Analisi patient-specific della procedura chirurgica di Nuss nel trattamento del Pectus Excavatum: valutazione dell’outcome operatorio mediante modellazione agli Elementi Finiti e Multibody.

Il Pectus Excavatum (PE) è una tra le più comuni deformità toracica probabilmente causata da un processo di crescita anormale ed eccessiva delle cartilagini costali con conseguente infossamento sternale. Colpisce circa 1 bambino su 400 con un’occorrenza significativamente superiore in soggetti di sesso maschile. Tra le tecniche chirurgiche più utilizzate per il trattamento del PE, la procedura chirurgica proposta da Nuss è sicuramente la meno invasiva per il paziente in quanto consiste nell’inserimento di una barra metallica mediante due piccole incisioni a livello laterale del torace. Pur essendo una tecnica sufficientemente sicura, l’esperienza e l’abilità del chirurgo rivestono un ruolo fondamentale nell’esito dell’intervento in quanto la geometria del supporto da impiantare, così come il suo posizionamento e fissaggio, viene definito in sala operatoria sulla base delle osservazioni e considerazioni dell’equipe chirurgica. Il fattore che maggiormente influenza l’esito dell’operazione risulta essere la geometria della barra, in quanto deve essere in grado di poter provocare un sollevamento sternale sufficiente e di garantire una certa stabilità a medio-lungo termine. Lo studio condotto ha avuto come obiettivo la valutazione della tecnica chirurgica di Nuss, con particolare riferimento all’analisi delle forze prodotte dall’inserimento del supporto metallico a livello retrosternale. In seguito alla ricostruzione tridimensionale di un torace appartenente ad un soggetto affetto da PE, si è proceduto con le simulazioni e le analisi in ambiente multibody e FEM. Al fine di verificare l’influenza del design della barra metallica sono state realizzate 4 diverse tipologie di supporti, valutando le forze scambiate con il sistema toracico e i sollevamenti ottenuti. Tutte le configurazioni della barra sono state analizzate mediante il software MSC Adams, simulando una procedura capace di replicare risultati analoghi alla tecnica chirurgica in esame e fornire i punti di contatto tra barra e cassa toracica. Le simulazioni sono state condotte variando specifici parametri di interesse clinico, al fine di valutarne l’influenza sui risultati finali. Le forze di contatto ottenute sono state utilizzate come input di un modello agli elementi finiti dello stesso paziente, implementato al fine di verificare e confrontare i risultati ottenuti. Il confronto tra le due simulazioni ha avuto lo scopo di definire alcune caratteristiche del sistema toracico scarsamente documentate in letteratura, ed utili ad ottimizzare il modello multibody, caratterizzato da un minor costo computazionale e da pari accuratezza. Le finalità del lavoro conducono ad una serie di possibili sviluppi futuri, con lo scopo di fornire al chirurgo un aiuto maggiore durante l’operazione. In particolare, si potrebbe essere in grado di ottenere dei supporti maggiormente patient-specific, con la realizzazione di geometrie ottimali per il singolo paziente, così come l’ottimizzazione dei siti di posa delle barre e fornire così, al chirurgo operante, una serie di informazioni supplementare capaci di aiutarlo a raggiungere il risultato voluto.