En los albores del siglo XXI años se ha consolidado una técnica industrial, que se basa en la reconstrucción, con resinas sintéticas, de modelos físicos cotidianos, utilizando impresoras 3D. Con este procedimiento es posible reproducir, de manera rápida y en serie, elementos arquitectónicos, piezas mecánicas de recambio, ornamentos, bancos, estatuas, y cualquier cosa que podamos imaginar, siempre que se cuente con las impresoras adecuadas (www.exovite.com).
La Medicina es la que más se ha beneficiado de esta novedad tecnológica y es en esta rama de la Ciencia donde las aplicaciones de la impresión 3D están siendo más demandadas. Por ejemplo, en ORL la mayoría de los audífonos que se utilizan actualmente ya se fabrican mediante impresoras 3D.
También en odontología y cirugía maxilofacial es muy solicitada esta técnica para elaborar modelos físicos de la dentadura de una persona o incluso para la sustitución de la mandíbula entera, cuando ha sido destruida por un tumor invasivo o un traumatismo craneo-facial grave. Orejas, ojos y narices biónicas que reproducen, de manera fidedigna, a las originales, son otra de las indicaciones de la impresión en 3D.
En traumatología y ortopedia se utilizan impresoras 3D industriales para reconstruir cualquier hueso del esqueleto y sustituir al original. Las tradicionales férulas de escayola también están siendo sustituidas por otras sintéticas, más funcionales, que se adaptan perfectamente a la extremidad lesionada.
La reconstrucción en 3D también es muy demandada en la vertiente comercial de la Obstetricia. Las madres gestantes ya no se conforman con contemplar un vídeo de su hijo, en la pantalla de un ecógrafo 4D. Con la impresión en 3D ya pueden tener y tocar una pequeña reconstrucción del feto adulto, en PoliMetilMetacrilato, con la misma resolución que si de una muñeca se tratase.
En el campo de los trasplantes, se está trabajando en la reconstrucción 3D de cualquier órgano del cuerpo humano, como el riñón, el corazón o el hígado, aunque los resultados, en este campo se harán esperar, por la mayor complejidad de estos órganos, comparados con los huesos.
En Neurorradiología y Neurocirugía también se recurre a las impresoras 3D con mucha frecuencia, para crear modelos físicos de los huesos del cráneo que serán utilizados por los neurocirujanos para sustituir los originales destruidos por un tumor o un traumatismo.
En la mayoría de los procedimientos quirúrgicos craneofaciales el hueso del cráneo que se extirpa en una craniectomía se guarda en el Banco de Huesos para implantarlo al cabo de un tiempo, cuando el proceso ya se ha curado (extirpación de un tumor cerebral, cranioplastias descompresivas, o traumatismos craneales) (Figura 1).
La Medicina es la que más se ha beneficiado de esta novedad tecnológica y es en esta rama de la Ciencia donde las aplicaciones de la impresión 3D están siendo más demandadas. Por ejemplo, en ORL la mayoría de los audífonos que se utilizan actualmente ya se fabrican mediante impresoras 3D.
También en odontología y cirugía maxilofacial es muy solicitada esta técnica para elaborar modelos físicos de la dentadura de una persona o incluso para la sustitución de la mandíbula entera, cuando ha sido destruida por un tumor invasivo o un traumatismo craneo-facial grave. Orejas, ojos y narices biónicas que reproducen, de manera fidedigna, a las originales, son otra de las indicaciones de la impresión en 3D.
En traumatología y ortopedia se utilizan impresoras 3D industriales para reconstruir cualquier hueso del esqueleto y sustituir al original. Las tradicionales férulas de escayola también están siendo sustituidas por otras sintéticas, más funcionales, que se adaptan perfectamente a la extremidad lesionada.
La reconstrucción en 3D también es muy demandada en la vertiente comercial de la Obstetricia. Las madres gestantes ya no se conforman con contemplar un vídeo de su hijo, en la pantalla de un ecógrafo 4D. Con la impresión en 3D ya pueden tener y tocar una pequeña reconstrucción del feto adulto, en PoliMetilMetacrilato, con la misma resolución que si de una muñeca se tratase.
En el campo de los trasplantes, se está trabajando en la reconstrucción 3D de cualquier órgano del cuerpo humano, como el riñón, el corazón o el hígado, aunque los resultados, en este campo se harán esperar, por la mayor complejidad de estos órganos, comparados con los huesos.
En Neurorradiología y Neurocirugía también se recurre a las impresoras 3D con mucha frecuencia, para crear modelos físicos de los huesos del cráneo que serán utilizados por los neurocirujanos para sustituir los originales destruidos por un tumor o un traumatismo.
En la mayoría de los procedimientos quirúrgicos craneofaciales el hueso del cráneo que se extirpa en una craniectomía se guarda en el Banco de Huesos para implantarlo al cabo de un tiempo, cuando el proceso ya se ha curado (extirpación de un tumor cerebral, cranioplastias descompresivas, o traumatismos craneales) (Figura 1).
FIGURA 1) Tomografia Computarizada. Reconstrucción Volume Rendering. Aquí se ha utilizado el propio hueso del paciente como cranioplastia.
Pero en ocasiones, cuando se produce una fractura craneal conminuta, el cirujano se ve obligado a eliminar y desechar los pequeños fragmentos óseos y tiene que que sustituir el hueso extirpado por una plastia artificial de material plástico o de titanio. Las más utilizdas son de dos componentes: las de titanio, que son rígidas (se comercializan en forma de planchas planas o curvas que el cirujano tiene que recortar a la medida con unas tijeras)(Figura 2) y las de polímeros, como el PoliMetilMetacrilato (PMMA).
