IT201700015032A1

IT201700015032A1 - Sistema per la realizzazione di una porzione di osso corrispondente ad una porzione di osso mancante.

Info

Publication number: IT201700015032A1
Application number: IT102017000015032A
Authority: IT
Inventors: Marco Maiotti; Raffaele Russo
Original assignee: Shoulder App S R L
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2018-08-10

Description

Sistema per la realizzazione di una porzione di osso corrispondente ad una porzione di osso mancante

La presente invenzione riguarda un sistema per la realizzazione di una porzione di osso corrispondente ad una porzione di osso mancante.

Più dettagliatamente, l’invenzione si riferisce ad un sistema del tipo detto, che consente di riprodurre in maniera sostanzialmente esatta la sagoma anatomica di una porzione dell’osso mancante, in particolare della glena, in maniera tale da consentire al chirurgo una maggiore efficacia nell’intervento di stabilizzazione della spalla.

Come è noto, in alcuni casi il quadro anatomopatologico della spalla dopo lussazione anteriore recidivante è caratterizzato non solo da lesioni capsulo legamentose, ma anche da una perdita di osso della glena.

In questi casi, oltre alla eventuale ricostruzione dei legamenti, è necessario colmare il difetto d’osso, in particolare laddove tale mancanza di osso è superiore al 15 – 20% dell’osso originale.

Attualmente la tecnica di Latarjet è considerata la più efficace nel trattamento di questi casi.

Essa consiste nella fissazione di una porzione di osso del processo coracoideo, sulla glena a colmare il difetto d’osso insieme a due muscoli inseriti su di esso che fungono da scudo muscolare a rinforzo del deficit capsulolegamentoso anteriore. Si tratta di una tecnica chirurgica tradizionale, che prevede una incisione con bisturi, di circa 10 – 12 cm.

Questo intervento, che prevede l’impiego di viti e placche, è difficile, non anatomico e può determinare un alta percentuale di complicazioni.

Recentemente (si veda Arthroscopy Techniques, Vol 3, n° 6 dicembre 2014, pagg. 653 – 660) è stata divulgata una nuova tecnica artroscopica, di innesto di osso per la instabilità glenoomerale anteriore (E. Taverna et al), che prevede la applicazione (sulla glena) di un tassello di osso da banca, che viene applicato sulla glena, dove c’è il difetto d’osso del paziente mediante l’uso di due fili guida, che vengono fatti passare attraverso l’osso, e quindi bloccato in loco (figura 6 della summenzionata pubblicazione).

Il difetto principale di questa tecnica descritta nell’articolo di Taverna et al consiste nel fatto che non è previsto un metodo preciso per calcolare il difetto d’osso, e quindi il tassello d’osso impiantato viene modellato da un pezzo d’osso omologo preso dalle banche dell’osso, che pertanto non ricrea la forma della superficie originaria dell’osso.

Non è neppure escluso che detto tassello di osso si riassorba.

Ad ogni modo, il semplice tassello, che non è basato su una analisi della anatomia del paziente, non ricrea esattamente l’anatomia della glena e spesso può essere fissato in una posizione non corretta ovvero non combaciante il difetto d’osso, creando complicazioni. Inoltre, questo passaggio allunga moltissimo i tempi chirurgici necessari per l’intervento chirurgico.

Alla luce di quanto sopra, il Richiedente ha ideato e messo a punto un procedimento che consente di risolvere tutti i problemi summenzionati.

In particolare, scopo principale della presente invenzione è quello di fornire un sistema che consenta di ottenere un tassello che può riprodurre in maniera molto fedele la sagoma dell’osso anatomico.

Questi ed altri risultati sono ottenuti, secondo la presente invenzione, mediante un sistema che consente di misurare esattamente il difetto d’osso, consentendo la riproduzione del tassello in maniera da corrispondere, almeno sostanzialmente, alla anatomia dell’osso originario.

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un sistema per la realizzazione di una porzione di osso corrispondente ad una porzione di osso mancante comprendente le fasi di:

- acquisire, mediante una apparecchiatura di formazione di immagini, una immagine dell’osso danneggiato;

- acquisire, mediante una apparecchiatura di formazione di immagini, una immagine dell’osso controlaterale sano;

- confrontare dette due immagini acquisite, misurando la percentuale di osso mancante;

- ottenere, mediante un programma implementato su un elaboratore, una immagine 3D della parte di osso mancante;

- ottenere, sulla base dell’immagine 3D ottenuta, la porzione di osso mancante, che potrà essere successivamente utilizzata dal chirurgo.

