Dr. Jonathan M. Morris, Director Médico, Unidad para Modelado Anatómico: A menudo me oyen decir que una imagen vale más que mil palabras y que un modelo vale más que mil imágenes. Esta tecnología realmente se centra en los pacientes. La impresión en 3D ha cambiado lo que podemos hacer por ellos y cómo lo hacemos. Ha abierto nuevas vías de tratamiento que antes no eran posibles. Y todo empezó hace casi 20 años.
El primer caso que nos llevó al camino de la impresión en 3D fue el de unas gemelas unidas. Había unas niñas conectadas por el abdomen y el pecho. El cirujano y el radiólogo iban a trabajar para intentar comprender la anatomía, porque finalmente íbamos a tener que intentar separarlas. ¿Compartían el hígado? ¿Compartían los intestinos? Entonces uno de los cirujanos dijo: ¿podemos hacer una copia física de su hígado? Y dijeron, bueno, ¿por qué no lo imprimimos en 3D? Entonces, el primero que hicimos, lo subcontratamos y resultó que no parecía un hígado. Así que trabajamos con el Departamento de Ingeniería para crear algunos de los primeros modelos impresos en 3D. Fue la primera vez que un grupo de cirujanos pudo sostener en sus manos el hígado de un paciente fuera del cuerpo. Hubo varios cirujanos de diferentes subespecialidades que tuvieron que hablar sobre lo que iban a hacer y usaron el modelo como vehículo de comunicación, de una manera que no se puede lograr con una imagen en 2D. Ahora tenemos este nuevo método entre nuestros recursos. Nuestra misión es brindar atención médica de la mejor calidad, y hay una gran cantidad de pacientes que tienen problemas realmente complejos que la impresión 3D ayuda a resolver. Ese hígado impreso en 3D fue el catalizador que llevó a lo que somos hoy.
Dr. Eric J. Moore, Cirujano de cabeza y cuello, Presidente de Otorrinolaringología: El laboratorio de impresión 3D era un espacio que parecía un armario, y ahora es este hermoso sexto piso del hospital. Realmente, es casi surrealista. Entras y ves modelos completos del tórax con el corazón, y todos los vasos sanguíneos que se expanden.
Dr. Basel A. Sharaf, D.D.S., Cirujano plástico y reconstructivo: Tenemos suerte de contar con una de las mejores instalaciones de impresión 3D del mundo de la que hablamos como un lugar de atención médica. Es decir, es un lugar de atención médica para los pacientes. Estás haciendo esto en el hospital. Creo que esto es exclusivo de Mayo Clinic.
Dr. Peter S. Rose, Cirujano de tumores ortopédicos: El laboratorio de impresión 3D está abierto en el hospital, por lo que no está fuera de la sede. Como cirujano, camino hasta allí entre un caso y otro. Voy allí mientras se pasa visita para revisar las cosas.
Dr. Morris: Se puede ver que hay un tumor grande. Se puede ver lo íntimamente que los vasos están colocados sobre el frente del tumor. Derecha.
Dr. Rose: El mayor problema para nosotros al extraer esto quirúrgicamente radica en los vasos. Entonces, ¿qué vemos sobre la relación con la aorta y la cava?
Dr. Morris: Se realizará algún tipo de estudio por imágenes radiológicas en el 90 % de los pacientes que acuden a Mayo Clinic. De esos estudios por imágenes, podría haber 13 000 imágenes, 13 000 imágenes y cuatro fases diferentes en que se observan las arterias, venas, tumores, uréteres, toda esta información. Un ingeniero deberá segmentar cada corte a fin de hacer un modelo impreso en 3D. Probablemente hagamos unos 3000 modelos al año. Cada una de estas salas de impresión hace algo diferente. Esta impresora realiza impresiones a base de polvo. Cada capa se fue colocando sobre otra capa. Y luego entró una nueva capa de polvo. Después fue bajando y repitiendo la tarea una y otra vez hasta que obtenemos un objeto tridimensional. Estas impresoras son otra tecnología, la puedes imaginar como una pistola de pegamento caliente, haciendo un círculo y luego otro y luego otro. Así podrías empezar a construir un objeto 3D. Esta es otra tecnología de impresión. Usamos esto para hacer modelos anatómicos a todo color, si queremos algo en color, que tenga múltiples partes pequeñas como esta, que tenga múltiples vasos pequeños como estos vasos de la arteria pulmonar, o si queremos construir módulos de capacitación como este árbol bronquial, rodeado por todos los ganglios linfáticos a su alrededor. Mi objetivo es ayudar a evitar el sufrimiento de otro ser humano. Esta tecnología puede brindar mejores cuidados a un mayor número de personas.
