La impresión 3D está teniendo una adopción cada vez más extendida en el campo médico, con numerosos ejemplos de aplicaciones que ayudan a los cirujanos a planificar con precisión la cirugía estética. Ahora, el potencial de la impresión 3D está siendo examinado por hospitales que tratan a pacientes que luchan por su vida.

La ETZ (Elisabeth-TweeSteden Ziekenhuis) es uno de los once centros de trauma en los Países Bajos. Como el único centro en el país con cirujanos de trauma en el lugar las 24 horas del día, sirve como el lugar principal para pacientes de emergencia en el norte de Brabante. La impresión 3D ya se ha utilizado para visualizar las fracturas óseas, pero los investigadores pioneros creen que también se puede utilizar para ayudar a tratar a los pacientes con traumatismos.

Mike Bemelman, MD, cirujano traumatólogo en ETZ, ya había visto el potencial de la impresión 3D en 2016. Junto con Lars Brouwers, MD, PhD-candidate y Koen Lansink, MD, cirujano traumatólogo, han comenzado a investigar sobre la beneficios y efectividad de la impresión 3D, en comparación con las tecnologías tradicionales y otras nuevas tecnologías. Su idea es la impresión en 3D de las fracturas óseas escaneadas para que tanto los cirujanos como los pacientes tengan una idea clara de cada situación antes de operar.

Antes de la impresión en 3D

Para prepararse para una operación, los cirujanos analizarán las tomografías computarizadas del paciente. Obtener una idea exacta de cada situación es un desafío, incluso para un cirujano experimentado. Las tomografías computarizadas se convierten en una reconstrucción en 3D, lo que permite a los cirujanos examinarla virtualmente en la pantalla de una computadora. Si bien esto ha mejorado la facilidad de comprender cada situación, tiene sus limitaciones: los cirujanos a veces encuentran difícil orientar el modelo y las reconstrucciones 3D se ven en una pantalla 2D, careciendo de una sensación realista de profundidad.

Crear una tomografía computarizada
Crear una tomografía computarizada del paciente

Impresión 3D huesos fracturados

Lars comenzó a utilizar el Ultimaker para imprimir estructuras óseas fracturadas, lo que permite a los cirujanos analizar una fractura no solo mirándola, sino también tocándola y rotándola, lo que le da un importante valor agregado al proceso de planificación de la operación. Utilizando material de soporte de PVA soluble en agua, las geometrías orgánicas complejas se pueden reproducir con precisión con cavidades pequeñas y detalles importantes incluidos.

Adoptando impresión 3D en el proceso

Uno de los desafíos de adoptar la impresión 3D fue encontrar una forma simple y eficiente de convertir archivos DICOM (el formato de archivo propietario de escaneos CT) en archivos 3D imprimibles. Usando Philips IntelliSpace Portal, Lars puede exportar directamente un modelo 3D del escaneo, que puede preparar en Ultimaker Cura y enviarlo al Ultimaker 3 .

Elisabeth-TweeSteden Hospital
Impresión de un modelo tridimensional de una fractura ósea a partir de datos de tomografía computarizada.

Beneficios para el paciente

Después de que el paciente se encuentra en una condición estable, se realiza una tomografía computarizada para que los médicos puedan hacer un diagnóstico. La información de la tomografía computarizada está disponible de inmediato para Lars en el estudio de impresión 3D, donde puede comenzar a imprimir la estructura ósea fracturada del paciente. La impresión en 3D estará lista en un día y los cirujanos la utilizan para planificar la operación y explicar el proceso al paciente antes de que suceda.

Discutiendo el procedimiento
Comunicarse mejor con los pacientes
Nuestro objetivo fue investigar si la impresión 3D puede ser de valor agregado para clasificar las fracturas acetabulares. La conclusión más importante de nuestra investigación es que la impresión 3D tiene un valor agregado.

Resultados de la investigación de Lars

Cuando un paciente tiene una fractura, los doctores analizarán las radiografías o los escáneres de 2DCT y decidirán sobre un tratamiento apropiado. Cuanto mejor sea la comprensión de la situación, con mayor precisión se puede determinar el procedimiento correcto. Los cirujanos llegarán a una solución utilizando un sistema de puntuación de acuerdo, conocido como puntaje kappa. En promedio, los cirujanos con poca experiencia tienen una puntuación kappa de alrededor de 0.2, usando imágenes tradicionales de 2DCT. Los cirujanos con más años de experiencia tienen una puntuación kappa de alrededor de 0.4. Lars investigó el puntaje del acuerdo cuando los cirujanos utilizaron otras técnicas como 3DCT, impresión 3D y visualización de realidad virtual. Utilizando un modelo impreso en 3D, tanto los cirujanos nuevos como los experimentados obtuvieron una kappa de entre 0.6 hasta 0.7, que es la puntuación más alta de todos los métodos.

El sistema de puntuación Kappa
El coeficiente kappa se usa para medir el acuerdo entre cirujanos.

El aumento de la puntuación kappa demuestra el valor agregado de la impresión 3D en el proceso de toma de decisiones. Al realizar esta investigación, Lars espera probar que la impresión 3D puede ser de valor agregado para la satisfacción del paciente, la satisfacción quirúrgica, el tiempo de operación y la calidad de vida relacionada con la salud del paciente.

Descargo de responsabilidad: las impresoras Ultimaker 3D están diseñadas y fabricadas para la fabricación de filamentos fundidos con termoplásticos de ingeniería Ultimaker dentro de un entorno comercial / empresarial. La mezcla de precisión y velocidad hace que las impresoras Ultimaker 3D sean la máquina perfecta para modelos conceptuales, prototipos funcionales y la producción de pequeñas series. Aunque logramos un estándar muy alto en la reproducción de modelos 3D con el uso de Ultimaker Cura, el usuario sigue siendo responsable de calificar y validar la aplicación del objeto impreso para su uso previsto, especialmente crítico para aplicaciones en áreas estrictamente reguladas, como dispositivos médicos. y aeronáutica.