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I Meeting Health Care - Udine 4.0 “Innovative Advanced Technological Project”

Riassunto della giornata e programmazione prossimo incontro

La svolta epocale basata sull’innovazione tecnologica negli ultimi anni ha abbracciato plurimi

sentieri della medicina e della chirurgia, traducendosi in una dinamica diversa tra medico e

paziente. Le potenzialità offerte dalla tecnologia, che risulta ancillare al buon senso clinico e all’ars

medica, consentono di elevare gli standard di cura, traducendosi in una migliore qualità della

prestazione sanitaria e istituendo al contempo un linguaggio universale con il paziente, fondato

sulle immagini, in grado di trascendere ogni barriera culturale o linguistica. Ad esempio, la

possibilità di stampare tridimensionalmente l’anatomia del paziente, contestualmente alla patologia

e alla procedura chirurgica, instaura tra medico e assistito un “consenso informato” che sia

realmente tale, fondato sulla comprensione veritiera della problematica in atto, e delle modalità per

la sua risoluzione.

La ridefinizione di nuove professionalità adatte a questo fine è corollario di una sempre maggiore

attenzione per i dettagli da parte della moderna medicina: figure traslazionali, che siano in grado di

dialogare alla pari con tutte le specialità mediche, flessibili da un punto di vista culturale, e

naturalmente propense a sfruttare il potenziale tecnologico a disposizione in maniera agevole e

contestuale. Tali attori, interpreti, e mediatori di una complessità tecnologica sempre crescente,

ben si relazionano con il contesto clinico, avendo appreso altresì il linguaggio dell’anatomia, della

fisiologia e della patologia: doti, queste, che li contraddistinguono anche dal loro ambito di

provenienza, e li connotano di un’accezione maggiormente incline al mondo della medicina. Ci si

riferisce al designer sanitario, al bioingegnere, all’esperto di stampa e modellazione 3D.

Maxillofacial Surgery Unit - Academic Hospital of Udine

Chief : Prof. Massimo Robiony

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Quale prototipo di questa nuova figura, ancora altamente sperimentale in Italia, come all’estero,

dove in taluni contesti è più strutturata, il dott. Luca Borro, che lavora all’Ospedale Pediatrico

Bambin Gesù di Roma, rappresenta forse l’esempio meglio definito. Interagendo con un ampio

numero di specialità, comprensive della chirurgia pediatrica, cardiochirurgia, ortopedia, chirurgia

maxillo-facciale, chirurgia generale, diagnostica per immagini, il dott. Borro ha elaborato tecniche

di analisi dell’immagine e di modellazione 3D adatte a soddisfare plurime esigenze. Partendo dalla

presentazione svoltasi sabato 12 maggio, se ne riassumono le applicazioni più significative:

- Chirurgia Pediatrica: progettazione integrata del caso delle due gemelle siamesi toracopaghe,

con analisi, modellazione e stampa 3D delle strutture anatomiche coinvolte

- Chirurgia Maxillo-Facciale: progettazione virtuale di resezioni cranio-facciali, stampa 3D dei

modelli, elaborazione dinamica dei tessuti molli, ricostruzione del volto con fotogrammetria

- Cardiochirurgia: segmentazione e ricostruzione di strutture anatomiche sane e patologiche

(ricostruzione di aneurisma coronarico), applicazioni della realtà aumentata per lo studio di

anomalie intracavitarie e della parete del miocardio, integrazione con i dati elettrofisiologici,

modellazione 3D di valvole cardiache per lo studio della cinetica, analisi di fluidodinamica

- Chirurgia Generale: fusione dell’imaging TC a diversi tempi per lo studio della

vascolarizzazione e della risonanza per creare modelli tridimensionali di fegato adatti a

rappresentare la vascolarizzazione e l’anatomia dell’albero biliare; sviluppo di modelli 3D

semplici di organi splancnici in grado di guidare procedure resettive-ricostruttive (esofago, retto).