Dra. Maria Peris Celda, Neurocirujana: Sería genial si pudiéramos extraer una parte del área posterior del cráneo. Sí, para ver mejor el tumor. Solo hacer eso. Oh, sí, me gusta que hayan extraído la primera vértebra cervical, porque ese es el abordaje del que vamos a hablar con el paciente. Eso es realmente útil.
Cada tumor es diferente. Por ejemplo, podemos ver que este realmente está en el centro de la base del cráneo. Por tanto, es un tumor de difícil acceso. Existe la posibilidad de un abordaje por la nariz, pero también por el costado, esto era importante para decidir qué era mejor para el paciente. Pude tocar y sentir en tamaño real el tumor y ver la anatomía. Eso realmente ha cambiado mi práctica.
Ingeniero: Aquí está el modelo en 3D. Se puede ver que el tumor se acerca al frente de su cara.
Dr. Moore: Nuestra planificación es mucho mejor. El modelado tridimensional ha eliminado todas las conjeturas y ha hecho que el proceso sea mucho más preciso. Estas son operaciones realmente largas. Solíamos tener que extirpar el tumor, limpiar nuestros márgenes, visualizar el defecto, medir todo lo extraído del peroné. Extraerlo. Cortarlo. Ver si encaja. Con este modelado preciso, uno de nosotros extirpará el tumor. El otro extraerá el peroné. En realidad, se corta eso en su lugar mientras la pierna todavía está conectada, estos vasos sanguíneos todavía están conectados para que tan pronto como se extraiga el tumor, todo esté listo. Así se reduce en varias horas el tiempo que el paciente pasa en la mesa de operaciones, y tiene que recibir menos líquido intravenoso, lo que lleva a una recuperación mucho más rápida.
Dra. Peris Celda: Cada modelo es un caso. Pero no es solo un caso. Es un paciente con una familia. ¿Qué temían y qué les angustiaba?
Dr. Moore: El modelo realmente nos ayuda a comprender con exactitud dónde está el tumor. Es como un tremendo esquema tridimensional. Y esto nos permite al doctor Price y a mí hacer estos cortes realmente precisos.
Dr. Daniel L. Price, Cirujano de cabeza y cuello: Así es como vamos a recomponerlo. Entonces, ya sabes, este es el hueso de tu pierna que vamos a cortar y doblar para darle forma y reconstruir el hueso de la mandíbula. Y luego vamos a colocar tres implantes allí para poder poner los dientes. Así podemos hacer que vuelvas a masticar.
Paciente: Sí. Pero eso parece un muy mal negocio. Sacas siete. Solo me devuelves tres.
Dr. Rose: Existen enormes incertidumbres para los pacientes. Y eso genera ansiedad. Muchos de los pacientes que nos remiten tienen tumores muy raros y posiblemente no los comprendan bien. La capacidad de sentarse con ellos con un modelo que muestra su anatomía exacta puede ser muy valiosa para generar confianza y comodidad a medida que avanzan en el tratamiento de un tumor raro.
Esposa del paciente: ¿Podría ver el producto terminado?
Dr. Price: Entonces ese es el hueso de la pierna.
Dr. Sharaf: Una cosa es mostrarles una tomografía computarizada o un diagrama, pero en realidad esta es una comunicación a otro nivel. Cuando ven su propio modelo impreso en 3D, podemos decirles: esto es lo que haremos por ustedes. Estos son los huesos que tenemos que mover y esta es la simetría que intentamos establecer, lo que le aporta mucha claridad al paciente.
