El corazón 3D que ha mejorado la vida de muchos niños en el quirófano

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La impresión 3D puede servir para muchas cosas, como por ejemplo para mejorar las intervenciones quirúrgicas del corazón de los más pequeños. Así lo demuestra el Hospital Virgen del Rocío de Sevilla, que lleva más de un lustro empleando esta tecnología para este fin.

“Muchos de los modelos de corazón se han utilizado para planificar cirugías en niños con malformaciones congénitas severas”, explica Gorka Gómez, ingeniero del proyecto. En este punto, cabe señalar que estamos hablado de un tipo de cirugía “muy complicada” en la que “cualquier herramienta que aporte información es un gran avance”.

«Muchos de los modelos de corazón se han utilizado para planificar cirugías en niños con malformaciones congénitas severas», Gorka Gómez

Como explica Gómez, desde el año 2005 el hospital participa en una iniciativa para desarrollar un software de planificación quirúrgica a partir de imágenes de TAC y Resonancia magnética. “Esta línea de investigación está liderada por el doctor Tomás Gómez Cía, Jefe de Servicio de Cirugía Plástica del Hospital Virgen del Rocío de Sevilla. La idea de empezar a trabajar con impresoras 3D en el hospital surge de él, y en el año 2011 (año en el que yo empiezo a trabajar en el hospital) se da el salto desde la planificación y los modelos virtuales a los modelos físicos fabricados mediante impresión 3D”.

Tus órganos y tu cuerpo, reproducido en 3D

Esta tecnología de impresión 3D se utiliza en prácticamente todas las especialidades quirúrgicas del mencionado hospital, como Cirugía Plástica, Maxilofacial, Neurocirugía, Traumatología, Cirugía Oncológica, Cirugía cardiaca/Cardiología, etc. Pero, tal y como explica Gorka Gómez, los casos “más difíciles requieren de una planificación más compleja y los modelos impresos en 3D aportan una información muy valiosa para los cirujanos”.

«Las operaciones más difíciles requieren de una planificación más compleja y los modelos impresos en 3D aportan una información muy valiosa para los cirujanos», Gorka Gómez

Por tanto, en el Hospital Virgen del Rocío se imprime todo tipo de órganos: mandíbulas, huesos faciales, cráneos completos, manos, pelvis, peronés, pies, hígados e incluso tumores son solo algunos de los ejemplos con los que han trabajado los profesionales del centro.

Es decir, que cualquier especialidad clínica en la que se trabaje con imágenes médicas de los pacientes (TAC o resonancia) es susceptible de beneficiarse de las ventajas que aporta la impresión 3D, según confirman los responsables de este tipo de proyectos del hospital sevillano.

El corazón es la estrella

«Hemos dado soporte para la planificación quirúrgica de cardiopatías congénitas a 15 hospitales de 7 países diferentes. Llevamos realizados más de 50 casos, de los que 40 aproximadamente son niños», Israel Valverde

Sin embargo, como reconoce Israel Valverde, investigador principal del proyecto y pediatra especialista en Cardiología del Virgen del Rocío, han sido los corazones los que han tenido un gran impacto mediático. Algo que es debido a que, según este experto, “hay menos investigadores trabajando en esta área y la complejidad del proceso es mayor”. A ello habría que añadir que “hemos hecho multitud de casos en nuestro centro y en otros centros andaluces, nacionales e internacionales con unos resultados muy satisfactorios”.

Según sus propios números, son más de 1.700 los pacientes a los que se le ha hecho un modelo virtual para planificación quirúrgica en este centro. “En más de 400 de los casos hemos empleado modelos impresos en 3D como soporte a la planificación”.

En el campo concreto de la planificación quirúrgica de cardiopatías congénitas “damos soporte a 15 hospitales de 7 países diferentes, incluyendo Reino Unido, Canadá, Holanda, Italia, Alemania, Líbano y España. Llevamos realizados más de 50 casos, de los que 40 aproximadamente son niños”, asegura Valverde.

La complejidad del detalle en 3D

Pero, ¿para qué sirve que se imprima una réplica exacta de un órgano? ¿Cómo se utiliza la impresión 3D en cirugía?

«Los modelos 3D infantiles son estructuras muy pequeñas donde la resolución y el detalle son fundamentales», Gorka Gómez

El hecho de que se esté empleando la impresión 3D para corazones de niños tiene, por una parte, una complejidad añadida y, por otra, una facilidad frente a la impresión de un órgano de una persona adulta.

Como explica Gómez, un órgano adulto es más complejo de fabricar “porque la impresión necesita mucho más tiempo”, pero la complejidad de los modelos infantiles radica en que “son estructuras muy pequeñas donde la resolución y el detalle son fundamentales”.

Paso a paso: cómo hacer una réplica en 3D

“El trabajo lo tiene que hacer o validar un clínico experto, porque es la clave para que el modelo 3D sea de utilidad”, detalla Gorka Gómez

¿Cómo pueden los médicos hacer una réplica exacta de los corazones? Según explican los responsables del centro hospitalario sevillano, a partir de las imágenes médicas obtenidas mediante TAC o resonancia se reconstruye la anatomía que interesa (hueso, músculo, piel, etc.). “Este trabajo lo tiene que hacer o validar un clínico experto, porque es la clave para que el modelo 3D sea de utilidad”, detalla Gorka Gómez, ingeniero del proyecto.

Este mismo responsable añade que, una vez que se tiene el modelo 3D virtual, “lo procesamos en el ordenador para corregir errores que aparecen en las mallas y diseñar los soportes necesarios para poder imprimir los modelos”.

