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SJD Barcelona Children’s Hospital imprime en 3D des modèles anatomiques pour la planification et la simulation de chirurgies complexes

Pionnier dans la recherche et la mise en œuvre de nouvelles technologies, SJD Barcelona Children’s Hospital utilise des modèles anatomiques imprimés en 3D pour la planification et la simulation d’environ 200 opérations chirurgicales par an. À l’aide des imprimantes BCN3D Epsilon W50 et Sigmax, des biomodèles imprimés en 3D d’une tumeur, du crâne environnant et des implants nécessaires qui suivaient ont été créés pour une procédure de résection. Nous nous entretenons avec les radiologues, oncologues, ingénieurs et chirurgiens qui ont contribué à la réussite de ce cas.

Quelle que soit la gravité d’une intervention chirurgicale donnée, chacune comporte ses propres risques et réglementations. Pour l’hôpital privé à but non lucratif SJD Barcelona Children’s Hospital, l’impression 3D permet de répondre aux besoins du public en matière de pédiatrie et de maternité dans le cadre d’environ 200 interventions chirurgicales par an. Nous avons rendu visite à l’équipe collective de chirurgiens, d’ingénieurs et autres pour discuter d’un cas spécifique dans lequel un biomodèle pour un cas d’oncologie a été utilisé pour la planification 3D et la chirurgie elle-même. Nous suivons le cas depuis les premières impressions du radiologue jusqu’au résultat pour le patient lui-même. 

Entrer à le SJD Barcelona Children’s Hospital

Numéro 3 en termes d’activité en Europe et numéro 1 pour l’activité en pédiatrie en Espagne, le SJD Barcelona Children’s Hospital est également un hôpital universitaire qui mène des activités de recherche, d’innovation et d’éducation. Avec des couloirs sur le thème des animaux, des pièces interactives et de la musique live dans toute la réception, tout est fait pour que les patients soient le plus en paix possible. 

SJD Barcelona Children's Hospital

L’expansion exponentielle de l’impression 3D

La planification et l’impression 3D ont fait leur entrée à l’hôpital en 2013 après que Dr. Lucas Krauel  ait spécifiquement demandé un biomodèle pour compléter la planification d’un cas oncologique compliqué. À partir de là, l’utilisation de cette technologie s’est développée de manière exponentielle, entraînant la création d’un groupe multidisciplinaire. 

« Aujourd’hui, nous avons plus de 200 opérations chirurgicales planifiées avec l’impression 3D et 9 spécialités différentes qui bénéficient de cette technologie. » – Arnau Valls, ingénieur en innovation et responsable technique de l’unité d’impression 3D de le SJD Barcelona Children’s Hospital.

L’unité 3D de l’hôpital, le laboratoire 3DForHealth (3D4H), a ensuite été officiellement mis en place en 2016 grâce au travail de chirurgiens radiologues, des ingénieurs et des experts en finances et en simulation. En permettant la planification 3D, la simulation virtuelle et la création de modèles anatomiques imprimés en 3D et de guides de coupe et de positionnement nécessaires aux chirurgies complexes et aux implants sur mesure, il pourvoit aux besoins de toutes les spécialités pédiatriques. Ses actions couvrent une large base d’enseignement, des projets de R&D pour de nouveaux dispositifs, le développement de simulateurs pour des besoins spécifiques, et plus encore. Cette unité 3D est la première en Espagne à être créditée par la Generalitat de Catalunya pour la qualité de son impression en interne

3D printed anatomical models

Le cas en question

Le patient en question avait déjà subi une intervention chirurgicale qui avait entraîné l’ablation de son œil gauche. En raison d’une prédisposition au développement d’autres tumeurs, et malgré des séances de radiothérapie et de chimiothérapie de 3 mois, une tumeur est restée centrée dans l’os maxillaire droit. La chimiothérapie n’étant pas aussi efficace dans ce type de tumeurs, il était fondamental de procéder à une résection complète

