Πολλοί επαΐοντες, θεωρούν ότι οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές (3D) είναι η καρδιά της τέταρτης βιομηχανικής επαναστάσεως.
Στην ιατρική, έχουμε αρχίσει να εκτυπώνουμε ολόκληρα οστά για μεταμόσχευση σε καρκινοπαθείς, νεφρά, εξατομικευμένους νάρθηκες για κατάγματα αλλά και οδηγούς για οστεοτομίες.
Ένα λογικό βήμα ήταν, η χρήση των τρισδιάστατων εκτυπωτών στην ολική αρθροπλαστική γόνατος, όπου η μεγάλη ακρίβεια της τοποθετήσεως του μοσχεύματος, καθορίζει το τελικό αποτέλεσμα.
Οι συγκεκριμένοι εκτυπωτές, χρησιμοποιούνται εμπορικά από το 2010.
Το κλασσικό χειρουργείο
Νεότερες μελέτες παρουσιάζουν ότι, το 25% των ατόμων που υποβάλλονται σε ολική αρθροπλαστική γόνατος, δηλαδή ένας στους τέσσερις, δεν είναι ικανοποιημένο από το αποτέλεσμα του χειρουργείου.
Ο λόγος είναι η πολυπλοκότητα της αρθρώσεως του γόνατος που καθιστά δύσκολη την ακριβή τοποθέτηση του μοσχεύματος.
- Το χειρουργείο αποσκοπεί στην αποκατάσταση της λειτουργείας του γόνατος, όταν η άρθρωση έχει φθαρεί και ο πάσχων αδυνατεί να βαδίσει λόγω πόνου και αστάθειας.
- Ο στόχος του χειρουργού είναι, να αντικαταστήσει την φθαρμένη επιφάνεια της αρθρώσεως με μόσχευμα, ώστε να υπάρχει κίνηση δίχως πόνο και ταυτόχρονα να ευθυγραμμίσει το γόνατο για να εξαλείψει την αστάθεια βαδίσεως.
- Το χειρουργείο είναι πολύπλοκο και μικρές αποκλίσεις από τον ιδανικό άξονα περιστροφής και φορτίσεως του γόνατος, επιφέρουν κακό αποτέλεσμα στην βάδιση και στην μακροβιότητα του μοσχεύματος.
- Μέχρι τώρα, η εμπειρία του χειρουργού και ο παράγων τύχη, καθόριζαν το αποτέλεσμα.
- Ενώ είναι εύκολο με απλές ακτινογραφίες να διαγνώσουμε την βλάβη του γόνατος και να καθορίσουμε την ακριβή γωνία διορθώσεως, κατά την διάρκεια του χειρουργείου, όλες οι γωνίες καθορίζονται με το μάτι, αρά τα πάντα είναι σχετικά.
- Όταν περπατάμε, το φορτίο (βάρος σώματος) διέρχεται από έναν νοητό άξονα που αρχίζει από το κέντρο της κεφαλής του μηριαίου, συνεχίζει στη μεσότητα του γόνατος και καταλήγει στην αντίστοιχη μεσότητα της ποδοκνημικής.
- Το τμήμα μεταξύ του ισχίου και της μεσότητάς του γόνατος καλείται λειτουργικός άξονας και εάν το συγκρίνουμε με τον άξονα που διέρχεται από τη μεσότητα του μηρού, φυσιολογικά, υπάρχει γωνία 6 μοιρών.
Μηχανικός άξονας – Ανατομικός άξονας
- Ο μηχανικός και ο ανατομικός άξονας και οι παραμορφώσεις που πρέπει να διορθωθούν στο χειρουργείο κατά την τοποθέτηση του μοσχεύματος
- Στα αρθριτικά γόνατα, αυτή η γωνία χρειάζεται να αποκατασταθεί.
- Στο κλασικό χειρουργείο, εισάγεται ένας μεταλλικός οδηγός στον μυελό του μηριαίου κι ένας άλλος, στον μυελό της κνήμης.
- Οι οδηγοί υποδεικνύουν την αρχική γωνία του μηρού και της κνήμης ώστε να γίνουν οι απαραίτητες διορθώσεις του άξονα.
- Εκτός, της κακοποιήσεως του μυελού που συντελείται με την τοποθέτηση των οδηγών υπάρχει και μεγάλο ποσοστό λάθους στην εύρεση του πραγματικού άξονος του κάτω άκρου.
- Η απόκλιση του άξονος από τον ιδανικό έχει ως αποτέλεσμα την κακή τοποθέτηση του μοσχεύματος.
