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La sociedad médica, incluyendo a los cirujanos y sus equipos de apoyo profesional han depositado su confianza para realizar su planificación prequirúrgica en el equipo de imagenología: los rayos X, la tomografía computarizada (TC) y los datos de imágenes de resonancia magnética (RM).
Estas herramientas de diagnóstico han brindado al sector salud una vista que no se había tenido antes, lamentablemente, en algunos casos la resolución y la perspectiva 2D de estas imágenes pueden dificultar la determinación de todos los detalles de la geometría anatómica. Las anomalías sutiles y críticas o las geometrías ocultas pueden pasar desapercibidas al ver películas planas y pantallas digitales, causando quizá una complicación mayor durante cirugía.
Para el propósito de evitar errores por deficiencia en las imágenes 2D, viene la tecnología 3D para salvar el día. Pero ¿Cómo se convierten los datos de la TC y la RM del paciente en un modelo impreso en 3D único que puede sostener en la mano? ¿Cómo segmenta las áreas de interés para un análisis o modelo quirúrgico en particular? Este blog describe los pasos necesarios para lograrlo:
- Adquisición de datos de la anatomía del paciente: Imagenología
Todos los equipos para trabajar un modelo impreso 3D, debe antes trabajar de una manera que se pueda recuperar un modelo digital en 3D. Los principales equipos de imagenología en 3D para una impresión 3D incluyen la serie de radiografías conocidas como tomografías computarizadas, datos de resonancia magnética y, en menor medida, angiografía por tomografía computarizada (ATC) y angiografía resonante magnética (ARM). Cada enfoque tiene pros y contras y, por lo tanto, debe adaptarse a la anatomía y al uso final adecuados.
Ya sean generados por equipos de tomografía computarizada o resonancia magnética, los datos de imágenes anatómicas se almacenan en archivos digitales de acuerdo con el estándar de imágenes digitales y comunicaciones en medicina (DICOM). Dos aspectos de este estándar son relevantes para la impresión 3D de modelos médicos: los archivos DICOM incluyen información protegida y específica del paciente y los datos de las imágenes individuales deben fusionarse y convertirse en un modelo sólido, con las áreas de interés definidas y divididas.
La segmentación implica dividir una imagen digital en distintos conjuntos de píxeles, definir regiones como órganos, huesos, vasos sanguíneos, tumores, etcétera, respecto a su densidad, y luego agrupar y combinarlas en un modelo 3D guardado como un archivo STL. Este formato no solo ofrece información más significativa que una pila de imágenes separadas, sino que luego se puede exportar para impresión 3D.
- Impresión 3D a partir del archivo STL
Con el archivo STL generado, se agrega al software de la impresora 3D para hacer las últimas configuraciones. Para la impresora de anatomía digital J750 en particular (una de las impresoras más especializadas para salud), los usuarios que la utilicen pueden asignar a cada una de las anatomías su característica, por ejemplo, si son: musculoesqueléticas, cardíacas, vasculares, para luego elegir materiales y propiedades detallados y pre-asignados para imprimir modelos cuya respuesta táctil o con el instrumental médico simule el comportamiento biomecánico real.
Las regiones impresas con características cardíacas flexibles permiten practicar con cortes, suturas y parches, mientras que los modelos vasculares huecos apoyan el entrenamiento con cables guía y catéteres. Los modelos de anatomía general pueden replicar tumores encapsulados y no encapsulados, mientras que se pueden crear estructuras óseas que sean osteoporóticas y/o que incluyan regiones que apoyen el roscado, el escariado y la inserción de tornillos.
La tecnología 3D ha ido incrementando, si quieres conocer más acerca de la segmentación médica visita nuestro curso: Curso de procesamiento 3D de imágenes médicas con Mimics o si te interesa más la parte de impresión 3D puedes conocer nuestro curso: Curso de Modelos Anatómicos en 3D
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