À l’hôpital pour enfants Nicklaus de Miami, le laboratoire des projets avancés en chirurgie cardiovasculaire (APL) utilise toute une gamme de technologies numériques 3D, notamment des imprimantes 3D Stratasys, pour visualiser l’anatomie et planifier les interventions chirurgicales chez les patients pédiatriques. Une précédente étude de cas avait mis en avant l’application d’impression 3D par l’hôpital Nicklaus Children’s pour aider à réparer le cœur d’un enfant, démontrant ainsi le formidable potentiel des modèles anatomiques en milieu clinique. La dernière réussite en date de l’hôpital Nicklaus Children’s concerne la planification d’une opération vitale pour Roy, un garçon de 8 ans atteint d’une tumeur difficile à traiter.
Impression 3D du crâne à l'aide de l'imprimante Stratasys J5 MediJet
Dans le cas de Roy, les chirurgiens du Nicklaus Children’s, au sein d’une équipe pluridisciplinaire, ont dû se préparer à une intervention très complexe et difficile, dans laquelle un cancer potentiellement mortel, un sarcome ostéogénique, était situé dans une région où les chirurgiens n’opèrent généralement pas. Cependant, le cas de Roy a constitué une excellente opportunité pour le Dr Robert Hannan, directeur de l’APL, de concrétiser l’objectif du laboratoire : « apporter de l’espoir et un avenir aux patients et à leurs familles tout au long de leur vie ».
Le Dr Jordan P. Steinberg, directeur chirurgical du programme craniofacial, a expliqué que « notre approche repose en grande partie sur la volonté de trouver un moyen d’atteindre cette tumeur (le sarcome) tout en reconstituant les structures de manière à perturber le moins possible son apparence physique ». Le Dr John Ragheb, directeur du service de chirurgie de l’hôpital, a apporté son aide aux chirurgiens pour localiser la tumeur, située sous le cerveau et sous l’œil, dans une zone difficile d’accès, mais pas impossible à atteindre.
L’équipe de l’APL a contribué à la préparation de l’intervention en utilisant le logiciel Synopsys Simpleware pour importer et segmenter les données d’imagerie du crâne de Roy, des caractéristiques anatomiques pertinentes et de la tumeur. Les données segmentées ainsi obtenues ont ensuite été transformées à l’aide d’une imprimante Stratasys J5 MediJet en un modèle médical de diagnostic*. Pour le Dr Ragheb, « ce modèle nous a vraiment été très utile pour visualiser comment atteindre la tumeur », qui était mise en évidence en rose. La tumeur a finalement été retirée avec succès, principalement par la bouche de l’enfant, ce qui a permis à l’équipe d’éviter une cicatrice défigurante. La technique consistait à pratiquer une incision cutanée derrière la ligne des cheveux et à ouvrir une partie du crâne, puis à retirer une petite partie de la joue afin que les chirurgiens puissent voir la tumeur directement par le haut.
Outre le modèle imprimé en 3D, les données ont également été importées dans l’outil de réalité augmentée (RA) DICOM Director Intravision XR pour être visualisées à l’aide d’un Microsoft HoloLens 2, ce qui a permis à Roy et à sa famille d’interagir virtuellement avec le crâne et de mieux comprendre l’intervention chirurgicale. Selon le Dr Steinberg, « grâce à ces technologies, nous sommes désormais en mesure de leur montrer concrètement et de localiser précisément ce que nous faisons, quelles sont les structures voisines avec lesquelles nous devons composer, et de communiquer le niveau de risque et de bénéfice d’une manière qui nous était tout simplement impossible auparavant. »
Regarder la vidéo dans son intégralité :
*Le logiciel Synopsys Simpleware bénéficie d'une autorisation 510(k) de la FDA permettant de passer des données DICOM au traitement d'images et à l'exportation de fichiers destinés à l'impression 3D à l'aide d'imprimantes Stratasys telles que la J5 MediJet. Le logiciel Simpleware a été validé avec les imprimantes et les matériaux Stratasys pour certaines anatomies, et facilite la tâche des utilisateurs Stratasys souhaitant créer des modèles médicaux diagnostiques à partir d’images spécifiques à chaque patient. »
