A quoi servent des squelettes de pieds imprimés en 3D ? Par exemple à des applications médicales. Illustration en chirurgie orthopédique…
Pr. Bonnel innove dans son métier : il utilise l’impression 3D, faite au fablab LABSud, pour faire avancer la formation, l’entraînement à la chirurgie, et pour la recherche… via à des squelettes de pieds imprimés.
Quelles sont les étapes ?
A partir d’un scanner de pied d’un patient malade, l’opérateur détecte l’os grâce à la tomodensitométrie (examen qui donne des images en coupe d’un organe. Il a pour objectif de donner plus de précisions, comme la localisation et l’étendue d’une lésion sur un organe ou un tissu).
Le logiciel d’imagerie médicale Myriam isole et segmente les os, donc révèle le squelette, et rend des images en format .dicom.
Le chirurgien choisit lui-même la partie qui l’intéresse, en particulier les interstices entre les os (on ne voit pas les ligaments).
Le chirurgien corrige les images et les adapte à ses besoins, par exemples mettre une fracture ou une malformation en évidence.
Ensuite, à partir d’un fichier en format .obj , un opérateur lisse les images brut issu du scanner, avec le logiciel 3D Builder, car les visuels présentent des irrégularités.
Le fichier est transformé en format .stl pour être reconnu par le logiciel slicer de l’imprimante 3D.
Au fablab, il est enfin possible d’obtenir des squelettes de pieds.
Retour à l’hôpital : les squelettes imprimés en 3D constituent la base pour réaliser la coque d’un moule.
Ce moule permet de réaliser une réplique de ce pied en mousse expensive qui servira à l’entraînement pré-opératoire des étudiants en chirurgie orthopédique. Ce pied est facile à travailler ; il est également possible de s’entraîner à placer une prothèse. Pour l’instant, le fablab a permis de fabriquer une quarantaine de pieds en 3D.
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- Impression 3D dans la prise en charge chirurgicale des « cals vicieux » (os de l’avant-bras).
2. Déformations du pied (séquelles neurologiques à la naissance).
3. Hallus valgus avec griffes d’orteils.
4. Scoliose cervico-thoracique : évaluation d’une correction en préopératoire.
5. Séquelles d’un pied bot de l’enfance opéré à plusieurs reprises avec impotence fonctionnelle.
6. Pieds plats : possibilité de simuler les multiples corrections nécessaires
7. L’impression 3D permet une reproduction très précise fort utile en traumatologie.
8. Pour l’enseignement, la duplication de cals vicieux de métatarsiens ou de pieds plants permet une simulation chirurgicale illimitée.
Vue dorsale des métatarsiens. 
Vue antérieure des têtes de métatarsiens. 
Vue avec projection de l’arrière-pied. 
Résultat final de l’impression 3D afin de planifier une ostéotomie, si nécessaire.
Après segmentation et reconstruction 3D : évaluation des lésions dues à l’arthrose, avec récidives, déplancement plantaire important (M2), cal vicieux et synthose intermétatarsienne (M3 et M4).
Résultat d’impression 3D pour planification des ostéotomies.
Ce travail a permis, également, de réaliser deux premiers cours de chirurgie préopératoire à destination des chirurgiens et podologues :
. « 2è cours supérieur de planification chirurgicale en impression 3D : pathologie du pied – cheville », les vendredi 10 et samedi 11 mai 2019.
En résumé, pour l’instant, les imprimantes 3D du fablab ont été utiles dans le domaine médical, avec des atouts à la fois pour l’enseignement, la recheche, et l’entraînement à l’acte chirurgical, par exemple pour rectifier des erreurs ou dommages anciens après opération.
Les essais ne s’arrêtent pas aux squelettes de pieds : pour ses collègues, le professeur Bonnel fait imprimer des reins, des foies.
En projet : la réalisation de moules de foies, en matière flexible, notamment pour simuler les veines et les artères…
Photos : Xavier et François Bonnel
Rédaction : Odile Maillard
C’est intéressant en plus c’est vraiment réaliste.