In particolare, secondo l’invenzione, detto osso è la glena scapolare.

Secondo l’invenzione, detto programma implementato su un elaboratore misura il raggio della circonferenza teorica della parte inferiore della glena sana, e l’altezza e la profondità della porzione di osso mancante.

Sempre secondo l’invenzione, l’ottenimento sulla base dell’immagine 3D ottenuta, della porzione di osso mancante è realizzato mediante stampa 3D, in particolare utilizzando un materiale biocompatibile, specificamente un materiale biologico avente caratteristiche simili all’osso umano, o un materiale metallico, ad esempio tantalio.

Ulteriormente, secondo l’invenzione, sulla base dell’immagine 3D ottenuta, la porzione di osso mancante viene ricavata mediante stampa 3D, oppure vengono realizzate una pluralità di mascherine di dimensioni differenti.

Ancora secondo l’invenzione, sulla base dell’immagine 3D ottenuta, della porzione di osso mancante la porzione di osso, viene calcolata, realizzata mediante stampa 3D e poi modellata mediante lavorazione di un osso di banca, sino all’ottenimento della forma risultante dalla immagine 3D.

La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma di realizzazione preferita mostrata nelle figure dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra un diagramma a blocchi del sistema secondo l’invenzione;

la figura 2 mostra in dettaglio una parte dell’esecuzione della fase B di figura 1;

la figura 3 mostra in dettaglio una parte dell’esecuzione della fase B di figura 1;

la figura 4 mostra in dettaglio l’esecuzione della fase C di figura 1;

la figura 5 mostra un esempio di osso di banca utilizzabile per la realizzazione di una porzione di osso secondo il sistema dell’invenzione;

le figure 6 e 7 mostrano fasi di modellazione dell’osso di banca di figura 5;

le figure 8a, 8b e 8c mostrano una prima forma di realizzazione della porzione di osso ottenuta; e

la figura 9 mostra una seconda forma di realizzazione della porzione di osso ottenuta.

Come si osserva in particolare dalla figura 1, nella fase A si effettua una acquisizione (TAC) della immagine dell’osso danneggiato e di quello collaterale sano.

Mediante impiego di un software specifico, viene effettuata la trasformazione della TAC in un modello 3D.

In particolare, il software è studiato per effettuare una segmentazione che consente di rilevare solo la parte ossea di interesse.

L’immagine della scapola controlaterale viene utilizzata per la sua ricostruzione speculare, in maniera tale da sovrapporla all’immagine dell’osso danneggiato, e quindi verificarne le differenze.

Lo stesso software consente (fase B) di misurare accuratamente la perdita d’osso.

In particolare, come mostrato in figura 2, viene misurato il raggio della circonferenza teorica della parte inferiore della glena sana, come previsto da metodo di misurazione PICO comunemente applicato in ortopedia, che diventerà il raggio di riferimento per la scapola danneggiato.

In questa fase, si misurano inoltre l’altezza e la profondità relativamente alla parte d’osso persa.

Si misura inoltre l’angolo rispetto al centro della circonferenza teorica (vedere la figura 3).

Impostando i calcoli dell’area della sezione circolare e confrontandoli con l’area totale della circonferenza teorica, si ottiene la perdita percentuale.

Nella fase C, una volta acquisite le informazioni di cui alle fasi A e B, si procede alla modellazione dell’innesto osseo corrispondente alla porzione di osso mancante.

Attraverso l’utilizzo del software di modellazione per mesh, sono state sovrapposte le due immagini delle scapole cui si faceva riferimento nel corso della descrizione della fase A, si ricava il pezzo d’osso anatomicamente realistico (figura 4).

Si deve ora prevedere una fase D, che consiste nella realizzazione materiale della porzione di osso mancante, ottenuta mediante le fasi A, B e C, e che può essere eseguita in diversi modi, senza che ciò comporti una limitazione all’ambito di protezione dell’invenzione.

