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MEDICALE
applicazioni
Automazione e Strumentazione
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Aprile 2015
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rienza nella modellazione di dispositivi e proce-
dure cardio- ed endovascolari, in collaborazione
con ricercatori e medici di tutto il mondo.
Taviguide sfrutta le immagini pre-operatorie
acquisite mediante TAC per creare modelli 3D a
elementi finiti (
υ
figura 1
) dell’anatomia delle
radici aortiche del paziente, con l’utilizzo com-
binato del software per analisi a elementi finiti
(FEA) Simulia Abaqus di Dassault Systèmes, e di
un software proprietario. “Questa tecnologia con-
sente di studiare diverse alternative di intervento
a livello virtuale, per individuare la procedura più
idonea prima di andare in sala operatoria,” dice
De Beule.
Attraverso uno studio pilota retroattivo condotto
con
Peter de Jaegere dell’Erasmus Medical
Center
a Rotterdam, nei Paesi Bassi, FEops ha
confrontato i risultati delle simulazioni di Tavi-
guide con le TAC post-operatorie di pazienti sot-
toposti a impianto Tavi, riscontrando un grado
elevato di corrispondenza fra le simulazioni e i
dati post-operatori. “Sono convinto che questa
tecnologia avrà importanti implicazioni cliniche,”
afferma de Jaegere. “In particolare consentirà
di definire con cura la tipologia e le dimensioni
della valvola per ciascun paziente. Questo tipo di
‘medicina personalizzata’ è in grado di migliorare
notevolmente la pianificazione degli impianti
Tavi e di ridurre possibili complicazioni.”
“Grazie alla simulazione possiamo raccogliere
informazioni molto più accurate rispetto a quanto
si possa fare con un normale banco prova,” dice
De Beule. “Ora abbiamo una visibilità maggiore
sulle sollecitazioni alle quali questi dispositivi
possono essere soggetti una volta impiantati nel
corpo del paziente (
υ
figura 2
). Le simulazioni
sono in grado di prevedere il comportamento
delle valvole sostitutive durante l’inserimento del
catetere, nella fase di impianto e persino dopo che
la nuova valvola entra in funzione.”
Abaqus FEA ha dimostrato di poter riprodurre
fedelmente gli scenari e i metodi complessi
dell’impianto Tavi. “Abbiamo decenni di espe-
rienza nell’utilizzo specifico di Abaqus per dispo-
sitivi cardiovascolari ed endovascolari minima-
mente invasivi,” afferma De Beule. “Abaqus
può simulare con precisione le complessità di un
dispositivo e un intervento Tavi, fornendo risul-
tati molto affidabili”, (
υ
figura 3
).
Mentre Taviguide è in attesa di approvazione da
parte della CE (l’equivalente europeo della FDA)
per poter essere utilizzato in interventi chirurgici,
De Beule vede un’ampia gamma di possibili
applicazioni della tecnologia.
“Siamo convinti non solo che questa tecnolo-
gia e l’approccio personalizzato possano essere
applicati ai dispositivi cardiaci, ma che la nostra
infrastruttura di simulazione possa aiutare i pro-
gettisti di dispositivi medicali a valutare un’am-
pia gamma di nuovi prodotti cardiovascolari in
anatomie virtuali realistiche e validate, fin dalle
primissime fasi pre-cliniche, aprendo la strada ai
test clinici virtuali
.”
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Figura 1 - Fasi del processo
Taviguide. A sinistra la TAC pre-
operatoria del paziente, utilizzata
per ricostruire il modello 3D (al
centro). A destra la simulazione
dell’impianto Tavi nel corpo del
paziente specifico.
Figura 2 - Nell’immagine di Abaqus FEA image,
le zone in blu sono quelle con una buona aderenza,
quelle in rosso indicano un’applicazione incompleta.
Grazie alle simulazioni di Taviguide i chirurghi possono
verificare il comportamento di diverse valvole su stent
nei loro pazienti.
Figura 3 - Confronto fra movimenti
di particelle di calcio previsti (a
sinistra) e rilevati (TAC, a destra):
l’immagine dimostra la grande
capacità predittiva del modello.