Aplicación de la impresión 3D en cardiología.

Dr. Roberto Cano*, Dra. Aloha Meave*. Helios Hugo Hernández**, Erick Kalil Hernández Barajas**. *Imagen Cardiovascular. Instituto Nacional de Cardiología. “Ignacio Chávez”, México. **Laboratorio de Bioimpresión 3DJMAKERS.

Introducción y antecedentes.

Desde tiempos remotos existe la inquietud de asomarse al interior del cuerpo humano. No fue sino hasta la época de los griegos cuando se realizaron las disecciones basadas en el método científico.

Leonardo Da Vinci en 1501, mostró con su obra “El corazón y sus vasos” gran descripción de la anatomía cardiaca y de los grandes vasos.



Figura 1. “El corazón y sus vasos”. Leonardo Da Vinci, 1501.

Para poder saber la causa que afecta al organismo en algunas ocasiones era necesario abrir el cuerpo y explorarlo. Con la evolución de los métodos de imagen se ha podido determinar con mayor precisión la anatomía e incluso la función.

Desde la radiografía, angiografía invasiva y otros métodos no invasivos como el ultrasonido (ecocardiograma) nos han dado información importante en la evaluación del paciente.

La tomografía y resonancia magnética cardiaca mostraron gran avance en la evaluación de los pacientes con alguna afección cardiaca y al precisar la anatomía se ha mostrado gran apoyo al estudio de las cardiopatías congénitas y en la cardiopatía

Video 1. Tomografía computada de tórax y abdomen contrastada en corte coronal. Donde se pueden visualizar las estructuras intra y extra cardiacas.


Métodos de imagen utilizados para la impresión 3D.

En la época actual los pacientes con cardiopatía congénita tienen mayor sobrevida debido los avances en el diagnóstico prenatal, la mejora de las técnicas quirúrgicas y los cuidados post quirúrgicos. Se requiere de una mayor precisión en los métodos de imagen para el diagnóstico y seguimiento de éstos pacientes.
El médico cirujano requiere de una información detallada (geográfica) de la anatomía del paciente para la planeación exitosa del procedimiento quirúrgico.

Con la tomografía y resonancia magnética se han podido realizar análisis de la anatomía, función ventricular y caracterización tisular. Siguiendo el sistema secuencial segmentario.

Video 2. RM. Corte de 4 cámaras. Corazón con anatomía segmentaria normal. (Conexión atrioventricular concordante). Se pueden visualizar adecuadamente las estructuras intracardiacas.

Para el análisis de las cardiopatías se realizan cortes multiplanares y para fines demostrativos en sesiones médico quirúrgicas y académicos las reconstrucciones volumétricas han sido de importante apoyo para la planeación quirúrgica y enseñanza (figura 2).

 


Figura 2. TC. Reconstrucción volumétrica de visualización sagital. Coartación aórtica, con circulación colateral prominente.


A partir de las imágenes obtenidas en tomografía y/o resonancia magnética, se ha podido configurar esa información y convertirlas en estructuras palpables con escala igual a la real del paciente con las bio impresiones (escala 1:1, figura 3).


Figura 3. Impresión 3D. La imagen de la izquierda (escala 1:1) de paciente con anillo vascular pulmonar. La imagen de la derecha (escala 1.5 :1).

 

Son una realidad y con gran aportación a la academia, entrenamiento quirúrgico y planeación de la cirugías complejas, ya que permite dar una visualización con gran exactitud al cirujano.



Proceso de impresión 3D.

El estudio se realiza en un equipo de tomografía o resonancia magnética (figura 4A), se almacenan en un leguaje (DICOM) (figura 4B).


La reconstrucción volumétrica se realiza mostrando el sitio de interés (figura 4C), se exporta en leguaje de .STL. Se continúa limpiando la imagen en otros programas o software para estar en óptimas condiciones para la impresión. (figura 4D).

La pieza la impresa ( figura 4E) muestra exactitud en los detalles anatómicos en comparación al estudio de imagen (tomografía).


Discusión.

Con la nueva tecnología las impresiones 3D son de gran utilidad como procedimiento prequirúrgico y para fines de enseñanza.
En ésta nueva época se cuenta con menos procedimientos de autopsia motivo por el cual hay menos piezas anatómicas para el aprendizaje.


Figura 4. Taller de morfo anatomía (AMECC 2016). Se incluyeron piezas de Doble salida de ventrículo derecho al taller. Como complemento a la enseñanza.

 

Figura 5. Taller de morfo anatomía (AMECC 2016). Evaluación en conjunto con piezas anatómicas, piezas impresas de doble salida de ventrículo derecho.

Figura 6. Taller de morfo anatomía (AMECC 2016). Evaluación en conjunto con piezas anatómicas, piezas impresas de doble salida de ventrículo derecho.


Conclusión.

Con la impresión 3D se pueden reproducir distintas patologías y distribuir en distintos centros de enseñanza para compartir la misma experiencia y conocimiento. Y lo importante se puede simular el procedimiento quirúrgico e intervencionista para obtener mejores resultados en el paciente.

 

Bilbiografía.

- Philip B. Dydynski, MD. World Journal for Pediatric and Congenital Heart Surgery.
2016, Vol. 7(4) 467-474.
- JACC. Interventions. Vol. 8. No. 7, 2015.
- Daniel Shmauss. Three dimensional printing of models for surgicla planning in patients with cardiac primary tumors . The Journal of thoracic and cardiovascular Surgery, Volume 145, Number 5.
- John P. Costello. Incorporating three dimensional printing into a simulatio based congenital heart disease and critical care training curriculum, for resident physicians. Congenital Heart Disease. 2015; 10: 185-190.

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