ACTI¹

(1) Área Científica y Técnica de Investigación (ACTI). Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB). Universidad de Murcia.

Durante los últimos siglos los estudios de anatomía y fisiología comparada han estado basados en descripciones de planos bidimensionales (2D), lo cual dificultaba su compresión .Por ello el cambio de cortes 2D a la obtención de modelos de órganos tridimensionales (3D) es considerado uno de los avances más importantes de los últimos años en el mundo de las imágenes médicas. En la actualidad estudios de modelos anatómicos 3D y la posibilidad de su impresión mediante fabricación aditiva ayudan a comprender las estructuras de nuestro organismo e incluso permiten la planificación y el entrenamiento para cirugías complejas.

El proceso para obtener la impresión del modelo 3D a partir de la muestra biológica es posible realizarlo íntegramente en el Área Científica y Técnica de Investigación de la Universidad de Murcia-IMIB. Dicho proceso se divide en 3 pasos: 1. Adquisición de la imagen: La Plataforma de Experimentación Animal cuenta con un sistema de Imagen Bi-modal preclínica Tomografía por Emisión de Fotones Simple (SPEC) y Sistema de Tomografía Computerizada (CT) que permite la adquisición in vivo de imágenes tanto anatómicas como funcionales de pequeños animales, generando pilas de imágenes 2D que puede ser procesadas para la obtención de imágenes 3D. Destacar que imágenes obtenidas en otros equipos de adquisición o procedentes del escáner láser disponible en la Plataforma de Talleres de Apoyo a la Investigación pueden ser igualmente validas para el desarrollo de modelos 3D. 2. Segmentación de los datos: En la Plataforma de Análisis de Imagen contamos con el software comercial AMIRA, diseñado especialmente para estudios de anatomía digital e imagen preclínica. Con él se realiza el proceso de segmentación que permite delimitar las regiones de interés y asignaran posteriormente a cada una de ellas una estructura volumétrica en forma de mallas poligonales, generando un modelo de superficies exportable en formato STL (STereoLithography o Standard Tessellation Language), compatible con las impresoras 3D. 3. Mejora de la malla e impresión del modelo: A menudo los archivos STL generados presentan defectos en la malla, como aberturas e irregularidades, y también suele darse el caso de que el software AMIRA genera nubes de puntos demasiado complejas para ser interpretadas directamente por el software de impresión 3D. En la Plataforma de Talleres de Apoyo a la Investigación disponemos del potente software de diseño e ingeniería SOLIDWORKS, al que hemos integrado una herramienta específica para el tratado de mallas y nubes de puntos como es GEOMAGIC FOR SOLIDWORKS. Todo ello nos permite optimizar la malla y generar el STL definitivo para enviar a nuestros dos equipos de fabricación aditiva, uno con tecnología FDM y otro con tecnología Polyjet de STRATASYS. Elegiremos uno u otro en función de la resolución que queramos obtener (0,25 -0,014 mm entre capas) y del material (ABS, materiales rígidos, flexibles, transparentes, de elevada dureza, resistentes a altas temperaturas e incluso biocompatibles).

Obtención de modelos 3D escalables con la posibilidad de ser fabricados en distintos materiales. La precisión del modelo dependerá de la calidad de imagen y del rendimiento de la impresora 3D, Todo el proceso puede realizarse en las instalaciones del ACTI.

La obtención de modelos 3D es una realidad en el campo de la biomedicina, proporcionando modelos escalables que posibilitan un estudio más profundo de la anatomía y la planificación de cirugías complejas.