Bien sûr, dans une chirurgie complexe comme celle-ci, il y a un certain nombre de facteurs clés à prendre en compte. Premièrement, la zone touchée était le visage, une partie évidemment importante de l’identité du patient. Deuxièmement, il s’agit d’un enfant en pleine croissance ; l’équipe a dû tenir compte des étapes de croissance du squelette qui allaient suivre. Enfin, comme le patient avait perdu son œil gauche, il était impératif de conserver son œil droit et sa vue

La route vers la résection 

Dans le cadre d’une collaboration collective entre toutes les spécialités, notamment l’oncologie et la chirurgie maxillo-faciale, le processus a commencé par l’utilisation de techniques d’imagerie (CT Scan et IRM) par des radiologues pour effectuer des tests afin de déterminer le meilleur diagnostic et les meilleurs protocoles à suivre. Les résultats ont ensuite été compilés avec les informations préexistantes sur ce type de tumeur. Cette étape est non seulement cruciale pour évaluer et prévoir le cas, mais elle a également joué un rôle dans la planification de l’aspect esthétique des choses.

Process of creating 3D anatomical models

Ensuite, les radiologues, les chirurgiens et l’équipe d’ingénieurs en impression 3D se sont réunis pour décider des aspects à imprimer, créer la segmentation choisie dans le fichier CAO et commencer la planification 3D et la simulation. Ici, le groupe a décidé qu’il était préférable d’imprimer différentes parties du crâne et la tumeur elle-même. Des prototypes des plaques de titane qui devaient être insérées ont également été imprimés en 3D.

3D printed anatomical models

L’ABS de BASF a été choisi pour reproduire la couleur et l’anatomie des os. Ces biomodèles servent d’aides visuelles, illustrant les relations anatomiques entre la tumeur et les zones du crâne. L’équipe du SJD a choisi les imprimantes BCN3D pour les résultats d’impression réalistes qui sont les meilleurs pour le prix. 

Grâce à ces pièces imprimées en 3D, les médecins peuvent vérifier que les implants seront adaptés au patient. Agissant comme un moyen de contrôle strict de la qualité, ils peuvent également simuler l’opération elle-même, définir les limites des incisions pour la chirurgie, et s’entraîner aux coupes qu’ils doivent faire

Le jour de l’opération, les images et les biomodèles physiques eux-mêmes peuvent être consultés à portée de main. Le fait de disposer de ce résultat planifié donne aux médecins un point de référence sur lequel travailler et leur donne confiance.

Biomodels in the surgery

« L’impression 3D nous a permis d’éviter d’éventuelles interventions postopératoires et a amélioré la qualité tant pour le patient que pour le processus chirurgical. » – Dr Adaia Valls, chirurgien maxillo-facial à le SJD Barcelona Children’s Hospital. 

Family of the patient

« La vérité est qu’au départ, c’était un peu compliqué parce que ça concerne le visage. Nous nous demandions s’il y aurait beaucoup de cicatrices… mais l’opération s’est vraiment bien passée et les cicatrices sont minimes. A partir de là, nous continuons à avancer et à suivre le protocole marqué. » – Klever, père du patient Andrés.

Le bon déroulement de cette opération et le reflet de l’expérience par le patient lui-même sont un témoignage de l’équipe de le SJD Barcelona Children’s Hospital. L’impression 3D est un acteur clé dans l’avancée de modèles médicaux de plus en plus précis ; le laboratoire 3DForHealth va procéder, avec la combinaison de nouvelles technologies, à l’amélioration de la création d’outils de guidage et de positionnement spécifiques au patient et au chirurgien. En outre, l’équipe vise à mieux imiter les tissus vivants en étudiant les propriétés mécaniques, les couleurs et les textures. Un autre domaine de développement est celui de la bio-impression, où les pièces imprimées servent de solution directement pour le patient et les produits pharmaceutiques imprimés en 3D qui peuvent être personnalisés. Il est clair que l’impression 3D a et continuera d’avoir un impact sur la façon dont nous abordons la médecine. 

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