- Ortopedia: creazione di ortesi e gessi personalizzati e stampati in 3D (come campo di ricerca

attiva)

- Urologia : per il trasferimento delle simulazioni in ambito robotico

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Le applicazioni sopra citate definiscono solo alcuni degli ambiti applicativi delle moderne

tecnologie alla simulazione e alla pianificazione chirurgica. Molto spesso, la mancata applicazione

delle risorse che la tecnologia mette oggi a disposizione denota una scarsa consapevolezza di

queste potenzialità, da interpretarsi come un limite in tal senso. In letteratura, indipendentemente

dall’ambito di provenienza, si stanno moltiplicando i lavori che attestano la sinergia tra l’ingegneria

e la medicina. Questa collaborazione utilizza i potenti strumenti messi a disposizione

dall’informatica e dall’ingegneria per analizzare problematiche rilevanti da un punto di vista clinico:

in ambito ortopedico e maxillo-facciale, l’analisi a elementi finiti (FEA) consente di generare mappe

topografiche degli stress meccanici applicati a una superficie ossea, avendo quindi una rilevanza

strategica nel posizionamento di protesi, e sulla loro stabilità a lungo termine. I modelli di

fluidodinamica potrebbero giocare un ruolo di primo piano in cardiochirurgia, ma anche in altri

ambiti, ad esempio prevedendo il comportamento di un’anastomosi vascolare dove si affrontano

vasi di calibro e portata diversi.

La collaborazione tra clinici e ingegneri non dovrebbe limitarsi a fini prettamente

speculativi, ma assurgere a principio guida della buona pratica clinica: in questo senso è

strategica la collaborazione con l’Ingegneria Clinica, che si fa consulente e promotrice delle

richieste del medico, quale interprete fondamentale per orientare gli investimenti con uno

sguardo consapevole al futuro; certamente lavorando piu a stretto contatto cambieranno gli

interscambi ed aumenta il potenziale collaborativo che disegnerà gli orientamenti di una

nuova vision sanitaria Futura. Gli ingegneri clinici sono una grande risorsa che va coinvolta

con modalità diverse considerando il profilo professionale necessario alla crescita.

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La realizzazione materiale dell’idea progettuale attraverso la stampa 3D scorpora la simulazione

dallo schermo di un computer, e la porta alla mano del clinico, e del paziente. Stampare modelli

anatomici tridimensionali, come attesta la letteratura, ha un’enorme rilevanza per il training dei

giovani chirurghi, e per la comprensione del paziente stesso. La possibilità di astrarre un’anatomia

digitale dal paziente, elaborarla al computer, per poi riprodurla con una stampante, ha da sempre

rappresentato un obiettivo importantissimo per il clinico. La supervisione preliminare delle manovre

chirurgiche, che di fatto comporta un “pre-allenamento” rispetto all’intervento chirurgico vero e

proprio, ha dimostrato di ridurre notevolmente i tempi chirurgici e minimizzare altresì le variabili

intercorrenti, abbassando i tassi di complicanze.

Su questa lungimiranza si costruisce la storia di Materialise, una delle aziende leader nell’ambito

della progettazione virtuale e della stampa 3D, attiva da più di 25 anni. In tal senso, un doveroso

ringraziamento va espresso nei confronti della Dott.ssa Veronica Ceccato, Key Account Manager

da 5 anni e responsabile di Materialise per l’Europa (incluse Italia e Germania). Percorrendo la

storia della stampa 3D, e di come questa si sia affermata, la Dott.ssa Ceccato ha ben riassunto

l’importanza della progettazione, simulazione e stampa 3D nella pratica clinica moderna. Inoltre,

sono stati riportati esempi di moderne istituzioni ospedaliere presso le quali è già stabilita una

sinergia con il laboratorio di bioingegneria, come si evidenzia, per esempio, al Policlinico

Sant’Orsola a Bologna, e a Firenze al Meyer, che vanta una collaborazione attiva con l’ingegneria

industriale.

È un sentiero che va percorso assieme: medici, designer, ingegneri, biologi, genetisti, devono

trovare nuove strategie che possano rifunzionalizzare la stampa 3D, ormai metodica consolidata -

anche se in rapida evoluzione - alla vera medicina del futuro. In questa direzione, il bioprinting

rappresenta l’obiettivo più ambizioso, e consentirà, in un futuro non troppo remoto, di progettare

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tessuti e organi al computer, customizzati all’anatomia del paziente. È ancora un obiettivo lontano,

ma siamo convinti che la comunità di intenti e la collaborazione potrà accelerare questi processi,

portando sempre più a un linguaggio condiviso tra medici e ingegneri.