Esposa del paciente: Ese modelo es asombroso. Poder ver todo eso.
Dr. Moore: Sí, ¿no es increíble?
Dra. A. Noelle Larson, Cirujana ortopédica: Hola. ¿Cómo estás, Olive? Cada vez que abro una puerta y entro a un consultorio, veo que me espera una familia con la enorme expectativa de que yo haga algo para ayudar a su hijo. Parece que tu curva ha avanzado un poco en los últimos meses, así que me alegro de que ya lo tengamos programado. Se está convirtiendo en el tipo de escoliosis que podría causar problemas en el futuro. Les digo a mis pacientes que Mayo tiene uno o más de cada cosa, y eso realmente nos permite aprovechar el conocimiento, las técnicas y la tecnología para realizar cirugías que no son posibles en otros lugares. Mayo realmente ha sido un líder a nivel nacional en este campo. Mientras duermes, hacemos una incisión en la espalda. La incisión es algo así, desde arriba hacia abajo, y apartamos músculos y colocamos varillas y tornillos en la espalda. Y luego conectamos los tornillos a las varillas y colocamos la columna vertebral en una posición más recta.
Son pacientes únicos y con una deformidad que probablemente sea diferente a la de cualquier otro niño en el mundo. Tener un modelo personalizado es esencial. Al final del procedimiento, hacemos que el hueso quede áspero, y eso engaña al cuerpo para que piense que tuvo una fractura, lo que desencadena toda una cascada de cicatrización ósea. Luego, todas las áreas que cruzan las varillas sanan hasta formar una lámina sólida de hueso.
Dr. Rose: El modelado 3D personalizable es increíblemente útil al operar a niños pequeños porque en un estudio por imágenes, todas las tomografías computarizadas parecen del mismo tamaño. Pero en la vida real, la anatomía de los niños es muy diferente. El modelo impreso en 3D de un niño verdaderamente permite visualizar la anatomía a la que vas a enfrentarte.
Dr. Morris: A medida que ampliamos el uso clínico de la impresión en 3D, los cirujanos acudieron a nosotros porque querían instrumentos para simulación. Estaba claro que solo podíamos alcanzar un cierto nivel de fidelidad, y pensé que necesitábamos a alguien que tuviera este conjunto de habilidades y que estuviera fabricando accesorios de efectos especiales para la industria y que conociera el moldeado en uretano y en silicona, la pintura con silicona y el moldeado en vivo. No existe ninguna descripción del puesto para ingeniero de efectos especiales en una organización de 70 000 empleados. Y tuvimos la suerte de que Christian Hanson, que había trabajado en la industria de efectos especiales, se postulara. Desde entonces, hemos estado creando estos simuladores hechos a medida.
Christian Hanson, Ingeniero de simulación: Siempre me han gustado los efectos especiales. Efectos de maquillaje desde la escuela secundaria, ya sabes, me dediqué a la escultura, compré algunos libros sobre cómo hacer máscaras y maquillaje protésico y cosas así. Cuando era niño tenía calaveras de plástico y continuamente las miraba fijamente. Siempre me ha fascinado el mundo de los efectos del maquillaje. Eso es lo que siempre me ha apasionado. Intento poner tanto detalle, tanto realismo. Estoy constantemente intentando capturar la calidad del tejido, el aspecto de la grasa y del músculo. Este modelo es un buen ejemplo de cómo utilizamos la impresión 3D a todo color y la pintura digital para replicar una superficie realista del interior de la cavidad torácica. Es una combinación de realismo visual y también de tratar de entender la forma en que el tejido se moverá y se sentirá. La mayor parte de este enfoque no es realmente una forma estandarizada de construir un modelo. Así que estamos inventando algo a medida que avanzamos para superar los límites de lo que es posible.
