PSI e navigazione nelle osteotomie di ginocchio

I migliori risultati nell’esecuzione di un’osteotomia si ottengono dedicando scrupolosa attenzione sia alla pianificazione preoperatoria che all’esecuzione intraoperatoria. Questo permette di ottenere una precisa correzione della deformità, ridurre le complicanze intraoperatorie raggiungere i risultati clinici attesi. Per ottenere questo risultato con le tecniche convenzionali è necessaria una sufficiente esperienza del chirurgo, radiografie di qualità, strumenti per la pianificazione precisi e un uso della scopia intraoperatoria adeguato. Le nuove tecnologie si inseriscono in questo contesto offrendo strumenti utili sia in fase preoperatoria che intra-operatoria. Negli ultimi anni, infatti, in ambito ortopedico si è visto un utilizzo sempre maggiore della pianificazione TC, della stampa 3D, della navigazione e della chirurgia robotica, della realtà aumentata e dell’intelligenza artificiale. L’implementazione di tali strumenti nella chirurgia di correzione delle deformità potrebbe garantire una pianificazione più precisa e ad una riduzione significativa di errori intraoperatori, errori di correzione e delle complicanze.

La navigazione intraoperatoria rientra nel gruppo delle “computer-assisted surgery” e fornisce al chirurgo, in tempo reale, dati quantitativi sull’allineamento dell’arto e sull’orientamento dei segmenti ossei durante l’esecuzione dell’osteotomia. Esistono sistemi image-based, che utilizzano una TC preoperatoria per ricostruire il modello e poi registrano i reperi in sala operatoria e sistemi imageless, oggi i più diffusi, che permettono di ottenere gli stessi dati senza la necessità di TC, con minore esposizione radiologica ed un complessivo iter di pianificazione preoperatoria più semplice. In entrambi i casi il concetto è identico: trasformare l’osteotomia da procedura “stimata” tramite fluoroscopia a procedura “misurata” costantemente su parametri di asse e di orientamento. (Figure 1)

Figure 1: fasi operatorie osteotomia tibia prossimale con navigazione

Dal punto di vista pratico, dopo la pianificazione radiografica standard ed il posizionamento del paziente, vengono fissati dei tracker a femore e tibia in sede diafisaria. Seguono la registrazione dei reperi anatomici (centro dell’anca, riferimenti femorali e tibiali, malleoli, superfici articolari) e la ricostruzione virtuale dell’arto. A questo punto il sistema restituisce continuamente parametri come l’asse meccanico (HKA), l’entità della deformità a livello femorale e tibiale, lo slope e la posizione del ginocchio durante tutto l’arco di movimento. Un altro vantaggio è la possibilità di eseguire valutazioni dinamiche della lassità legamentosa in varo-valgo. In sostanza la navigazione non sostituisce la pianificazione, ma consente di verificarla e rifinirla in modo continuo durante tutto l’intervento.

I benefici della navigazione diventano ancora più evidenti quando la deformità è complessa. Se nelle correzioni monoplanari la tecnica tradizionale può già essere affidabile in mani esperte, nelle deformità multiplanari o triplanari, nelle osteotomie derotative, nei casi post-traumatici o nelle osteotomie a doppio livello la capacità di controllare simultaneamente il piano coronale, sagittale e trasversale rappresenta un vantaggio. Lo stesso vale per le osteotomie tibiali dove il mantenimento dello slope è fondamentale e per i pazienti con instabilità patologiche, in cui la correzione deve tenere conto non solo dell’anatomia ossea ma anche del bilanciamento dei tessuti molli.

Naturalmente esistono anche dei limiti a tali procedure: serve una curva di apprendimento sia per il chirurgo sia per l’équipe, con un minimo incremento iniziale dei tempi operatori legato alla calibrazione e alla registrazione dei reperi. I costi per intervento sono superiori rispetto alla tecnica standard e rimangono possibili criticità specifiche come, ad esempio, micromovimenti dei tracker o errori di acquisizione dei reperi. La letteratura dimostra risultati soddisfacenti sia radiografici che clinici con l’utilizzo della navigazione, con una riduzione significativa degli errori di correzione rispetto alla pianificazione preoperatoria e con ottimi risultati clinici e funzionali.