Ad esempio, una volta ottenuta la forma della porzione dell’osso secondo la fase C, si possono realizzare (soluzione non mostrata nelle figure) una serie di mascherine, aventi sostanzialmente la forma della porzione dell’osso, ma di dimensioni differenti, che il chirurgo potrà utilizzare a seconda della tipologia di paziente e di intervento.

Invece, secondo la fase D1 di figura 1, si può procedere ad una modellazione su osso da banca (vedere la figura 5).

Ad esempio, ma l’invenzione non deve essere considerata vincolata a queste dimensioni, la banca dell’osso fornisce al chirurgo un parallelepipedo di osso di 5 cm x 5cm x 1,5 cm.

Una volta ottenuto dal modello 3D secondo la fase C il pezzetto d’osso da innestare (vedere la figura 4), si costruisce intorno ad esso una guida di taglio da applicare all’osso di banca di figura 5 per ottenere un taglio preciso.

Per una questione funzionale, possono essere realizzate due guide di taglio, mostrate rispettivamente in figura 6 e in figura 7, che prevedono i fori per i fili di Kirschner necessari per il fissaggio della guida alla porzione d’osso.

Nelle figure 8a, 8b e 8c è mostrato la porzione di osso finale che si dovrebbe ottenere dopo aver effettuato i tagli mediante le guide mostrate nelle figure 6 e 7. È importante precisare che questa guida di taglio è stata progettata prevedendo l’utilizzo di seghe che non permettono di effettuare tagli curvi ma solo lineari. È evidente che in caso si disponga di una sega circolare, la porzione di osso sarà ancora più somigliante a quanto emerso dalla fase C, e soprattutto alla sagoma anatomica.

Il pezzettino di osso ottenuto e mostrato, secondo sue forme di realizzazione, nelle figure 8 e 9 può essere accoppiato all’osso del paziente secondo qualsiasi metodologia, e con qualsiasi mezzo noto nella tecnica o che verrà messo a punto in seguito, non essendo la sintesi della porzione di osso ricostruito all’osso nativo oggetto della presente invenzione.

Una alternativa alla realizzazione della fase D’ consiste nella fase D” di stampa della porzione di osso ottenuta con la fase C mediante stampa 3D.

Detta porzione di osso realizzata impiegando la stampa 3D dovrà essere ovviamente stampato in materiale biocompatibile con caratteristiche simili all’osso umano, o in materiale metallico (ad esempio tantalio). La presente invenzione è stata descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere introdotte da un esperto nel ramo, senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema per la realizzazione di una porzione di osso corrispondente ad una porzione di osso mancante caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - acquisire, mediante una apparecchiatura di formazione di immagini, una immagine dell’osso danneggiato; - acquisire, mediante una apparecchiatura di formazione di immagini, una immagine dell’osso controlaterale sano; - confrontare dette due immagini acquisite, misurando la percentuale di osso mancante; - ottenere, mediante un programma implementato su un elaboratore, una immagine 3D della parte di osso mancante; - ottenere, sulla base dell’immagine 3D ottenuta, la porzione di osso mancante, che potrà essere successivamente utilizzata dal chirurgo.
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto osso è la glena scapolare.
3. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto programma implementato su un elaboratore misura il raggio della circonferenza teorica della parte inferiore della glena sana, e l’altezza e la profondità della porzione di osso mancante.
4. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’ottenimento sulla base dell’immagine 3D ottenuta, della porzione di osso mancante è realizzato mediante stampa 3D, in particolare utilizzando un materiale biocompatibile.
5. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che si impiega un materiale biologico avente caratteristiche simili all’osso umano, o un materiale metallico, ad esempio tantalio.
6. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti 1 - 3, caratterizzato dal fatto che sulla base dell’immagine 3D ottenuta, la porzione di osso mancante viene ricavata mediante stampa 3D, oppure vengono realizzate una pluralità di mascherine di dimensioni differenti.
7. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti1 - 3, caratterizzato dal fatto che sulla base dell’immagine 3D ottenuta, della porzione di osso mancante la porzione di osso, viene calcolata, realizzata mediante stampa 3D e poi modellata mediante lavorazione di un osso di banca, sino all’ottenimento della forma risultante dalla immagine 3D.