Dr. Morris: Esto es piel moldeada en silicona, asentada en una base impresa en 3D. Lo que verá el cirujano es su exterior. Se armará así y, luego, se lo colocará en esa cavidad. Entonces, el cirujano verá que todo esto estará completamente cubierto. Luego, el cirujano introducirá la mano en la cavidad torácica y tendrá que detener el sangrado u otro traumatismo pulmonar para el que construimos esto.
Dr. Price: Aquí tenemos un simulador para coser dos vasos sanguíneos. Tenemos que asegurarnos de hacerlo perfectamente cuando lo hagamos en el quirófano. La mejor manera de hacerlo es tener mucha experiencia, y podemos adquirirla sin ningún riesgo practicando estos procedimientos.
Dr. Moore: Realizamos un programa de simulación cada año con los nuevos médicos residentes. Un cirujano practicará y perfeccionará las cirugías tal vez cien veces, antes de realmente llevarlas a cabo en un cuerpo humano.
Dr. Price: Me doy una C+ porque tenemos ese pequeño doblez aquí. Como tú te das una A+ por cada una de estas suturas de longitud bastante pareja. Vamos a tener un paciente con un tumor que ha tomado la mayor parte de la mandíbula superior. Tenemos que extirpar ese tumor, o sea, hay que extraer la mitad de la mandíbula superior. Eso reconstruimos con hueso de la pierna. Así que vamos a tomar el hueso de su pierna y doblarlo para darle la forma del hueso maxilar superior. Luego, coseremos la arteria de la pierna a una del cuello para nutrir el hueso. Este es un simulador que imita esa parte del procedimiento, lo que es fundamental para tener éxito.
Dra. Peris Celda: Imagino que la impresión en 3D será cada vez más común. Ayudará a avanzar la ciencia, y ayudará a avanzar la neurocirugía. Hay un mejor resultado. Y eso es lo que todos queremos. Queremos el mejor resultado para nuestros pacientes. Este es el modelo que miramos antes de la cirugía. Y este es el tumor que extirpamos.
Paciente: Hace más fácil ver exactamente qué aspecto tiene. Es difícil imaginar cuando solo estoy mirando la resonancia magnética. Así que sí, es realmente útil ver que el modelo era bastante impresionante, poder ver todo y dónde estaba el tumor, lo grande que era. Creo que realmente ayudó a ponerlo en perspectiva. Mirar el modelo definitivamente lo hizo más real.
Dra. Peris Celda: Este es el tumor que vimos en el modelo. Y aquí vemos, después de la resección del tumor, cómo la médula espinal y la parte inferior del cerebro realmente se expandieron.
Paciente: Me siento bastante bien en realidad. Sorprendentemente, bastante bien, en camino a la recuperación. Definitivamente ya pasé por la peor parte. Creo que extirpar ese tumor fue clave. De ahora en adelante solo queda la recuperación.
Dr. Morris: Desde aquel caso de las gemelas unidas, es difícil creer cuánto tiempo ha pasado y hasta dónde hemos llegado. Estamos creciendo a un ritmo exponencial. En algún momento necesitas más espacio, necesitas más personal. Por eso construimos en Jacksonville otro centro de impresión en 3D. Ampliamos nuestras operaciones para impulsar la atención médica de los pacientes. Ahora otra parte del país está haciendo exactamente lo mismo que estamos haciendo en Rochester.
Dr. Robert A. Pooley, Físico médico, Director técnico de la Unidad para Modelado Anatómico: Esta es la unidad para modelado anatómico de Mayo Clinic en Florida. Trabajamos con médicos, cirujanos y radiólogos en el campus. Esta es una tecnología en evolución. No hay muchos lugares en el país donde haya esto.
Dr. Kingsley O. Abode-Iyamah, Neurocirujano: Para ver la gravedad de la escoliosis. Este paciente se sometió previamente a una cirugía de fusión, y se puede ver este hueso sólido que ha vuelto a crecer aquí. Poder mirar cosas que no se pueden ver. Al mirar las imágenes tradicionales se llegará a ese nivel de comodidad para abordar casos más complejos. El funcionamiento diario.
