"Se un chirurgo intende operare un paziente, deve ottenere il consenso informato del paziente stesso, il che significa che il paziente deve comprendere la procedura", afferma Gary Turner, Managing Director, Additive Manufacturing, North America presso Ricoh USA, Inc. ., fornitore di servizi integrati e partner che connette tecnologia e processi. "Niente lo spiega meglio che poter tenere in mano una rappresentazione fisica dell'esatta anatomia del paziente per mostrargli cosa si sta per fare".

Anche le facoltà di medicina e i ricercatori possono trarre vantaggio dall'utilizzo di modelli per la formazione dei medici senza fare ricorso a cadaveri e per lo studio di condizioni rare.

Esistono tuttavia ostacoli che impediscono agli operatori sanitari di avere ampio accesso alla tecnologia. Il processo di "segmentazione" di immagini come le TAC e le risonanze magnetiche per individuare le aree anatomiche da stampare in 3D può essere complicato e richiede un lungo tira e molla tra chirurghi, radiologi e tecnici di stampa in 3D. La segmentazione complessa può richiedere ore di scarso tempo di ingegneria biomedica.

Questi ostacoli hanno fatto sì che la stampa in 3D sia meno disponibile di quanto dovrebbe essere—forse solo il 5%—10% dei medici vi ha accesso. "Attualmente, l'accesso ai modelli stampati in 3D è limitato a pochissime organizzazioni sanitarie, il che significa che la stragrande maggioranza dei medici e dei loro pazienti non può beneficiare di questo strumento critico", afferma Turner.

Collaborando con Watson Health, un partner di dati, analisi e tecnologia per il settore sanitario, Ricoh USA ha ottenuto l'aiuto di cui aveva bisogno per creare un servizio di stampa in 3D ampiamente accessibile. I contributi chiave di Watson Health sono stati l'esperienza nel settore e nell'imaging e una forte presenza nel settore attraverso il suo software IBM iConnect® Access. Un visualizzatore di immagini mediche basato sul web, autorizzato dalla FDA 510(k) e conforme alla normativa HIPAA, iConnect Access consente agli operatori sanitari di aggregare, scambiare e accedere ai dati di imaging medico in tutta l'azienda e nel team di cura esteso.

Con il personale di molte centinaia di strutture che già utilizzano iConnect Access per la condivisione e la gestione di immagini mediche, è stata la piattaforma ideale per aggiungere funzionalità di stampa in 3D. "iConnect Access fornisce l'interoperabilità tra il reparto di radiologia, i team chirurgici e i tecnici di stampa che realizzano il workflow di stampa in 3D", afferma Ryan Hess, Director, Innovation and Strategy, Additive Manufacturing di Ricoh USA. "Offre le comunicazioni e la capacità di trasmettere dati di imaging che si trovano in ciascuna di queste aree".

The Watson Health – Ricoh USA ha iniziato a collaborare con un progetto di sviluppo software per migliorare iConnect Access con il supporto per il workflow di stampa in 3D e la segmentazione interattiva delle immagini. "iConnect Access si basa sulla possibilità che l'automazione possa essere applicata alla segmentazione e Watson Health è impegnata a promuovere l'automazione esistente oggi", afferma Hess.

La collaborazione è iniziata con due workshop IBM Design Thinking, che hanno fornito approfondimenti sulle funzionalità di iConnect Access e su ciò che era necessario aggiungere per il flusso di lavoro di stampa in 3D. I workshop hanno anche stabilito come lo strumento si interfaccerebbe con il portale di gestione dei casi di Ricoh USA che collega i team di stampa in 3D e sanitari. Tutti gli stakeholder hanno contribuito ai requisiti della soluzione, tra cui un noto esperto di segmentazione e i medici che useranno la soluzione.

"Durante il processo iterativo di Design Thinking, abbiamo esplorato quali dati erano rilevanti, come potevamo spostarli da un luogo all'altro e cosa potevamo fare con loro", afferma Hess. "Abbiamo lavorato bene insieme perché il team di Watson Health comprendeva l'interoperabilità e il team Ricoh sapeva come l'interoperabilità potesse tradursi in risultati fisici". Le sessioni si sono concluse con la consegna agli sviluppatori di un documento dettagliato sui requisiti.

La collaborazione è continuata in modo solido durante lo scambio tra i team di sviluppo di Ricoh USA e Watson Health. "Penso che sia importante riconoscere l'approccio collaborativo che gli sviluppatori di software e i product manager di Watson Health hanno adottato con noi per creare esattamente ciò di cui avevamo bisogno", afferma Turner. "È stato un processo ampio che ha avuto un enorme successo".

Il progetto ha prodotto RICOH 3D for Healthcare, una soluzione integrata per il workflow end-to-end che rende lo sviluppo, la progettazione e la produzione di modelli anatomici stampati in 3D semplici, accurati e facili. RICOH 3D for Healthcare consente agli operatori sanitari a livello nazionale di sviluppare rappresentazioni di tessuti e ossa specifiche per il paziente. Le repliche realistiche servono come simulatori fisici per aiutare i medici a vedere all'interno dell'anatomia per una maggiore visibilità sulle esigenze dei pazienti. Queste repliche stampate in 3D sono per uso non diagnostico/terapeutico. Gli ospedali che già utilizzano iConnect Access possono eseguire l'aggiornamento semplicemente per attivare le funzioni di segmentazione delle immagini in 3D e del workflow dello strumento, approvate dalla FDA 510(k). Una serie di funzioni consente ai medici di modificare le immagini dei pazienti secondo le loro specifiche.

Una volta completata la segmentazione, lo strumento comunica il file di stampa in 3D al case management Ricoh USA e al portale del workflow, dove gli ingegneri biomedici assumono il controllo. Il loro lavoro include la comunicazione con i medici per finalizzare la progettazione del modello e documentare tutte le decisioni. Questo passaggio è fondamentale perché i modelli possono variare notevolmente. Ad esempio, un medico può richiedere di colorare un tumore in rosso in modo che risalti, di utilizzare materiali di diversa flessibilità per simulare organi reali o di tagliare un modello a metà per esporne l'interno.

Successivamente, il medico esamina l'immagine di lavoro nel visualizzatore iConnect Access. "Questo è molto importante", spiega Turner, "perché è lo strumento che stanno già utilizzando". Il progetto approvato passa quindi alla produzione in 3D per la stampa e il controllo qualità, quindi alla spedizione alla struttura sanitaria.