- Αυτός είναι ο λόγος που πολλοί ασθενείς μετά το χειρουργείο δεν μένουν ικανοποιημένοι και το μόσχευμα δεν μακροημερεύει.
- Η κακοποίηση του μυελού έχει σχέση με την απώλεια αίματος, με την καθυστερημένη κινητοποίηση και τον αυξημένο κίνδυνο φλεγμονής και θρομβοφλεβίτιδος.
Ρομποτικές τεχνικές
- Η βελτίωση της ακρίβειας του χειρουργείου επήλθε με τις ρομποτικές τεχνικές που υπάρχουν σήμερα.
- Στις τεχνικές αυτές, δεν είναι ένα ρομπότ το οποίο χειρουργεί με την καθοδήγηση του ιατρού (Da Vinci), αλλά προηγμένα προγράμματα υπολογιστών τα οποία καθοδηγούν τον χειρουργό.
- Εξυπακούεται ότι ο χειρουργός πρέπει να ελέγχει το κάθε στάδιο του χειρουργείου, κι ένας άπειρος χειρουργός δεν μεταμορφώνεται σε άριστο.
- Όλες οι ρομποτικές τεχνικές, είναι προγράμματα πλοηγήσεως και καθορίζουν τον άξονα διορθώσεως του γόνατος καθώς και το ιδανικό κέντρο περιστροφής του γόνατος που πρέπει να τοποθετηθεί η πρόθεση.
- Για να το επιτύχουμε αυτό, τοποθετούνται, οδηγοί στο γόνατο και στο κάτω άκρο.
- Οι οδηγοί στέλνουν σήμα σε έναν ειδικό υποδοχέα ο οποίος αναλύει συνεχώς τον άξονα του γόνατος μέσω του ειδικού προγράμματος του υπολογιστή.
Η όλη διαδικασία ομοιάζει με οδήγηση με τη χρήση GPS.
Το χειρουργείο εξαρτάται από την σωστή τοποθέτηση των οδηγών πλοηγήσεως και την καλή γνώση του χειρισμού της τεχνικής από τον τεχνικό που χειρίζεται τον υπολογιστή.
Oλη η διαδικασία γίνεται κατά την διάρκεια του χειρουργείου, είναι δε, χρονοβόρα.
Σε αυτή την κατηγορία ανήκει και το Makoplasty που είναι πανάκριβο, και η διαδικασία εξίσου χρονοβόρα.
Τρισδιάστατοι εκτυπωτές, ένα βήμα μπροστά
Σήμερα, η τεχνολογία των τρισδιάστατων εκτυπωτών, έχει επιφέρει απίστευτες αλλαγές στην ολική αρθροπλαστική γόνατος, τα 4 τελευταία χρόνια.
Όλα αυτά τα προβλήματα έχουν ήδη λυθεί με την χρήση των τρισδιάστατων εκτυπωτών.
Η τεχνολογία που προηγήθηκε των εκτυπωτών
Με τις μαγνητικές ή αξονικές τομογραφίες, η απεικόνιση των εσωτερικών οργάνων του ασθενούς είναι ένα μικρό θαύμα.
Οι τομογράφοι λαμβάνουν κάθετες τομές του εξεταζόμενου οργάνου, των οστών στην προκείμενη περίπτωση.
Το επόμενο βήμα στην τομογραφική απεικόνιση, ήταν η δημιουργία προγραμμάτων τρισδιάστατης εικόνας η οποία μπορεί να καθοδηγήσει ένα τρισδιάστο εκτυπωτή.
Τρισδιάστατοι εκτυπωτές στην Ιατρική
Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ανατομικών μοντέλων, ειδικών εργαλείων και βιοεκτυπωσέων.
Στον τομέα μου, στην ορθοπεδική, όπως αρχικά αναφέρθηκε, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ναρθήκων για κατάγματα , όπου οι μετρήσεις γίνονται στο άλλο ή στο ίδιο άκρο και το μηχάνημα παράγει έναν εξατομικευμένο νάρθηκα για τον πάσχοντα.
Το 2014, στην Αγγλία, έγινε η πρώτη βιοκατασκευή μέρους του οστού της λεκάνης και μεταμόσχευση σε καρκινοπαθή, του οποίου του είχε αφαιρεθεί λόγω μεταστάσεως
Το έξυπνο γόνατο, ή αλλιώς, η εφαρμογή της τρισδιάστατης εκτυπώσεως στην ολική αρθροπλαστική γόνατος
Ο σχεδιασμός του χειρουργείου γίνεται με την λήψη «ειδικών» αξονικών τομογραφιών, όχι μόνο του γόνατος αλλά και του ισχίου και της ποδοκνημικής.
