Modelo impreso en 3D de la cavidad torácica
Los laboratorios de modelado anatómico en 3D de Mayo Clinic construyen modelos en 3D de anatomía específica del paciente para ayudar a realizar diagnósticos, prepararse para cirugías y ayudar a las personas a entender su procedimiento.
Impresora 3D con un modelo de pelvis parcialmente completo
Cada año, para mejorar la atención y mediante una variedad de impresoras y materiales, Mayo Clinic produce 1000 modelos de tamaño real específicos para cada paciente. Esta es una impresión parcial de una pelvis (verde). La estructura amarilla sostiene el modelo a medida que toma forma.
Modelos de corazón impresos en 3D
Como parte del compromiso de Mayo Clinic con la educación, los modelos anatómicos en 3D, como estos corazones, son una parte importante de un plan de estudios para médicos en formación.
Modelo en 3D de un tumor cerca del sacro
Los modelos impresos en 3D (en este caso un tumor señalado en color púrpura cerca del sacro) mejoran la capacidad de los médicos de todas las especialidades de hablar en un lenguaje común sobre casos específicos para asegurarse de que las personas reciban la atención adecuada de acuerdo con sus necesidades específicas.
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Vista giratoria de un modelo de tórax impreso en 3D
En este modelo de una cavidad torácica con un tumor se muestran los huesos (marrón), las arterias (magenta), las venas (azul y morado), las vías respiratorias (naranja), los nervios (amarillo) y los ganglios tumorales (verde).
Innovaciones en impresión 3D y la atención al paciente
Las personas que se someten a cirugías nuevas, poco comunes o complejas en Mayo Clinic pueden beneficiarse del acceso a la experiencia de la clínica en modelos anatómicos tridimensionales. Esta tecnología colabora con la planificación quirúrgica, la educación del paciente y la educación médica.
Los laboratorios de modelado anatómico tridimensional del Departamento de Radiología utilizan la impresión tridimensional para ayudar a los médicos a adaptar el tratamiento de adultos y niños en función de su anatomía exacta. Los estudios que figuran en revistas médicas revisadas por colegas muestran que el uso de modelos impresos tridimensionales mejora los resultados quirúrgicos.
Los laboratorios de modelado anatómico están disponibles en los centros médicos de la clínica en Arizona, Florida y Minnesota. Mayo Clinic es líder en el movimiento que lleva esta tecnología a los hospitales para el beneficio de todas las personas.
La impresión en 3D de la anatomía del paciente ayuda a la planificación quirúrgica
Cómo funciona
Impresión en 3D para el tratamiento del cáncer
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Los modelos anatómicos tridimensionales precisos se basan en los resultados de los procedimientos por imágenes que se realizan a las personas, como las tomografías computarizadas o las resonancias magnéticas. Antes de imprimir un modelo tridimensional, los radiólogos procesan las exploraciones con un software sofisticado para crear primero un modelo virtual con codificación por color para cada tipo de tejido. A continuación, se utilizan una o más tecnologías de impresión para imprimir, capa por capa, un modelo tridimensional en tamaño real de la anatomía del paciente.
La tecnología de inyección de la impresora utiliza luz ultravioleta para endurecer capas finas de resina líquida a medida que construye la estructura de una capa a la vez. La mayoría de los modelos se imprimen en plástico. A veces se hacen de materiales flexibles para que los cirujanos puedan practicar una técnica quirúrgica en un modelo más realista.
Aplicación de tecnología para personalizar el tratamiento
Impresión en 3D de cabeza y cuello para reconstrucción
Dr. Jonathan M. Morris:
Realmente no hay otro sistema hospitalario que haya creado tanta infraestructura en torno a la impresión en 3D como Mayo Clinic. Hemos realizado muchos estudios sobre el cáncer de cabeza y de cuello y la impresión en 3D, y como se complementan entre sí. Algunos de estos estudios complementarios permiten comprender mejor la anatomía específica del paciente antes de entrar a la sala de operaciones. Con las guías de corte y la planificación quirúrgica virtual específica para el paciente, podemos ahorrarnos hasta 2 horas en la sala de operaciones, lo que significa menos tiempo del paciente bajo los efectos de la anestesia. Podemos obtener mejores resultados gracias al diseño creado de antemano. Hemos desarrollado una especialidad llamada fabricación en el lugar de atención médica.
Toda la fabricación está disponible para los médicos dentro del hospital, por lo que no es necesaria una traducción. Podemos pasar prácticamente sin problemas de una tomografía computarizada a un modelo tridimensional de cáncer complejo en cada zona del cuerpo, pero particularmente en la cabeza y el cuello. Combinamos la cirugía, la ingeniería biomédica y la radiología en un solo lugar para crear no solo modelos de impresión en 3D, sino también realizar una planificación quirúrgica de manera virtual.
Obtenemos imágenes de la anatomía del paciente, de su tumor y la vascularización, y luego las imprimimos de manera tridimensional en tamaño real, lo que le permite al cirujano tener una especie de mapa de ruta.
