Científicos del MIT y médicos del Boston Children’s Hospital han desarrollado un sistema en el que, a través del uso de resonancia magnética y la impresión 3D, es capaz de fabricar el modelo físico de un corazón en cuestión de horas con el objetivo de que los cirujanos lo usen para planificar una intervención quirúrgica.Anteriormente ya les hemos informado sobre el uso de la impresión 3D en el entorno medico, ahora estos modelos se suman como una opción más para el desarrollo de una medicina personalizada.
“Nuestros colaboradores están convencidos de que esto marcará la diferencia. La frase los cirujanos ven con las manos, hace patente que su percepción está, en gran medida, en el tacto”, dijo Polina Golland, responsable de la investigación.
Una imagen de resonancia magnética (IRM) consiste en series de “cortes” (secciones) de la estructura tridimensional analizada, con regiones claras y oscuras; los límites entre esas zonas, son los que delimitan los bordes de las superficies anatómicas analizadas.
Determinar los límites entre las distintas estructuras observadas en una imagen es uno de los principales problemas en la imagen por computadora, conocida como “segmentación de la imagen”. Pero los algoritmos usados en la segmentación de imágenes de uso general, no son lo lo bastante fiables como para producir los modelos sumamente precisos que se requieren para su uso en la planificación de intervenciones quirúrgicas.
Habitualmente, la forma de hacer más preciso el algoritmo de segmentación de imagen, es añadirle un modelo genérico del objeto segmentado. Los corazones humanos, por ejemplo, tienen cámaras y vasos sanguíneos que están, habitualmente, situados en los mismos lugares unos respecto a otros. Esa consistencia anatómica puede dar al algoritmo de segmentación un recurso mediante el que eliminar conclusiones inverosímiles sobre los límites de los objetos.
El problema de ese enfoque es que muchos de los pacientes del Boston Children’s Hospital precisan de intervención quirúrgica precisamente porque la anatomía de sus corazones es irregular. Inferir una estructura a partir de un modelo genérico podría enmascarar precisamente las características concretas que son importantes para el cirujano.
En el pasado, los investigadores creaban modelos imprimibles del corazón analizando manualmente los límites que se podían observar en las IRM. Un proceso que llevaba más de 10 horas y no tenia la suficiente precisión.
La solución fue identificar los límites estructurales en unas cuantas de las secciones, y desarrollar algoritmos que han logrando un 90% de concordancia. En conjunto, el nuevo proceso hasta un modelo 3D terminado lleva de dos a tres horas.
“Definitivamente, un modelo en 3D debería ser de ayuda”, dijo Sitaram Emani, cirujano cardíaco del Boston Children’s Hospital. “Hemos usado estos prototipos con algunos pacientes y, de hecho, se han realizado cirugías virtales para simular las condiciones reales. Realmente supone una gran ayuda para la cirugía “real”, que se traduce en la reducción de la cantidad de tiempo empleado en examinar el corazón, y en hacer efectiva su reparación».
Referencia: MIT