La première intervention chirurgicale en 3D personnalisée et réalisée en interne à Yale a permis de réparer une malformation du radius distal, qui se produit lorsqu’une fracture de l’avant-bras ne se guérit pas correctement, ce qui entraîne un désalignement ou une déformation des os.
Une blessure à l’avant-bras peut entraîner une déficience fonctionnelle du poignet, une perte de force, une réduction de l’amplitude des mouvements, des douleurs et des problèmes esthétiques. Les malignons sont généralement dus à une immobilisation inadéquate, à une mauvaise réduction de la fracture ou à des conditions médicales sous-jacentes qui ont un impact sur le processus de guérison de l’os.
L’intervention chirurgicale la plus courante pour réparer une malformation est l’ostéotomie. Au cours de l’opération, le chirurgien coupe les os concernés, les place dans une meilleure position et les maintient en place à l’aide d’une plaque et de vis destinées à assurer la stabilité de l’avant-bras pendant sa guérison. Dans le passé, ces cas étaient corrigés « à main levée » en utilisant le meilleur jugement du chirurgien et des radiographies pour repositionner l’os. Cependant, le réalignement dans les trois plans de la déformation n’est pas possible en se basant uniquement sur les radiographies. Aujourd’hui, grâce à la planification en 3D, la déformation et l’anatomie peuvent être corrigées pour retrouver exactement l’état dans lequel elles se trouvaient avant la blessure.
Lisa Lattanza, docteur en médecine, titulaire de la chaire et professeur Ensign d’orthopédie et de rééducation, a pratiqué cette opération à la faculté de médecine de Yale. Son achèvement a fait grand bruit, car il s’agissait de la première procédure chirurgicale interne, personnalisée et sur mesure en 3D.
Lattanza a travaillé avec une équipe de Yale pour élaborer un plan chirurgical en 3D pour le patient, imprimer en 3D des guides chirurgicaux personnalisés et imprimer en 3D des modèles anatomiques précis de la structure osseuse.
Ils ont utilisé des logiciels d’imagerie avancés avec la modélisation et l’impression 3D. Ces outils les ont aidés à identifier les meilleurs résultats possibles grâce à une approche chirurgicale non standardisée, sans avoir à pratiquer d’incision. Ce dernier projet illustre la synergie toujours croissante entre l’orthopédie et l’ingénierie, tout en mettant en lumière les possibilités offertes par la médecine personnalisée.
L’utilisation de l’imagerie radiographique
À l’aide d’un logiciel spécialisé, les ingénieurs peuvent convertir des images de tomodensitométrie ou d’IRM en anatomie numérique en 3D. Les chirurgiens peuvent planifier leur intervention à l’aide de ces modèles numériques avant d’effectuer une coupe, ce qui rend l’opération plus sûre et plus efficace. Même si cette technologie change la donne, le chirurgien doit toujours s’appuyer sur sa formation et son expertise pour exécuter efficacement le plan. Cette technologie peut également s’avérer essentielle pour réparer des opérations antérieures qui n’ont pas résolu le problème du patient.
Les modèles numériques détaillés permettent aux chirurgiens d’identifier diverses conditions en les classant par types et sous-ensembles, ce qui permet ensuite une intervention chirurgicale beaucoup plus précise. En utilisant cette technologie 3D à l’avance pour les cas pédiatriques, adultes, oncologiques musculo-squelettiques et autres, la chirurgie peut être optimisée pour obtenir le meilleur résultat possible.
L’impression 3D pour la chirurgie orthopédique
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Les chirurgiens, cliniciens et chercheurs de Yale s’appuient sur le 3D Collaborative for Medical Innovation (3DC), basé dans le département d’orthopédie et de rééducation, pour créer des modèles et des outils spécifiques au patient imprimés en 3D.
« Avec un laboratoire interne, nous avons beaucoup plus d’options », a ajouté Alyssa Glennon, directrice du programme 3DC et ingénieure en chef. « Le 3DC étant situé au sein de l’école de médecine de Yale, nous sommes à proximité des médecins et des salles d’opération. Nous pouvons apporter des modifications rapides en fonction du retour d’information en temps réel des cliniciens, et nous pouvons travailler dans des délais plus courts puisqu’aucun transport n’est nécessaire. Nous pouvons également prendre en charge davantage de types de pathologie et de tranches d’âge de patients, en contournant les limites imposées par des tiers. Le personnel technique peut être présent dans la salle d’opération au moment de l’intervention, ou se trouver à quelques pas de là. »
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D’un point de vue très pratique, le chirurgien se concentre sur l’anatomie, la compréhension de la fonction et ce qui doit être corrigé, ainsi que sur l’approche chirurgicale et le matériel nécessaire. L’ingénieur se charge du traitement du scanner ou de l’IRM, ainsi que de l’analyse 3D, et recommande un type et un emplacement d’ostéotomie pour corriger la déformation ; il simule également virtuellement l’ostéotomie et le placement du matériel pour approbation par le chirurgien.
L’intervention chirurgicale a eu lieu en avril. Le radius, l’os de l’avant-bras qui va du pouce au coude, a d’abord été corrigé et planté selon le plan, puis le cubitus, l’autre os long de l’avant-bras, a été ajusté pour s’assurer que l’articulation du poignet était complètement rétablie.
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