Un modello digitale 3D per associare anatomia del ginocchio e predisposizione alle lesioni

La possibilità di ottenere un modello digitale 3D del ginocchio grazie all’uso della risonanza magnetica rappresenta un’innovazione per lo studio di questa articolazione e delle sue lesioni e ha un duplice vantaggio.

Primo, i ricercatori Humanitas sono riusciti a mettere a punto un sistema per costruire, a partire dai dati raccolti tramite risonanza magnetica, modelli digitali 3D dell’articolazione del ginocchio e delle sue lesioni fedeli e dettagliati quanto le immagini della TAC. Mentre la TAC sottopone i pazienti a radiazioni importanti, l’uso della risonanza è molto meno invasivo, dato che le radiazioni emesse sono paragonabili a quelle di un qualunque smartphone.

Secondo, lo studio ha permesso di realizzare una nuova classificazione virtuale dell’anatomia del ginocchio, da correlare ai fattori di rischio per la rottura del crociato anteriore. Un approccio nuovo che può essere usato nella pratica ortopedica in associazione alle procedure standardizzate di valutazione clinico-radiologica, per migliorare i protocolli di cura.

Il progetto di Ricerca

Quelli descritti sono in estrema sintesi i risultati principali del progetto, finanziato dal 5×1000 di Fondazione Humanitas per la Ricerca, dal titolo “Valutazione dell’impiego di un modello digitale 3D del ginocchio: per lo studio della ricostruzione delle lesioni isolate del legamento crociato anteriore e delle lesioni associate – confronto con la radiologia tradizionale”.

Il progetto è stato promosso e supervisionato dal Dott. Gennaro Fiorentino, Direttore del Reparto Ortopedia e Traumatologia Humanitas Gavazzeni di Bergamo. Vediamo nel dettaglio come è stato svolto e perché la possibilità di avere a disposizione un modello 3D del ginocchio è molto importante per i chirurghi ortopedici.

La revisione della letteratura

La prima fase del progetto ha previsto un’estesa revisione della letteratura, per esaminare e analizzare in modo dettagliato quale effetto hanno, sulla funzione dei menischi, le diverse tipologie di lesione. Gli articoli utili sono stati categorizzati in base al tipo di lacerazione meniscale e alla funzione coinvolta.

«I menischi sono quelle guarnizioni fibrocartilaginee che si trovano nel ginocchio tra femore e tibia. I risultati degli studi esaminati indicano che le lesioni meniscali radiali hanno un impatto più negativo rispetto alle lesioni longitudinali o orizzontali. Inoltre, abbiamo evidenziato dalla letteratura che le lesioni meniscali sono associate a un’alterazione del movimento del ginocchio, con un conseguente aumento della lassità e dell’instabilità dell’articolazione» ha raccontato il Dott. Gennaro Fiorentino.

I dati e le conclusioni che derivano da questa fase di revisione della letteratura sono preziosi per una migliore gestione e trattamento dei pazienti con lesioni meniscali, oltre che per lo sviluppo del programma di riabilitazione.

100 pazienti per un modello digitale 3D

Per analizzare le funzioni del legamento crociato e dei menischi in modo innovativo e molto più completo rispetto al passato, il progetto di Ricerca ha coinvolto 100 pazienti. Con l’obiettivo di standardizzare la procedura per la ricostruzione dei modelli tridimensionali del ginocchio sono stati usati algoritmi e tecniche di imaging e analisi dell’immagine sia manuali sia semi-automatiche.

In un secondo momento, su un campione di 50 articolazioni femoro-tibiali, sono stati eseguiti studi aggiuntivi grazie a uno strumento matematico avanzato che si chiama Statistical Shape Modelling (SSM). L’SSM è capace di fornire una rappresentazione concisa e completa di forme complesse, attraverso l’analisi delle sue componenti principali.

Le evidenze anatomiche

«È emerso che la forma e le variazioni anatomiche di femore e tibia influenzano direttamente il funzionamento del legamento crociato anteriore e alcune varianti anatomiche sembrano essere fattori di rischio per sviluppare la lesione del crociato, eventualmente associata ad altre lesioni come quella meniscale – sottolinea Fiorentino –. Nella pratica gli ortopedici sanno che esistono delle predisposizioni. Capita che persone molto atletiche e in forma a seguito di traumi anche banali vadano incontro a rottura del crociato e non si sa esattamente perché. Grazie a ricerche come quella raccontata in questo articolo stiamo capendo sempre di più che il responsabile non è tanto o comunque non è solo il trauma ma anche una predisposizione anatomica. Ed è davvero prezioso, ad esempio per un atleta, poter sapere in anticipo se c’è o meno predisposizione a un tipo di lesione piuttosto che a un’altra. Non ne abbiamo ancora la certezza, stiamo lavorando per raccogliere un numero maggiore di dati a conferma ma questo progetto ci ha dato molte informazioni su cui lavorare».

Fuori dal mondo dello sport, la categorizzazione delle forme di articolazione del ginocchio è comunque molto importante, perché medici e ricercatori sanno che esistono delle differenze tra individui. Conoscere e catalogare queste differenze dà la possibilità di mettere a punto protocolli personalizzati e maggiormente efficaci.

Grazie al tuo sostegno stiamo capendo sempre di più che il responsabile non è tanto o solo il trauma, ma anche una predisposizione anatomica