La Fabricación Digital Revoluciona el Modelado Anatómico en la Medicina Moderna

La fabricación digital está impactando fuertemente en muchas áreas de la medicina, desde cosas pequeñas como el mecanizado de porta-tubos de ensayo de aluminio hasta prácticas futuristas como la impresión 3D de implantes de titanio.

De las muchas aplicaciones médicas de la fabricación digital, un área que avanza a pasos agigantados es la creación de modelos anatómicos —réplicas físicas de órganos, huesos y otras partes del cuerpo que profesionales médicos usan para formar doctores o preparar cirugías en pacientes.

Estos modelos anatómicos pueden fabricarse con diferentes tecnologías y materiales, y su uso está en aumento en todo el mundo.

¿Por Qué Crear Modelos Anatómicos?

Con tecnologías de fabricación digital como software de modelado 3D e impresoras 3D, ahora es más fácil que nunca crear modelos anatómicos realistas rápida y asequiblemente para educación, entrenamiento o propósitos quirúrgicos.

Estos modelos pueden ser genéricos, para ilustrar partes del cuerpo sanas o afectadas en clases, o específicos de paciente, creados usando datos de imagen médica para replicar físicamente una parte del cuerpo de un paciente individual.

Los modelos anatómicos específicos de paciente son una de las aplicaciones más emocionantes de la fabricación digital, ya que permiten a cirujanos ver y tocar una copia realista del órgano dañado o enfermo sobre el que deben operar —a veces con mucha antelación al procedimiento real.

Al manipular un modelo físico a escala, los cirujanos se preparan mucho mejor para la operación, probando diversas incisiones o movimientos en la réplica plástica antes de la cirugía real. Este nivel adicional de preparación práctica aumenta las probabilidades de resultado positivo para el paciente.

Convertir Imágenes Médicas en Modelos 3D

Una gran parte del proceso de crear modelos médicos específicos de paciente es obtener datos del cuerpo del paciente. Esto requiere escáneres TC o RM, equipos usados en hospitales para examinar pacientes y detectar problemas.

Estos escáneres usan rayos X o campos magnéticos fuertes para obtener imagen del cerebro, pulmones u otras partes del cuerpo.

Desafortunadamente, los dispositivos de imagen médica no están diseñados para capturar imágenes 3D. En su lugar, producen una serie de cortes 2D que, tomados en conjunto, permiten a doctores analizar el cuerpo del paciente.

Pero esos cortes 2D pueden transformarse fácilmente en forma 3D: una vez que los profesionales tienen su conjunto de imágenes 2D, comúnmente almacenadas en formato DICOM (Imagen Digital y Comunicaciones en Medicina), software puede convertir los datos en modelo 3D digital.

Ese modelo en pantalla puede alterarse, redimensionarse o incluso colorearse, y luego procesarse según corresponda antes de enviarse a impresora 3D u otra máquina.

Fabricación Digital de Modelos Anatómicos

Una de las mejores formas nuevas de crear modelos anatómicos —tanto específicos de paciente como genéricos— es la fabricación aditiva, o impresión 3D.

Usando impresoras 3D de Modelado por Deposición Fundida (FDM) o Estereolitografía (SLA), los profesionales médicos pueden fabricar rápidamente modelos usando la información digital convertida de escáneres TC o RM. Y como las impresoras 3D pueden mantenerse en laboratorios u oficinas, el proceso completo de construcción lleva muy poco tiempo.

Aunque FDM es la tecnología de impresión 3D más común y asequible, muchos en el campo médico prefieren SLA para modelos anatómicos. La tecnología basada en luz es compatible con resinas translúcidas y semitranslúcidas, y la impresión 3D con tales materiales puede ser útil para presentar un órgano complejo con secciones internas (que a su vez pueden embellecerse con colores distintivos).

Para modelos anatómicos de uso más general —hechos para fines educativos más que quirúrgicos— otras tecnologías pueden ser igual de útiles que la fabricación aditiva.

El moldeo por inyección, por ejemplo, puede ser forma rentable de fabricar múltiples copias de un solo modelo, que luego pueden usarse por múltiples usuarios en hospitales o instituciones educativas.

Beneficios Reales de los Modelos Anatómicos

La fabricación digital de modelos anatómicos es más que una tendencia pasajera. De hecho, innumerables vidas ya se han salvado en el mundo gracias a réplicas plásticas de partes del cuerpo.

A principios de este año, cirujanos del hospital Guy's and St Thomas' en Londres usaron impresión 3D multi-material para prepararse para un trasplante renal complejo en un niño de dos años.

"La capacidad de imprimir un modelo 3D de la anatomía del paciente en texturas variables, con las intrincaciones de los vasos sanguíneos claramente visibles, nos permite diferenciar relaciones anatómicas críticas entre estructuras," dijo Pankaj Chandak, Registrador de Trasplantes del hospital. "Los materiales flexibles también nos permitieron imitar mejor la flexibilidad de los órganos en el abdomen para simular el entorno quirúrgico."

Antes de ese procedimiento, doctores del Hospital Popular de Jilin en China usaron un modelo impreso en 3D para ayudar en el tratamiento de un bebé con defecto cardíaco llamado Drenaje Venoso Pulmonar Total Anómalo.

"Con el modelo, pudimos saber exactamente dónde y cómo cortar, y qué tamaño debía tener la incisión," explicó el Dr. Zhang Xueqin. "Y con un plan tan exhaustivo, completamos la cirugía en solo la mitad del tiempo esperado."

Con más profesionales médicos adoptando la fabricación digital para crear modelos anatómicos precisos, los doctores se vuelven más informados y mejor equipados para salvar vidas de sus pacientes.

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