Dr. Daniel L. Price:
Todos estamos acostumbrados a ver imágenes bidimensionales de los pacientes a través de tomografías computarizadas e imágenes por resonancia magnética. El modelo en 3D toma esa imagen en 2D y la convierte en algo que puedes sostener con tus manos para poder comprender realmente la anatomía de un paciente. Podemos obtener guías personalizadas de la mandíbula o del hueso que estamos extrayendo de otra parte del cuerpo para reconstruirlo y obtener una unión ósea perfecta, y que luzca lo más parecido posible a lo que era antes del diagnóstico de cáncer.
Pero primero tenemos que lograr que salga perfecto la primera vez.
Tenemos la oportunidad de practicar, planificar y perfeccionar el modelo en una computadora antes de entrar en la sala de operaciones. Sabemos que los pacientes tienen menos complicaciones a largo plazo cuando utilizamos modelos en 3D. Tienen menos probabilidades de que se les rompa la placa o de sufrir una fractura ósea o seudoartrosis al utilizar un modelo en 3D.
Dr. Morris:
Otra ventaja es el consentimiento del paciente. Al permitir que el paciente pueda sostener con sus manos su propio cráneo, su mandíbula o su tumor es posible comenzar a utilizar el modelo como un medio de comunicación. Mayo Clinic cuenta con un equipo multidisciplinario integrado. Por eso, en lugar de tener solo reuniones entre cirujanos y neurorradiólogos para analizar casos, ahora tenemos en un mismo equipo de atención médica a cirujanos, neurorradiólogos, ingenieros biomédicos y personal a cargo de las impresiones en 3D.
Dr. Price:
Nos destacamos por la atención médica compleja que les brindamos a nuestros pacientes. Creo que aquí es donde realmente entra en juego toda la eficiencia y experiencia de nuestros colegas para tratar estos tipos de casos complejos.
En Mayo Clinic, radiólogos y cirujanos forman un equipo para descubrir cada detalle posible sobre casos complejos, antes de la operación. El uso de modelos virtuales y modelos impresos en 3D puede implicar que los pacientes experimenten menos dolor, tengan hospitalizaciones más cortas y recuperaciones más rápidas.
La impresión tridimensional puede ser un instrumento valioso para los cirujanos, que pueden utilizar un modelo anatómico tridimensional específico de un paciente para explicar, planificar o incluso practicar la cirugía. Durante la fase de preparación digital antes de la impresión, los médicos pueden utilizar las imágenes para la planificación quirúrgica virtual. Después de la impresión, poder sostener el modelo anatómico antes de comenzar la cirugía puede ayudar a comprender las anomalías anatómicas u obtener información adicional que puede cambiar el enfoque quirúrgico.
La historia de Isaac García: Tratamiento del cáncer óseo en Mayo Clinic
Un enfoque basado en el trabajo en equipo
Innovación con modelos anatómicos en 3D
Los cirujanos utilizan las capacidades de fabricación en el punto de atención de los laboratorios de modelado anatómico en 3D de Mayo Clinic para realizar ensayos quirúrgicos junto a la sala de operaciones.
En Mayo Clinic, casi todas las especialidades médicas y quirúrgicas han tenido acceso a los laboratorios de modelado anatómico y a los modelos 3D que producen, y se han beneficiado de sus servicios. Entre estas especialidades se incluyen la otorrinolaringología pediátrica (oído, nariz y garganta), la cirugía ortopédica, oncológica y cardiovascular. Las cirugías para las cuales los modelos anatómicos impresos en 3D han demostrado ser útiles incluyen la cirugía de cabeza y cuello, la reconstrucción facial o de las vías respiratorias complejas, la cirugía cardíaca, la cirugía pulmonar, la reconstrucción de las articulaciones y la extracción de tumores.
Estos modelos 3D también desempeñan un papel importante en la educación, ya que estudiantes de medicina, médicos residentes, médicos fellow y cirujanos experimentados de Mayo Clinic los utilizan para aprender procedimientos nuevos o poco frecuentes.
Innovación con modelado tridimensional
Los laboratorios de modelado anatómico:
- Produjeron más de 6000 modelos.
- Se produjo el primer modelo de Mayo Clinic en 2006 para ayudar al equipo quirúrgico a planificar una cirugía compleja para separar a gemelos unidos.
- Se crearon modelos que se han convertido en el estándar de cuidado para múltiples usos, incluidas las mandíbulas que han guiado más de 100 extirpaciones de mandíbula (mandibulectomías) y 300 corazones.
Los médicos, científicos e ingenieros de Mayo Clinic avanzan continuamente en el estudio y la práctica del modelado tridimensional en cirugía.
Investigación e innovación
Los expertos de Mayo Clinic en modelado anatómico 3D realizan investigaciones para desarrollar nuevas soluciones que mejoren el tratamiento. Consulta una lista de publicaciones sobre modelado anatómico en 3D realizadas por investigadores de Mayo Clinic en PubMed, un servicio de la Biblioteca Nacional de Medicina.
Consulta al personal médico
Nov. 11, 2023