Studio in vitro dell'efficienza dei sistemi per vitrectomia

Abstract

La vitrectomia è una delle procedure chirurgiche più comuni per il trattamento del distacco di retina. Consiste in un intervento in cui vengono utilizzati strumenti microchirurgici per sostituire il vitreo presente nella camera vitrea con un vitreo artificiale. Data la delicatezza dell'intervento e data l'importanza di ridurre al minimo le possibili complicanze intra e post-operatorie, sta diventando sempre più importante ottimizzare e perfezionare questa procedura. Un importante aiuto in tal senso è sicuramente fornito dagli studi in vitro che, grazie a modelli artificiali dell'occhio umano, permettono di simulare operazioni chirurgiche così complesse. In questo studio, è stato realizzato un modello stampato in 3D della camera vitreale per simulare un'operazione di vitrectomia e per effettuare misure di pressione in due punti distinti della camera vitreale e misure di flusso sulla linea di infusione della macchina. Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando il sistema di vitrectomia EVA (DORC), due diversi diametri di fresa (lo strumento con cui viene aspirato il vitreo), variando le pressioni di infusione (20, 25, 30, 35, 40 mmHg) e impostando due diverse modalità di infusione (VGPC e AIC). I segnali registrati sono stati poi elaborati e visualizzati in Matlab. Questa analisi ha permesso una visione qualitativa dei segnali di pressione e flusso e un'analisi delle differenze tra i segnali ottenuti variando i vari parametri. In questo studio sono state realizzate cinque diverse versioni del modello di camera vitrea, anche se i risultati di questo studio sono stati ottenuti con un solo modello, realizzato con miglioramenti strutturali e funzionali applicati al primo modello prodotto.

Vitrectomy is one of the most common surgical procedures for the treatment of retinal detachment. It consists of an operation in which microsurgical instruments are used to replace the vitreous present in the vitreous chamber with an artificial vitreous. Given the delicacy of the operation and given the importance of minimizing possible intra- and post-operative complications it is becoming increasingly important to optimize and refine this procedure. An important aid in doing this is certainly provided by in vitro studies, which, thanks to artificial models of the human eye, make it possible to simulate such complex surgical operations. In this study, a 3D-printed model of the vitreous chamber was made to simulate a vitrectomy operation and to take pressure measurements at two separate locations in the vitreous chamber and flow measurements on the machine's infusion line. Experiments were carried out using the EVA vitrectomy system (DORC), two different cutter diameters (the instrument by which the vitreous is to be aspirated), varying the infusion pressures (20, 25, 30, 35, 40 mmHg) and setting two different infusion modes (VGPC and AIC). The signals recorded were then processed and visualized in Matlab. This analysis allowed a qualitative view of the pressure and flow signals and an analysis on the differences between the signals obtained by varying various parameters. Five different versions of the vitreous chamber model were made in this study, although the results of this study were obtained with only one model, made from structural and functional improvements applied to the first model produced.