dianas 13(1) > Antonio-Bárcenas etal

dianas | Vol 13 Num 1 | marzo 2024 | e202403x021

Impresión 3D y la docencia de anatomía.

Rodrigo Antonio Bárcenas^a, Mónica Grande Alonso, Alba Sebastián-Martín, Fernando Argudo-Carrasco, Yan Rodriguez Hachimaru, Lorenzo Mauricio Hernández Fernández, Ana María Slocker de Arce, Rafael Moreno-Gómez-Toledano^b

Universidad de Alcalá.

a. rodrigo.antonio@edu.uah.es  b. rafael.moreno@uah.es

IX Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2024.
XVIII Simposio de Dianas Terapéuticas.
18 a 22 de marzo, 2024. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Anatomía; Cirugía; 3D; Enseñanza

Resumen

En el campo de la enseñanza de la anatomía, la escasez de estructuras anatómicas naturales provenientes de donantes fallecidos ha sido una preocupación constante. La disponibilidad limitada de este tipo de material ha planteado desafíos significativos para la educación de los profesionales sanitarios. Tradicionalmente, la obtención de estructuras anatómicas obtenidas por métodos de disección ha sido una práctica común para la formación en anatomía. Sin embargo, esta fuente de material es limitada y presenta dificultades éticas y prácticas. En este contexto, la impresión 3D ha surgido como una tecnología revolucionaria que ofrece una solución innovadora y ética para la creación de modelos anatómicos personalizados.
Utilizando el escaneo tomográfico, su posterior tratamiento informático y su fabricación con impresoras 3D es posible producir modelos anatómicos muy cercanos a las estructuras reales que facilitan la formación en distintas especialidades médicas y de ciencias de la salud. De este modo, se ha desarrollado un protocolo para la obtención de imágenes tridimensionales imprimibles a partir de una tomografía computarizada de alta definición, generando una reconstrucción en tres dimensiones de la zona anatómica deseada. Esta reconstrucción se trató con un programa de diseño gráfico para hacer el volumen imprimible por una impresora 3D. Posteriormente, se preparó la imagen tridimensional para su fabricación con otro programa informático llamado slicer que dejará el archivo virtual listo para su transformación al mundo real. En base a lo descrito, nuestro objetivo fue mediante comparación de piezas naturales e impresas en 3D para complementar o sustituir las piezas naturales en la docencia y práctica preclínica.
Los resultados han demostrado que es posible alcanzar una calidad de acabados en los modelos impresos en 3D extremadamente cercanos a las piezas reales, lo que permite el aprendizaje por parte de los estudiantes de las estructuras anatómicas más complejas. De este modo, se obtiene una potencial capacidad ilimitada de obtención de piezas, facilitando la adaptabilidad a las necesidades docentes, en contexto académico de creciente número de alumnos, como el de la UAH. Además, la posibilidad de mostrar estructuras difíciles de conseguir, por ejemplo pediátricas, elimina las trabas morales. Y, por último, el coste económico es mucho menor, al utilizar materiales económicos y de fácil obtención.
Futuros estudios serán necesarios para mejorar la calidad de los acabados y fabricarlos con las texturas naturales. Se debe potenciar el estudio de la inclusión de materiales con distintas cualidades físicas para imitar tejidos blandos de distintos tipos, así como la realización de protocolos específicos de toma de imágenes diagnósticas para obtener la mayor calidad posible en las impresiones.
En conclusión, nos encontramos frente a una tecnología revolucionaria que permite entender el estudio y la docencia de la anatomía desde una nueva perspectiva.

dianas 13(1) > R.-Hachimaru etal

dianas | Vol 13 Num 1 | marzo 2024 | e202403x020

Protocolo OpenSource simplificado para la creación y segmentación de volúmenes 3D a partir de imágenes histológicas.

Yan R. Hachimaru, Mónica Grande-Alonso, Alba Sebastián-Martín, Fernando Argudo-Carrasco, Lorenzo Mauricio Hernández Fernández, Rafael Moreno-Gómez-Toledano

Universidad de Alcalá.

a. yanrh80@gmail.com  b. rafael.moreno@uah.es

IX Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2024.
XVIII Simposio de Dianas Terapéuticas.
18 a 22 de marzo, 2024. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Anatomía; Cirugía; 3D; Enseñanza

