Desde la fabricación de la primera pieza con tecnología de impresión 3D en 1983, la Ingeniería Biomédica desarrolla gran parte de sus servicios de impresión 3D desde la imagen radiológica. Sin embargo, la propia tecnología radiológica va a tener que modificar sus modelos de obtención de imagen para poder ofrecer la precisión que puede exigir la Fabricación Aditiva del futuro. (Fabricación aditiva es el concepto procedente de la Impresión 3D que incluye sustancias y materiales diferentes y mezclables entre sí).
Utilidades de 3d Printing: planificación quirúrgica
Aunque aún se esté valorizando (comparar el coste con el beneficio, que más adelante explicaremos) ya hay varios Hospitales en España que están desarrollando Unidades de Impresión Aditiva conectadas con la Unidad de Diagnóstico por Imagen.
En Madrid, el ‘Servicio de Planificación Quirúrgica 3D’ a cargo del Departamento de Radiología del Hospital Infanta Elena, ha publicado varios ejemplos que sirven para que la Cirugía Oncológica pueda planificar intervenciones cuya complejidad no se distingue (para los cirujanos) con un vídeo de Reconstrucción tridimensional producido en una consola de TC o de Resonancia Magnética.
Es destacable también en España, la Unidad de Impresión 3D del Hospital Pediátrico San Joan de Deu (Barcelona), que además tiene una sección específica: https://www.sjdhospitalbarcelona.org/es/unidad-3d
Existe la posibilidad de que ciertos tumores están o infiltrados en otros tejidos o sus límites con tejido sano son difícilmente visibles antes de operar. También es cierto que la posición de otros órganos o estructuras (huesos, músculos… ) durante la operación puede que no se puedan ‘quitar’ para ver bien el abordaje o el método de cómo intervenir la resección quirúrgica. Por tanto, cuando se ofrece al equipo quirúrgico un modelo impreso de la zona clave, y lo pueden ver desde cualquier perspectiva visual, les va a ayudar a la planificación.
Impresión 3d para Pacientes
Es también útil para Pacientes que no tienen clara la orientación espacial. Presentarles un modelo anatómico impreso de su propio problema está siendo una solución (y no sólo para la cirugía oncológica) que además tiene futuras capacidades de comprensión de otros problemas, como por ejemplo los de dolor de espalda y la necesidad de hacer ejercicio e implementar dietas. Esto está relacionado con la Alfabetización en Salud de la ciudadanía.
Costes
El problema es que una única impresión puede resultar costosa si desglosamos los costes y los tiempos de obtención. Lo que se está haciendo como ventaja competitiva es que la Unidad de Impresión 3d hace trabajos externos a otros Hospitales, cuya demanda se produce enviando o el ‘bruto’ de la obtención de los datos del estudio radiológico, o un pre proceso que los Técnicos de Radiología especializados pueden enviar por una plataforma digital. Y en pocas horas, se recibe enviado por el Hospital ‘fabricador’ esa impresión.
Panorama de la Fabricación Aditiva
La modernización de las técnicas y la inclusión de la tecnología de la información dentro del sector de la salud, población creciente de mayor edad, y los esfuerzos de I+d realizados para la mejora del desarrollo y crecimiento de este sector se prevé que sirva a sinergias a largo plazo de este sector. Todos estos factores van a tener alto impacto en el crecimiento del mercado y soluciones en expansión. Todo comenzó con los dispositivos conocidos como audífonos (impresión de carcasa a medida de la oreja del usuario) y los protésicos dentales; el mercado, sin embargo, desde entonces se ha ampliado para incluir implantes y modelos impresos para la práctica quirúrgica.
Y no se quedará ahí: la impresión 3D médica también se dirige hacia otras tecnologías como Realidad Aumentada (AR, en inglés), porque los programas informáticos que renderizan – por post proceso sobre la imagen radiológica – los tejidos también llevan diversas estructuras anatómicas para ser expuestas virtualmente, como hace la Realidad Aumentada, sobre personas para la correlación anatómica. Y es más: un programa de AR se puede llevar a la Realidad Virtual (VR, en inglés) para modelos de formación y entrenamiento en medicina o también un programa de AR puede ser conectado a los Sistemas de Información (IT Healthcare) para hacer telemedicina entre diferentes especialistas.
La ‘inteligencia’ del sector está aumentando la revolución tecnológica, tal y como refleja el análisis en Radiología Futura, o en El Paciente proactivo y la Big Data nos llevan a la Salud 3.0, debido a la Ley de Moore (1) que formula los crecimientos de capacidad de los dispositivos electrónicos, que elevan sus prestaciones de forma continua. En el sector 3D printing, el diseño, ingeniería y fabricación está creciendo a un ritmo muy rápido y su industria de casi 11 millones $ 2015 (EEUU) se espera que a nivel global sea de 26,7 mil millones $ para el año 2019.
