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Trainee surgeon using a 3D printed model of a patient’s kidney in the operating theatre during a surgery.
Case Study

Le CHU de Bordeaux optimise ses chirurgies avec l'impression 3D multi-couleurs & matériaux

October 17, 2019

Taking a new approach with 3D printing technology.

L'impact considérable de l'impression 3D sur le secteur de la santé est clairement visible dans les grands hôpitaux du monde entier. Le CHU de Bordeaux en est un bon exemple. Il s'agit en effet de l'un des premiers hôpitaux au monde à adopter l'impression 3D multi-matériaux et multi-couleurs avec l'imprimante 3D™ J750 de Stratasys, et ses équipes chirurgicales bénéfi cient désormais de ses capacités étendues. Parmi ces nouvelles possibilités, on compte des procédures chirurgicales de pointe avec l'utilisation de modèles ultra-réalistes lors de la planifi cation préopératoire, l'amélioration de la formation des étudiants mais aussi l'éducation des patients sur leurs conditions.

 

Le Service d'implantologie, d'urologie et de transplantation rénale est le fer de lance de l'utilisation de l'impression 3D. Il a été le premier à la déployer pour faciliter l'ablation complexe de tumeurs rénales. Au cours de cette période, l'équipe de médecins, dirigée par le professeur Jean-Christophe Bernhard, chirurgien au CHU, a réalisé un certain nombre d'interventions impliquant l'utilisation de modèles imprimés en 3D transparents et en couleur.

 

Le CHU produit des modèles complexes, spécifi ques de chaque patient, qui mêlent transparence et couleurs multiples, pour différencier avec précision chaque structure anatomique. Le modèle transparent montre la masse en volume du rein, et représente les artères en rouge, les veines en bleu, le tractus urinaire en jaune et la tumeur en rose. L'ensemble du modèle est également produit en une seule opération.

Le fait de disposer d'un modèle de rein imprimé en 3D, correspondant spécifi quement à celui du patient à opérer, nous offre une nouvelle perspective.

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Précision et efficacité de la chirurgie du rein améliorées

Selon le professeur Bernhard, la vision plus claire offerte par le modèle imprimé en 3D augmente les possibilités de réaliser une intervention chirurgicale du rein conservatrice précise et réussie, grâce à un clampage super-sélectif. Le modèle facilite la planifi cation préalable à l'opération, afi n d'identifi er les artères et les vaisseaux adjacents, qui peuvent entraîner l'ablation complète du rein s'ils sont endommagés.

 

«Un scan donne de bonnes informations, mais seulement en 2D», déclare le professeur Bernhard. «Le chirurgien doit reconstruire mentalement le volume en 3D de la tumeur et estimer sa localisation dans le volume total du rein. Ce même processus a lieu pour comprendre clairement les relations entre la tumeur, les vaisseaux et le système collecteur. Comme on peut l'imaginer, il s'agit d'un processus diffi cile et long pour le chirurgien.

 

«À l'inverse, le fait de disposer d'un modèle de rein imprimé en 3D, correspondant spécifi quement à celui du patient à opérer, nous offre de nouvelles perspectives. La seule chose plus précise que ça, est le patient lui-même», ajoute-t-il.

 

Le professeur Bernhard a lancé un projet de recherche intitulé « Rein 3D Print ». L'étude a pour but d'améliorer le processus de communication avec les patients, et évalue leur satisfaction envers l'emploi de modèles imprimés en3D à des fi ns d'information pré-thérapeutique. De plus, le fait d'améliorer la compréhension des patients sur la procédure chirurgicale permet d'augmenter signifi cativement la probabilité d'une intervention ambulatoire (chirurgie le jour même, sans séjour à l'hôpital). La J750, achetée via le distributeur de Stratasys CADvision et fi nancée par l'Union européenne et le Conseil régional de la Nouvelle Aquitaine, constitue un élément clé du projet.

Enhancing patient understanding and care.

“Describing kidney tumor removal with a 2D scan or drawing will invariably leave most patients somewhat bewildered,” explained Prof. Bernhard. “Presenting them with a 3D printed model that clearly shows the tumor puts them at ease and enables the patient to grasp exactly what we’re going to do. Indeed, initial research from patient questionnaires shows that having 3D printed models increases their understanding of the surgery by up to 50%, so it’s a considerable benefit in terms of overall patient care.”
Unique color, multi-material 3D printing enables CHU to 3D
print ultra-realistic models of patients’ kidneys, providing clear
visualization of tumors (pink area) pre-surgery.
Unique color, multi-material 3D printing enables CHU to 3D print ultra-realistic models of patients’ kidneys, providing clear visualization of tumors (pink area) pre-surgery.
Trainee surgeon using a 3D printed model of a patient’s kidney in the operating theatre during a surgery.
Trainee surgeon using a 3D printed model of a patient’s kidney in the operating theatre during a surgery.

Improving instructional techniques for tomorrow’s surgeons.

As Prof. Bernhard explained, another key objective of the “Rein 3D Print” project is to constantly improve instructional techniques for trainee surgeons. “Having access to a 3D printed model that is completely accurate to the one that you’re going to operate on enables you to train yourself on the operation. Additionally, it also greatly improves our ability to more accurately convey surgical procedures to students,” he said.

The J750 is operated by a team at the Bordeaux IUT fablab unit called Coh@bit, which finalizes virtual models of patients’ kidneys and develops STL files from these images. The models are then 3D printed and delivered to the CHU. In some instances, the whole process is completed within a day. Having previously outsourced its 3D printed models, the CHU has shortened lead times and eradicated freight and other external costs since installing the J750, allowing the medical team to be far more reactive. This means surgeons can plan operations and treat patients within a much shorter timeframe. Communication between the CHU medical teams and the IUT technical teams has also been strengthened. According to Prof. Bernhard, the J750 3D printer has facilitated interactions, creating and encouraging knowledge sharing and ideas.

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