Resumen

En la presente comunicación, se ha abordado una notable deficiencia en el ámbito científico, específicamente en la elaboración de modelos 3D a partir de datos histológicos. A pesar de la disponibilidad de extensos recursos de preparaciones histológicas en bases de datos como el Center for In Vivo Microscopy (CIVM) o HuDeca, se carece de herramientas y protocolos de código abierto para el procesado de esta información en las tres dimensiones.
La premisa central de este estudio radica en la presentación de un protocolo generalizado de código abierto que hace uso de herramientas como FIJI, Slicer3D y MeshLab para transformar imágenes histológicas en archivos tridimensionales en formato .stl (Standard Triangle Language). Este enfoque facilita la impresión 3D y la visualización tridimensional de datos clásicamente bidimensionales, lo que constituye una oportunidad significativa para mejorar la transmisión de conocimientos en ámbitos clínicos, de investigación y de enseñanza.
Con el propósito de ilustrar este proceso, se ofrece un ejemplo práctico utilizando las muestras histológicas de embriones preparadas por De Bakker et al. (Reprod. Toxicol. 2012; 34: 225). Se describió un protocolo de varias etapas para transformar los cortes histológicos, en un modelo 3D de un embrión completo; iniciadas con la exportación de archivos .am a .tiff mediante FIJI, seguidas por la conversión a .nrrd con este mismo software, y concluidas en la generación de archivos .stl utilizando Slicer3D. Posteriormente, se empleó MeshLab para simplificar la topología del modelo resultante, facilitando así su almacenamiento, intercambio y posterior impresión.
Este enfoque no solo proporciona un flujo de trabajo fundamental para la generación de modelos tridimensionales a partir de datos histológicos comunes y disponibles, sino que también sugiere la posibilidad de desarrollar herramientas adicionales que simplifiquen aún más la comunicación de conocimientos científicos de manera abierta y accesible.
Los resultados preliminares de la presente comunicación abren nuevas posibilidades en cuanto a la visualización de datos clínicos y de investigación básica, representando un avance cualitativo y cuantitativo hacia la innovación docente, con especial énfasis en áreas de conocimiento relacionadas con la representación tridimensional, como la anatomía y la embriología.

dianas 13(1) > Argudo-Carrasco etal

dianas | Vol 13 Num 1 | marzo 2024 | e202403x019

Relevancia de los modelos en 3D para la docencia anatómica y la Cirugía.

Fernando Argudo-Carrasco, Mónica Grande-Alonso, Alba Sebastián-Martín, Yan R. Hachimaru, Rodrigo A. Bárcenas, Soledad Aguado-Henche, Rafael Moreno-Gómez-Toledano

Universidad de Alcalá.

a. fernanarg07@gmail.com  b. soledad.aguado@uah.es; gzmaguado@gmail.com  c. rafael.moreno@uah.es

IX Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2024.
XVIII Simposio de Dianas Terapéuticas.
18 a 22 de marzo, 2024. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Anatomía; Cirugía; 3D; Enseñanza

Resumen

La imagen se ha convertido en una condición "sine qua non" para la práctica de la medicina, en especial para aquellas especialidades, como la cirugía, en la que es indispensable la planificación del abordaje quirúrgico, así como estudiar los riesgos y variaciones a los que se enfrentará el cirujano. Las pruebas de imagen de los Comités de Tumores, Sesiones Clínicas y otras reuniones de discusión clínica y académica nos muestran los hallazgos orgánicos en 2D, perdiéndonos en muchos cortes (sagitales, coronales y axiales) para podernos hacer una idea que, pese a todos los esfuerzos, sigue incompleta. He aquí donde el diseño de los modelos tridimensionales cobra relevancia, porque, si los materiales actuales nos impiden que su impresión se asemeje a los tejidos humanos, es plausible que el modelo creado mediante un protocolo desarrollado permita mostrar a alumnos y residentes las verdaderas relaciones e implicaciones del hallazgo patológico a abordar. Mediante varios ejemplos de Tomografías Computarizadas patológicas hemos estudiado de una manera más eficiente la disposición del tumor, sus márgenes, lugares de resección e incluso nos hemos percatado de hallazgos que mediante TAC no hubiéramos podido descubrir (trayecto aberrante de algún vaso de relevancia quirúrgica). Esto permitirá al cirujano una mejor preparación preoperatoria, compartiendo asimismo archivos STL, con mayor facilidad que aquellos con formato DICOM, cuyo procesamiento y visualización requiere de una mayor pericia en el diagnóstico e interpretación radiológico. Este protocolo consiste en el procesamiento de los archivos DICOM en 3D slicer y emplear la segmentación de manera rutinaria, pudiendo modificar si es necesario dicha segmentación manualmente. El objetivo es, por tanto, que las sesiones de presentación de casos sean más ilustrativas y la planificación preoperatoria más precisa, así como permitir almacenar los casos en una plataforma común a los profesionales para su posterior consulta o poderse compartir fácilmente. De esta manera, no se violarán ninguno de los innumerables requerimientos de confidencialidad necesarios para compartir una imagen DICOM. En la docencia, esta revolución vendrá acompañada de una mayor enseñanza de la anatomía radiológica, la cual muchas veces es ignorada, limitándose a la anatomía topográfica y descriptiva. Hará comprender mejor a los alumnos acerca de las relaciones entre órganos y estructuras, pudiéndose esto aplicar al diagnóstico clínico en los años más avanzados de la carrera. En conclusión, el gran salto tecnológico al cual nos enfrentamos cuyas repercusiones no solo conciernen a la práctica quirúrgica, sino que auxiliará en el establecimiento de un diálogo entre la clínica y la docencia (en especial de la anatomía), acelerando su aprendizaje, redundando en el objetivo final: proporcionar una atención de calidad al paciente del presente y del futuro.