Analisi finale con programmazione della prima fase di realizzazione

In tal senso, la costituzione del comitato scientifico/clinico promotore e organizzativo, avrebbe il

compito di iniziare la trasformazione del nostro ospedale di ricerca e cura 4.0, che come primo

obiettivo potrebbe avere proprio la realizzazione condivisa, presso l’Azienda Sanitaria

Universitaria Integrata di Udine, del primo laboratorio di progettazione e simulazione al computer

e stampa 3D, all’interno del quale ogni specialista sarà libero di progettare casi complessi a partire

da immagini radiologiche, sviluppare sofisticati modelli tridimensionali, e prototipizzarli. Tutto il

processo sarà gestito all’interno dell’ospedale, ( rispettando la legge, che nel 2020 regolamenterà i

dispositivi medici all’interno degli ospedali) con una drastica riduzione dei costi, se paragonato allo

stato attuale, in cui la prototipazione presso ditte esterne comporta dei costi assolutamente

superiori. Saranno individuate delle figure chiave di riferimento, traslazionali, in grado di

trasmettere le proprie conoscenze in ambito di progettazione virtuale, formare la nuova classe

medica e porsi al servizio della comunità. Il laboratorio per la progettazione rapida e la

prototipazione virtuale troverà collocazione presso il nuovo Centro di Simulazione e Alta

Formazione, sito al padiglione 3, e già attrezzato con gli avanzati simulatori di chirurgia

oftalmologica. Questo asseconda l’esigenza di costituire un unico polo altamente tecnologico,

centralizzato, che consentirà a tutti di operare con gli ultimi strumenti messi a disposizione,

condividendo in tal modo i costi delle licenze software e delle stampanti, resi molto più permissivi

se a beneficiarne sarà la collettività clinica, e non il singolo utente.

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Siamo convinti che questo primo incontro del 12 maggio scorso sia stato un utile momento di

convergenza e abbia messo in luce esigenze condivise da tutti gli specialisti, esigenze che, per la

mancanza di figure di riferimento in grado di orientare le scelte strategiche e gli investimenti

tecnologici, non avevano trovato modo di esprimersi compiutamente. Questa riunione ha definito i

primi parametri per parlare un linguaggio comune, con riscontri positivi ed entusiastici. Siamo

fermamente convinti che l’interazione tra le professionalità e la condivisione di intenti, esperienze e

competenze possa contribuire a quel processo fondamentale da noi auspicato: riappropriarci della

governance clinica, così che gli investimenti siano diretti da chi realmente ne beneficia, e non

sottostanti a miopi logiche di business. Sappiamo che inizialmente il costo sarà alto, e si

dispiegherà non soltanto sull’acquisto delle tecnologie, ma anche sulla curva di apprendimento per

poterle realmente padroneggiare. In questo processo non saremo soli, ma affiancati da coloro che

possono trasmettere la propria esperienza, come il Dott. Borro e la Dott.ssa Ceccato, e ispirati

dalla molteplicità di lavori e pubblicazioni che dimostrano come questo sia l’approccio vincente.

In caso contrario, siamo consapevoli che l’ignoranza avrà un costo ben più alto, che i nostri

pazienti potrebbero pagare a caro prezzo. Pertanto, l’invito è diventare protagonisti di questa

svolta, dialogare con la comunità scientifica mondiale grazie ad una chirurgia sempre piu di

raffinata , sicura e facile da spiegare a studenti, specializzandi e pazienti, ed anche a

pubblicazioni all’avanguardia, e a trasformare la nostra Azienda Sanitaria Universitaria Integrata in

un vero polo di eccellenza.

Vi allego pertanto una scheda che vi prego di compilare e spedirla direttamente a me. Questa

iniziativa condivisa con il Prof. Vittorio Bresadola ci vedrà riuniti prossimamente attorno ad un

tavolo per discutere di tutte le problematiche inerenti alla costituzione del comitato e alla

relaizzazione di attività, come: realtà aumentata, scanner 3D, cadaver la, acquisizioni di

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strumentazioni chirurgiche, ed eventuale realizzazione di sale operatorie integrate anche 1

sola dove potrebbero convergere tutti gli intervent piu complessi delle disverse specialità

Qui di seguito indirizzo dott. Tel. Che fungerà da segretario del comitato.

alessandro.tel@icloud.com

Le date proposte mercoledi 13 giugno o 11 luglio ore 16 presso la Biblioteca di Chirurgia Maxillo facciale pad. 5 secondo piano

Massimo Robiony

Vittorio Bresadola