Uno de los proyectos más importantes del Área de I+D+i de Health Time (HT) es la implementación de la impresión 3D en estudios prequirúrgicos de hígado, pulmón y páncreas.
Hemos querido conocer este proyecto a fondo de la mano del responsable de este Área y coordinador de la Unidad 3D Médica de HT, Álvaro Berbís, quien ha puesto de manifiesto los beneficios de utilizar modelos impresos en 3D de tumores operables para la planificación quirúrgica, asociados a la reducción de tiempo de quirófano y mejores resultados clínicos.
Álvaro es Licenciado en Bioquímica por la Universidad Complutense de Madrid y Doctor en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
¿En qué consiste la impresión 3D?
La impresión 3D es un proceso por el cual se fabrica un objeto en 3 dimensiones a partir de un modelo o imagen digital. A partir de la creación y apilamiento de suficientes capas de forma sucesiva de uno o varios materiales, esta tecnología permite crear un objeto tridimensional que constituye una réplica exacta del objeto original.
¿Por qué es útil para la planificación quirúrgica?
La aplicación de reconstrucciones de volumen e impresión 3D de zonas de operación puede ser de gran utilidad para los cirujanos, ya que disponer de un modelo físico les ayuda a ver tridimensionalmente el problema de forma bastante similar a la realidad que se va a encontrar durante el acto quirúrgico.
¿Qué importancia tiene la impresión en tres dimensiones para los procesos quirúrgicos? ¿Existen datos científicos que evidencien dicha relevancia?
Aunque el uso de la impresión 3D para planificación preoperatoria es un concepto relativamente reciente, la evidencia científica a favor de su utilidad es convincente. La impresión 3D ha mostrado utilidad en diversas disciplinas quirúrgicas, como en cirugía maxilofacial, reconstructiva y reparadora, neurocirugía, traumatología y en cirugía cardíaca adulta y pediátrica.
Con la experiencia acumulada, la impresión 3D ha demostrado tener un papel útil en casos quirúrgicos complejos. La utilización de impresión 3D permite disponer de un molde real, a escala 1:1 y específico del paciente a intervenir, lo cual mejora la percepción espacial y de profundidad que tiene el cirujano. Con ello, la literatura médica disponible relata beneficios en la reducción de tiempo de quirófano, reducción de tiempo de estancia en UCI y mejores resultados clínicos obtenidos a través de la valoración prequirúrgica utilizando modelos anatómicos impresos en 3D.
“La literatura médica disponible relata beneficios en la reducción de tiempo de quirófano, reducción de tiempo de estancia en UCI y mejores resultados clínicos obtenidos a través de la valoración prequirúrgica utilizando modelos anatómicos impresos en 3D”
¿Cómo es el proceso completo de transformación de imágenes médicas en modelos 3D y qué profesionales intervienen en él?
El proceso comienza con la adquisición de imágenes médicas del paciente, tal y como se haría de manera normal de forma previa a una cirugía.
Un paso crítico es el postproceso de estas imágenes para generar un modelo imprimible de alta calidad. Para que este modelo sea útil, debe contener una diferenciación clara de los distintos tejidos, vasos arteriales, lesión o lesiones diana de la cirugía y las distintas vías que sean importantes de tener en cuenta en la intervención. Ello posibilita la definición, en el modelo final, de distintos colores o cavidades para poder aportar aspectos diferenciadores a la vista del cirujano. Este proceso es especialmente exigente y requiere la intervención de radiólogos experimentados.
Finalmente, el modelo generado se fabrica en una impresora 3D, utilizando distintas tecnologías de impresión disponibles, según se requiera para cada caso concreto.
Por tanto, la impresión de un modelo anatómico en tres dimensioneses un proceso complejo que involucra a médicos radiólogos, ingenieros y técnicos expertos en impresión 3D.
¿En qué casos o para qué tipo de Pacientes se recomienda la creación de modelos 3D? ¿Deben “cumplir” con ciertas condiciones?