Dr. Jeffrey R. Janus, FACS, Cirujano de cabeza y cuello, Presidente de Otorrinolaringología: Cuanto mejor sea el servicio al paciente, mejor será la atención médica que le brindaremos como resultado de esta tecnología. No puede medirse. Y cuando se piense en medicina desde el punto de vista académico, pensemos en cómo educaremos a las próximas generaciones de cirujanos. Por eso, esta tecnología no se trata solo de la impresión 3D. Se trata de evaluación tridimensional e instrumentos tridimensionales. Hay mucho que se puede hacer con la educación en el espacio virtual.
Dr. Morris: Realidad virtual. Permite construir espacios educativos. Podemos construir entornos de museo o entornos de un quirófano, y eso permite capacitar a las personas en todos estos diferentes tipos de enfoques quirúrgicos. La neurocirugía basada en el cráneo tiene una curva de aprendizaje realmente pronunciada. Tradicionalmente, si quieres aprender de la doctora Peris Celda o de cualquiera de los cirujanos especialistas en cráneo, debes estar físicamente cerca de ellos. Pero lo que estamos creando en Mayo Clinic son entornos de inmersión para que puedas actualizarte más rápido.
Dr. Moore: La medicina y la cirugía son como el arte de aprender y hay que pasar años repitiendo las cosas una y otra vez. Piensa en cómo ese proceso educativo puede acelerarse simplemente con toda la práctica virtual que se pueda realizar. Creo que va a revolucionar la forma en que impartimos educación quirúrgica.
Dr. Morris: Cuando te hicieron esa tomografía computarizada, todo eso nos dio imágenes de tu cuerpo, una porción a la vez. Entonces, lo que hicimos fue tomar todos esos cortes y crear un modelo 3D. Esta es una imagen de tu cuerpo. Esos son tus brazos, ese es tu esqueleto. Y si miras hacia atrás por encima del hombro, verás dónde está esa cosa verde, dónde está el tumor.
Dr. Sharaf: La realidad virtual y la realidad aumentada son realmente el futuro de la cirugía, y la inteligencia artificial desempeñará un papel importante.
Dr. Morris: Es una muchacha de 13 años que tiene una curvatura progresiva en la columna vertebral que realmente ha avanzado rápido en cuatro meses. Normalmente, para poder hacer un modelo de esto, un tecnólogo tendría que pintar a mano cada hueso, nivel por nivel. Pero ahora tenemos este algoritmo de inteligencia artificial que no solo puede segmentar los huesos, sino también etiquetar automáticamente qué hueso es. Ahora podemos pasar de un estudio por imágenes a esto en unos cuatro minutos. El siguiente paso, más allá de la segmentación, más allá de hacer los modelos 3D más rápidos, es a través de sus algoritmos predictivos.
Dr. Sharaf: Digamos que alguien tuvo una fractura en la cuenca del ojo en ambos lados. Un caso donde todo está roto. El ojo realmente puede decirte que es así como debería verse. Esta es la mejor alineación anatómica de la fractura que tratarás. Luego, esto se puede imprimir en 3D. Será realmente revolucionario para la reconstrucción facial compleja.
Dr. Rose: La pregunta es: ¿puede el próximo avance ser lo que se llama bioimpresión, en lugar de simplemente un implante? ¿Podemos colocar antibióticos en ese implante? ¿Se puede adjuntar quimioterapia a un implante? Creo que esa será nuestra próxima frontera.
Dr. Morris: Cada cirujano que ha utilizado este instrumento ha dicho: esto me permitió hacer cosas de una manera que antes no podía hacer. Parte de mi misión en los últimos diez años es ser una especie de evangelista de la impresión 3D en la medicina, porque la mayoría de los pacientes nunca vendrán a Mayo Clinic. Y, a menos que ayudemos a la gente de todo el mundo, no causaremos en los pacientes el impacto que consideramos posible con esta tecnología. La misión de Mayo Clinic es que las necesidades del paciente son la prioridad. Esta tecnología sustenta la misión. Estamos haciendo lo mejor para el paciente. No se trata de nosotros como cirujanos, médicos, tecnólogos o innovadores, todo es para el paciente.