La Universidad de Burgos ha presentado un protocolo para la impresión 3D de modelos anatómicos con fines médicos y educativos. Utilizando solo herramientas libres, expertos en informática, ingeniería y ciencias de la salud crearon una metodología paso a paso para transformar archivos DICOM en archivos STL, listos para su impresión. El estudio es una propuesta exitosa por democratizar la tecnología al crear una solución de alta fidelidad con software de bajo coste.
Desde hace tiempo la impresión 3D se ha aprovechado para crear modelos anatómicos que ayudan a planificar intervenciones quirúrgicas. Los modelos anatómicos son realmente fieles a las características del paciente pues se basan en sus propias tomografías computarizadas (TC) y/o resonancias magnéticas (RM). Esos datos son de un formato estándar para su transmisión entre hardware con fines médicos, el formato DICOM. Aunque teóricamente convertir esos datos a un formato compatible con la impresión 3D es sencillo, la práctica no lo es tanto. Los expertos se enfrentan a incoherencias en la precisión de la segmentación, pérdida de detalles anatómicos finos, además de que son procesos que se realizan en softwares con licencias costosas y con una curva de aprendizaje grande. Por ello, los investigadores de la Universidad de Burgos decidieron crear “un protocolo de código abierto, robusto y validado para la conversión precisa y eficiente de imágenes DICOM en modelos STL de alta fidelidad adecuados para la impresión 3D”.
a) vértebra impresa con la impresora 3D Ender-3; b) vértebra impresa con la impresora Artillery Sidewinder X2.
El protocolo consiste en una serie de pasos a seguir para llegar a una conversión fiel a través de parámetros en software libre. En específico, los softwares 3D Slicer y Ultimaker Cura. La primera parte del protocolo está enfocada en convertir un archivo con formato DICOM a STL y la segunda parte se enfoca en convertir ese archivo STL a G-code. Los investigadores aseguran que su propuesta hace más fácil el proceso, consiguiendo modelos anatómicos con una estructura verdaderamente fiel y que además se pueden personalizar dependiendo de la aplicación.
Eficacia del protocolo
La metodología que proponen los investigadores de la Universidad de Burgos está fundamentada en tres estudios de caso reales. Siguiendo su protocolo, los investigadores pudieron convertir e imprimir en 3D una vértebra, una mandíbula inferior y un tumor cerebral. En el artículo se presentan paso a paso estos tres casos incluyendo los retos, las limitaciones y el potencial del método. “Cada fase está diseñada para maximizar la precisión, eficiencia y personalización del modelo final, permitiendo la creación de modelos anatómicos complejos con materiales seguros para uso médico. Este protocolo es especialmente útil por su accesibilidad y versatilidad, ofreciendo una solución eficaz para su aplicación en diversos contextos clínicos y educativos”, declaran los investigadores.
Datos de muestra DICOM de una cirugía dental
La mayor contribución del protocolo es sin duda su enfoque en herramientas de libre acceso. Es una metodología que se puede aprovechar en espacios clínicos con recursos limitados, pero también en contextos educativos y de investigación. En el futuro, este estudio pretende ampliar su adaptación a diversas impresoras 3D y materiales y también integrar la inteligencia artificial. El protocolo se publicó en la revista Journal of Personalized Medicine y se puede leer de forma libre. Si estás interesado en consultar el protocolo y el artículo completo, haz clic aquí.
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*Créditos de todas las imágenes: Malena Pérez Sevilla, Fernando Rivas Navazo, Pedro Latorre Carmona y Darío Fernández Zoppino.