Escalando todas estas tendencias al sector sanitario: la impresión 3D médica está inmersa en un impacto en creciente evolución y desarrollo que en pocos años será tan normal como necesario el trasvase de especialistas en Radiología Médica hacia dicho sector de la fabricación aditiva.
Necesaria innovación en Radiología para el mercado 3D Printing
Salvo los modelos de escaner por láser o por triangulación (que se pueden usar para regiones anatómicas como brazos o piernas) la anatomía humana se traslada mediante escáner de TC (Tomografía Computerizada; CT o CT MD en inglés), escáner dental o ConeBEAM (CBCT) , RM (Resonancia Magnética; MRI en inglés) o incluso la innovación de software y sondas en Ecografía también nos pueden ofrecer los datos volumétricos de la anatomía humana.
Sin embargo, en conversación con el ingeniero biomédico Iago González Fernández (desarrollador de la empresa líder en España DQbito Biomedical Engineering, nos encontramos con un desfase de precisión en la tecnología de, por ejemplo, los TC radiológicos «El margen actual de precisión máxima de la imagen radiológica de TC es de 0,625 mm (submilimétrica), pero en la ingeniería de impresión 3D trabajamos actualmente con medidas más pequeñas (0,25 mm)».
Este desfase genera menos precisión para algunos de los productos y servicios de la impresión 3D. Para entenderlo: la ingeniería ‘ve’ más pequeños los detalles que la radiología; si bien de momento todavía no es un problema, según Manuel Ángel Iglesias-Otero, polivalente Físico, Ingeniero de Telecomunicaciones y experto en ingeniería de biomateriales y tecnologías biomédicas en la misma empresa española: «Estamos desarrollando nuestra propia innovación, generando sinergias que solucionan la complejidad que supone integrar la imagen médica y la impresión biomédica».
Metrología en la Radiología
Un campo en el que la radiología debe avanzar está en la metrología. Existe en Madrid un equipo de trabajo en un centro de investigación que está analizando que los formatos de medir la imagen desde los equipos radiológicos presenta una variabilidad ‘sospechosa’ de necesitar mejora. Esto significa que cuando una herramienta de medición en un TC nos dice que una distancia mide 12,8 mm. es posible que sea 12,7 mm. en escala 1:1.
¿Tiene importancia este asunto? Si, y mucha. Aunque es cierto que la precisión de una herramienta de cálculo en radiología depende de la capacidad visual del operador (Radiólogo o Técnico de Radiología), los sistemas intuitivos generan cálculos automáticos que quizás no estén perfectamente a ‘la medida’ real, aunque hablemos de medio milímetro. Pero este asunto, aplicado a algunos servicios de la impresión 3D médica sí que puede repercutir, salvo en el caso de DQbito Biomedical Engineering, donde se anticipan a estos probables desfases.
Productos y servicios de la Fabricación aditiva en salud
Considerando que HP instalará en España una división de I+D sobre impresión 3D (info publicada el 12 de noviembre de 2015 en blogthinkbig.com), podemos pensar que España es un pais super estratégico en el sector 3D Printing Medical: porque está en el Mercado de la Unión Europea, y porque es referencia para el universo LATAM (Latinoamericano).http://hospital.materialise.com/blog/3d-printing-the-future-of-radiology/
Formación
No sólo la tecnología 3d Printing se usa para el abordaje quirúrgico, o incluso desde el punto de vista del creciente intervencionismo radiológico (que es una de las novedosas adopciones auto productivas de un Servicio de Radiología), Using 3D Modeling Techniques to Enhance Teaching of Difficult Anatomical Concepts (Sigue navegando con tu usuario en Academic Radiology para encontrar más publicaciones)
(Sigue navegando con tu usuario en Academic Radiology para encontrar más publicaciones) sino que puedes encontrar Tutoriales Biomédicos De Impresión 3D en https://www.embodi3d.com/tutorials.html sino que también puedes aprender conceptos globales sobre la Impresión 3D desde la imagen de radiología: http://pubs.rsna.org/doi/10.1148/rg.2015140320 porque además, la Impresión 3D está impulsando los trasplantes, como cita AuntMinnie Europe en https://www.auntminnieeurope.com/index.aspx?sec=sup&sub=adv&pag=dis&ItemID=615315
Recursos y Plataformas libres
Ya existen plataformas de software de código abierto para informática médica, procesamiento de imágenes y visualización tridimensional, como tenemos en https://www.slicer.org y existen vídeo tutoriales para aprender cómo se hace:
De la misma manera, te sugiero que busques en youtube usando este link: https://www.youtube.com/results?search_query=3d+printing+from+radiological+imaging
Referencias
En esta sección encontrarás novedades sobre el uso de materiales de impresión:
http://www.sciencedaily.com/news/matter_energy/3-d_printing/
(1)(Publicado el 8 de marzo de 2016. http://singularityhub.com/2016/03/08/will-the-end-of-moores-law-halt-computings-exponential-rise)
Radiología Club 