Εν συνεχεία το υλικό αποστέλλεται στο εξωτερικό και ένα ειδικό λογισμικό επεξεργάζεται τους άξονες και την βλάβη του γόνατος.
Αφού γίνουν όλες οι απαραίτητες διορθώσεις, τα στοιχεία αποστέλλονται στον θεράποντα χειρουργό για περεταίρω επεξεργασία και έγκριση.
Η όλη διαδικασία της μελέτης και του σχεδιασμού του χειρουργείου, γίνεται με άνεση χρόνου, στο γραφείο του ιατρού, προεγχειριτικά.
Μετά την ολοκλήρωση, η εταιρεία, αναλαμβάνει την κατασκευή του ακριβούς αντιγράφου του γόνατος και των ειδικών εργαλείων – οδηγών, ώστε η τοποθέτηση της ολικής αρθροπλαστική να γίνει με ακρίβεια χιλιοστού την ημέρα του χειρουργείου
Επι πλέον υλοποιούνται μετρήσεις που πρακτικά στο τυπικό χειρουργείο κανείς ορθοπεδικός δεν μπορεί να κανείς
Εξυπακούεται ότι κατά την διάρκεια του χειρουργείου ο ιατρός γνωρίζει επακριβώς τι θα κάνει.
Τα πλεονεκτήματα είναι:
- Η μεγάλη ακρίβεια τοποθετήσεως του μοσχεύματος,, ελαχίστη απώλεια αίματος, η γρήγορη και ανώδυνη κινητοποίηση
- Η μακροβιότητα της προθέσεως, λόγω της ελαχιστοποιήσεως των έκκεντρων δυνάμεων κατά την βάδιση
Το έξυπνο γόνατο είναι ρομποτικό;
- Η ρομποτική χειρουργική, όπως την εννοεί ο κόσμος, αναφέρομαι στο Da Vinci, είναι εντυπωσιακή λόγω της μεσολαβήσεως εξελιγμένων μηχανημάτων, αλλά η πραγματική τεχνολογία δεν είναι αυτή που φαίνεται άμεσα.
- Όταν κάποιος παίζει σκάκι με τον υπολογιστή του, ουσιαστικά, παίζει με ένα ρομπότ.
- Σχεδόν πάντα, το ρομπότ κερδίζει γιατί μπορεί να αναλύει και να προβλέπει καλύτερα απ’ το κάθε άτομο.
- Επίσης, δεν έχει συναίσθημα ή άγχος για να επηρεαστεί η κρίση του.
- Σήμερα, με την ευρεία έννοια της ρομποτικής ιατρικής μπορούμε να συμπεριλάβουμε όλα τα προγράμματα (Software) που καθοδηγούν τρισδιάστατους εκτυπωτές για την παραγωγή ανατομικών μοντέλων, ειδικών εργαλείων και βιομοσχευματων.
- Τα επόμενα χρόνια, θα παράγουμε εξατομικευμένα όργανα για μεταμοσχεύσεις.
- Παρότι ο χειρουργός είναι υπεύθυνος για το χειρουργείο και έχει τον τελικό λόγο, ο σχεδιασμός και η υλοποίηση με την χρήση της τεχνολογίας δίδει ένα σταθερό και εξαιρετικό αποτέλεσμα που είναι επαναλαμβανόμενο ελαχιστοποιώντας τις επιπλοκές.
Επίλογος
Η τρισδιάστατη εκτύπωση θεωρείται ως η τέταρτη βιομηχανική επανάσταση.
Πρακτικές εφαρμογές όπως στην αρθροπλαστική γόνατος, γίνονται από το 2010 και μετά.
Μάθετε τι γίνεται μετά το χειρουργείο της αρθροπλαστικής γόνατος.
Το έξυπνο γόνατο ήρθε στην Ελλάδα το 2014 και στην Κύπρο το 2016.
Σήμερα υπάρχουν 2 εταιρείες που έχουν τα αντίστοιχα προγράμματα.
Η εταιρεία που συνεργάζομαι, κατά την γνώμη μου, έχει το πλέον ολοκληρωμένο λογισμικό.
Νικόλαος Α Γρανίτσας MD PhD
Χειρουργός ορθοπεδικός
American Medical Center
Λευκωσία
Νίκος Α. Γρανίτσας
Ορθοπεδικός Χειρουργός Γονάτων, Λευκωσία, Κύπρος
Νίκος Α. Γρανίτσας
Ορθοπεδικός Χειρουργός Γονάτων, Λευκωσία, Κύπρος