FIGURA 2) La malla de titanio, recortada de manera artesanal, sobresale ligeramente por fuera de los bordes de la craniotomía.
El de las tijeras, es un procedimiento un tanto rudimentario y de poca precisión y además cuando la malla implantada es plana, se nota en el contorno de la cabeza y eso se traduce en un defecto estético visible a simple vista (cabeza plana) que despierta la curiosidad de la gente e incomoda al portador de la plastia, porque no puede pasar desapercibido (Figuras 3).
Algunas cranioplastias no se ajustan bien y se sueltan de los bordes óseos y hay que volver a intervenir al paciente para sujetarlas. Para evitar estos inconvenientes lo mejor es hacerlas a medida para cada persona, pero...... ¿cómo?
Afortunadamente mediante la técnica de impresión 3D es posible fabricar piezas de cranioplastia
artificiales que se acoplan perfectamente a los bordes óseos de la craniectomía
y reproducen las ondulaciones de la región anatómica donde se van a
colocar con tanta precisión que una vez implantadas, no se nota la diferencia
con el hueso normal, a simple vista.
Esta técnica de reconstrucción se denomina Estereolitografía. Ahora bien para poder reproducir un hueso del cráneo es necesario realizar una Tomografía Computarizada previa, porque sin los datos que proporciona la TAC, la impresora 3D sería un instrumento inservible. Así que, para cualquier reconstrucción 3D se necesita contar con un Escáner Multicorte y una industria de impresión 3D a donde enviar el resultado de la exploración, para que ellos reproduzcan el modelo. Actualmente no se puede montar en un Servcio de Radiodiagnóstico una infraestructura de impresión 3D, porque sería muy cara.
Por tanto, cuando los neurocirujanos
necesitan una cranioplastia artificial a medida, primero deben solicitar una petición de
Tomografía Computarizada Helicoidal para Estereolitografía. Es una exploración
sencilla de realizar, siempre que se cuente con un Escáner Helicoidal capaz de
realizar cortes de 1 milímetro de grosor. El volumen (284 cortes de 1 mm de
grosor, para todo el cráneo) se graba en un CD o DVD. Posteriormente el disco con la
información será enviado al proveedor elegido por el Hospital para que
fabrique la cranioplastia. Y cuando la haya finalizado la remitirá al Servicio de Neurocirugía
para que los cirujanos puedan implantarla. Esta técnica reparadora tan
compleja no sólo se realiza en Neurocirugía sino también en Cirugía Maxilofacial
y Traumatología.
A continuación exponemos los
requisitos técnicos que debe programar el Técnico para que este proceso tan laborioso
resulte un éxito.Lo mejor es tener un protocolo preparado para estas ocasiones.
PROTOCOLO DE ADQUISICIÓN DE
TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA PARA ESTEROLITOGRAFÍA CRANEAL
- Aparato: Cualquiera de los escáneres multicorte existentes en el mercado. (Aquilion 64 y LightSpeed 16, en nuestro Hospital)
- Posición del Paciente: Supino.
- Colocación de la Cabeza: Sobre el reposacabezas recto. La linea que pasa por el plano oclusal, (de la dentadura) debe ser perpendicular a la mesa del Escáner.
FIGURA 4) La cabeza se coloca sobre el cabezal levantando la barbilla, al contrario de lo que se hace en una Adquisición Helicoidal estándar que se baja la barbilla todo lo que se pueda. Se toma como referencia la línea oclusal de los dientes, que debe ser perpendicular a la mesa de exploración.
- El paciente debe permanecer completamente inmóvil durante el periodo de adquisición de datos (15 a 20 segundos). Si, por cualquier motivo se mueve, la exploración resultaría inservible y, por ese motivo, habría que repetirla de nuevo.
- Cuando hay que reparar anomalías craneales muy grandes la adquisición debe abarcar desde el paladar duro hasta el vértex, la totalidad del cráneo.
- Por el contrario, cuando el defecto es más pequeño (el hueco de una craniectomía) es suficiente con realizar la adquisición dos centímetros por debajo y otros dos por encima de los bordes caudal y craneal de la craniotomía.
- Al acabar la adquisición se graba el volumen completo en un CD. Debe hacerse en el estándar DICOM y sin utilizar algoritmos de compresión de imágenes como (JPEG o PNG). Los datos incluidos en este CD serán enviados al fabricante con el que tenga concierto el Hospital, para que con ellos pueda reproducir la malla a medida de la cabeza del paciente. Y aquí finaliza el trabajo del Técnico. Sencillo pero metódico, porque si no se cumplen todos los requisitos compatibles con la impresora 3D habrá que repetir la exploración.
- Adquisición Helicoidal.
- FOV: 25 x 25 cm
- Angulación del Gantry (Gantry Tilt): 0 grados.
- Grosor de corte (Slice Thickness): 1 mm
- Intervalo entre corte y corte (Spacing): 1mm
- Algoritmo de cerebro (H 30 Siemens) (No sirve el de hueso)
- MaS: 120-150 miliamperios (Bajo Miliamperaje)
- KVp: 120 Kilovoltios.
- Pitch: 1:1
BIBLIOGRAFÍA:
1) http://www.ceeiaragon.es/empresa-detalle/152/exovite/
2) http://www.exovite.com/el-sistema-de-exovite/
3) http://www.elmundo.es/economia/2015/07/09/559e5e38e2704ea33d8b4580.html.
4) http://www.expansion.com/economia-digital/companias/2016/01/16/5698dcaaca4741684b8b4592.html
Servico de Radiodiagnóstico (Neurorradiología).Hospital Universitario Miguel Servet (HUMS) Zaragoza.Spaiñ
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