La impresión 3D es aplicable en la valoración preoperatoria de cualquier paciente, y no requiere ninguna preparación adicional por su parte. No obstante, encontramos el máximo potencial de la impresión 3D en las cirugías más complicadas, donde se hace necesaria la correcta valoración de pequeñas lesiones o de estructuras anatómicas críticas, y por tanto se requiere gran precisión.
Por ejemplo, hemos constatado la gran utilidad de esta tecnología para la planificación de cirugías oncológicas hepáticas y torácicas. El hígado es anatómicamente muy complejo, al tener un triple sistema vascular y el sistema biliar. Además, es un órgano donde asienta con mucha frecuencia patología oncológica primaria y secundaria, siendo el tratamiento más efectivo la cirugía. Una planificación prequirúrgica adecuada es vital sobre todo en tumores centrales, que infiltran vasos o que requieren resecciones atípicas. El disponer de un modelo 3D pueda ayudar a evaluar si es posible la resección, la vía de abordaje (laparoscopia o cirugía abierta) y reducir el tiempo operatorio y sus complicaciones. De manera similar, el cáncer de pulmón operable es un reto clínico importante, mejorando significativamente la supervivencia en comparación con otros tratamientos. Por ello, la impresión 3D puede ayudar al cirujano torácico a determinar la resecabilidad de un tumor, establecer si es posible el tratamiento toracoscópico y tener un efecto beneficioso sobre el paciente.
“La imagen es la verdadera ‘materia prima’ con la que se fabrica el modelo 3D. Podemos optimizar la impresión todo lo que queramos, utilizar buenos materiales y muchos colores, y obtendremos una pieza muy bonita y vistosa, pero si no se parte de una imagen bien adquirida y bien procesada, el modelo carecerá de utilidad clínica»
¿Qué relación existe entre la radiología y la impresión 3D?
La imagen es la verdadera “materia prima” con la que se fabrica el modelo 3D. La imagen impone la limitación más importante en todo el procedimiento, ya que, evidentemente, todo lo que no se vea en la imagen no se verá en el modelo impreso.
En otras palabras, la bondad del modelo impreso y su correlación con la realidad serán el resultado de la calidad de la imagen radiológica, por lo que una mejor imagen va a determinar una mayor capacidad en la detección de lesiones.
Podemos optimizar la impresión todo lo que queramos, utilizar buenos materiales y muchos colores, y obtendremos una pieza muy bonita y vistosa, pero si no se parte de una imagen bien adquirida y bien procesada, el modelo carecerá de utilidad clínica.
Obtener imágenes de muy alta resolución espacial y libres de artefactos es, por tanto, de capital importancia para reflejar los pequeños detalles anatómicos, como las estructuras vasculares o biliares secundarias y terciarias de forma fidedigna en las impresiones 3D, o las pequeñas metástasis, cuya no detección puede hacer fracasar el tratamiento quirúrgico.
Nuestros protocolos de imagen combinan secuencias morfológicas (que nos informan de las distintas estructuras anatómicas presentes en una imagen) y funcionales (que son fundamentales para caracterizar y cuantificar la malignidad de las lesiones). El uso de ambos tipos de secuencias nos permite obtener modelos 3D de gran utilidad para la planificación de cirugías oncológicas.
¿Qué opinan los cirujanos que lo han probado?
La acogida de la Unidad 3D Médica ha sido realmente excepcional. Todos los cirujanos con los que trabajamos nos han manifestado que el disponer de las piezas impresas les ha sido de gran utilidad para precisar la localización de las lesiones y planificar el abordaje quirúrgico más adecuado. Nos han transmitido asimismo la excelente concordancia entre los modelos tridimensionales y la realidad.
La percepción general es que disponer de modelos físicos ha dado lugar a una mejor planificación, redundando en menores tiempos de cirugía y menores complicaciones perioperatorias.
Sobre la gran utilidad de los modelos 3D en intervenciones quirúrgicas opinan en este vídeo el Dr. Pedro López Cillero y el Dr. Antonio Luque Molina, especialistas en Cirugía General y Digestiva.