L’altra grande innovazione è rappresentata dalla PSI (Patient-Specific Instrumentation), un sistema che permette di progettare e produrre strumenti chirurgici su misura di ciascun paziente. Il processo parte da una TC che comprende femore prossimale, ginocchio e caviglia. Il software ricostruisce l’anatomia tridimensionale e permette di pianificare con grande precisione il taglio, l’ampiezza della correzione, la posizione della placca e la lunghezza delle viti. Sulla base di questo progetto vengono poi stampate in 3D guide personalizzate sull’anatomia ossea del paziente. Questo approccio offre il vantaggio di garantire una precisione elevata nella correzione desiderata e un'applicazione molto più rapida della placca, poiché la corrispondenza tra i pre-fori e le viti della placca determinerà automaticamente l’apertura dell’osteotomia secondo planning e la posizione precisa della placca stessa. (Figure 2)

Figure 2: fasi operatorie osteotomia tibia prossimale con tecnica PSI

Anche qui i vantaggi si hanno nei casi difficili: deformità triplanari, torsionali, post-traumatiche, osteotomie femorali o a doppio livello con correzioni importanti. A confronto con la tecnica tradizionale, la PSI permette una correzione più fedele al planning, una riduzione dell’uso intraoperatorio di fluoroscopia e spesso un tempo operatorio più breve una volta superata la curva di apprendimento. Inoltre, la guida permette di proteggere l’hinge dell’osteotomia grazie a traiettorie di taglio e fili “di sicurezza” dalla posizione già pianificata, riducendo la possibilità di fratture dell’hinge stesso. I limiti principali restano la necessità di TC preoperatoria, i costi e i tempi di progettazione/produzione. Le evidenze cliniche sulla PSI sono in crescita. I lavori disponibili evidenziano un’elevata accuratezza rispetto alla correzione pianificata. I risultati funzionali tendono a essere comparabili a quelli delle tecniche standard mentre, in certi studi, anche migliori rispetto alla navigazione o alla tecnica convenzionale, soprattutto per le correzioni multiplanari.

In conclusione, le nuove tecnologie rappresentano uno strumento di grande utilità nella pianificazione ed esecuzione delle osteotomie e permettono di aumentare precisione, controllo della correzione e riproducibilità del gesto anche in casi complessi. I costi, la curva di apprendimento, l’iter preoperatorio e l’effetto sui tempi chirurgici devono essere presi in considerazione per la scelta dei casi sui quali investire con l’utilizzo di questi strumenti per avere il massimo rapporto costo-beneficio.

Bibliografia:

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- Gebhard F, Krettek C, Hüfner T, et al. Reliability of computer-assisted surgery as an intraoperative ruler in navigated high tibial osteotomy. Arch Orthop Trauma Surg. 2011;131(3):297-302. doi:10.1007/s00402-010-1145-9

- Aman ZS, DePhillipo NN, Peebles LA, Familiari F, LaPrade RF, Dekker TJ. Improved Accuracy of Coronal Alignment Can Be Attained Using 3D-Printed Patient-Specific Instrumentation for Knee Osteotomies: A Systematic Review of Level III and IV Studies. Arthroscopy. 2022;38(9):2741-2758. doi:10.1016/j.arthro.2022.02.023

- Grasso F, Martz P, Micicoi G, et al. Double level knee osteotomy using patient-specific cutting guides is accurate and provides satisfactory clinical results: a prospective analysis of a cohort of twenty-two continuous patients. Int Orthop. 2022;46(3):473-479. doi:10.1007/s00264-021-05194-z

Andrea Marchetti¹, Alessandra Mazzon¹, Gianmarco Regazzola², Gianluca Canton¹

1: Orthopaedics and Traumatology Unit, Cattinara Hospital - ASUGI, Department of Medical, Surgical and Life Sciences, Trieste University, Trieste, Italy.

2: Responsabile Unita' Operativa Ortopedia Istituto Clinico Sant'Anna Brescia