento. Nella successiva analisi, oltre ad un'introduzione in cui si illustrano brevemente alcuni materiali impiegati per realizzare le guide di taglio, le tecnologie di produzione e la scansione 3D, si sono effettuate delle analisi dimensionali delle guide di taglio durante tre istanti caratteristici del processo produttivo, per capire quale di questi presentasse la maggiore differenza rispetto alla geometria pianificata con la progettazione CAD. Inoltre, per una delle guide di taglio analizzate, si sono svolte delle analisi strutturali statiche, con il metodo degli elementi finiti, sia per capire se l'entità della deformazione introdotta dal processo produttivo fosse accettabile, sia per valutare il massimo carico applicabile alla guida stessa, in accordo con la sua resistenza meccanica.