Tal y como apuntala Valverde, “hemos valorado que la diferencia entre lo que miden las estructuras cardiovasculares en las imágenes médicas y lo que se imprime en 3D tiene una precisión por debajo de 1mm, lo que cumple los requisitos mínimos de precisión que se requieren en la práctica médica”.

En los pequeños detalles está la diferencia

En este sentido, desde el Hospital Vírgen del Rocío confirman que hay un antes y un después tras la utilización de la impresora 3D Witbox 2 de BQ para la impresión de órganos infantiles. “Antes de trabajar con las impresoras de BQ teníamos máquinas menos avanzadas con las que nos era casi imposible imprimir con filamentos flexibles y tampoco conseguíamos los detalles que podemos hacer ahora con las Witbox”, explica Gómez.

«Los cirujanos pueden cortarlos con las mismas tijeras que utilizan en el quirófano», Gorka Gómez

En un primer momento, estos corazones se fabricaban en PLA, algo que no terminaba de satisfacer las necesidades médicas, dado que los cirujanos “necesitan ver el interior del órgano y con los modelos de PLA era complicado acceder al interior”, relata Gorka Gómez, ingeniero del proyecto.

Por eso se hace necesario la impresión de filamentos flexibles, ya que con estos modelos los cirujanos son capaces de cortarlos “con las mismas tijeras y el mismo instrumental que utilizan en el quirófano (bisturí y tijeras)”, detalla este experto.

Estos filamentos flexibles también permiten que los cirujanos puedan dar puntos de sutura, probar parches y testear dispositivos que luego emplean con los pacientes en el quirófano.

Menos tiempo, más seguridad

Gracias al uso de estas réplicas, los profesionales sanitarios reducen el tiempo de intervención en quirófano, aunque este tiempo de ahorro es difícil de medir porque cada caso es único.

«Se elimina el probar diferentes estrategias de corrección quirúrgica durante el tiempo de circulación extracorpórea y parada cardiaca», Gorka Gómez

No obstante, cuando el cirujano se enfrenta al problema que tiene que resolver “ya sabe lo que se va a encontrar, ya lo ha tenido antes en las manos y conoce las relaciones espaciales y la anatomía del paciente. Se elimina, por tanto, el probar diferentes estrategias de corrección quirúrgica durante el tiempo de circulación extracorpórea y parada cardiaca. Se va directamente a aplicar la corrección quirúrgica óptima a cada caso”, concluye Gómez.

Dado que los cirujanos acuden al quirófano habiéndose enfrentado antes al problema, también lo hacen con una mayor dosis de seguridad. “La imagen médica es una herramienta fundamental, pero a veces hay relaciones espaciales muy complejas que son difíciles de visualizar en la pantalla del ordenador. Los modelos 3D hacen de puente entre las imágenes en la pantalla del ordenador y la realidad en la mesa de quirófano”, en valoraciones del ingeniero del proyecto.

Es precisamente esta posibilidad de fabricar “modelos personalizados para ayudar a los cirujanos a tener éxito en la cirugía de su próximo paciente” lo que Gorka Gómez e Israel Valverde más valoran de esta tecnología.

Lo que podemos esperar en el futuro

Pese a todas las posibilidades y uso que ya se le está dando a la impresión 3D en el campo sanitario, lo cierto es que las aplicaciones prácticas de esta tecnología no han hecho más que empezar, por lo que aún queda mucho camino de mejora.

¿Cómo puede evolucionar esta tecnología para el beneficio de la medicina y de los pacientes? Según Gorka Gómez, “mejorando la precisión y la fiabilidad de la tecnología”, además de con la aparición de nuevos materiales “que permitan resolver nuevos retos y preguntas que todavía no podemos abordar”.

Este experto considera que es importante que esta tecnología sea coste-efectiva para los sistemas sanitarios “porque de nada sirve si sólo puede llegar a pacientes con alto poder adquisitivo. Nuestro objetivo es que sea aplicable a cualquier paciente que lo necesite independientemente del país donde viva o si su cobertura sanitaria es privada o pública”.

«En muchas ocasiones, como en el caso del Hospital Virgen del Rocío, son los propios profesionales los que nos sorprenden dando usos a la impresión 3D que nunca hubiéramos imaginado», Rodrigo del Prado

Cabe señalar que BQ y el Hospital Virgen del Rocío tienen un acuerdo de colaboración por el que BQ ha cedido una de sus impresoras Witbox 2 al centro.

La tecnológica española BQ considera que la impresión 3D va a revolucionar la manera en la que concebimos las profesiones. «En muchas ocasiones, como en el caso del Hospital Virgen del Rocío, son los propios profesionales los que nos sorprenden dando usos a la impresión 3D que nunca hubiéramos imaginado«, explica Rodrigo del Prado, Director adjunto de BQ.

“En el futuro nos gustaría ampliar esta colaboración para colaborar en el desarrollo de nuevas impresoras o proyectos de investigación en el área clínica”, afirma Gorka Gómez.

Y aunque también se están desarrollando máquinas con una precisión milimétrica superando la habilidad humana, Israel Valverde explica que la intervención humana sigue siendo necesaria porque “es difícil superar la capacidad que tenemos las personas de resolver problemas no planificados. Los robots y las impresoras pueden hacer mejor que una persona una tarea programada, pero cuando se enfrentan a una situación imprevista la capacidad del cerebro para ofrecer soluciones a estas situaciones no es comparable”.

[[Disclaimer: Ofrecido por BQ]]