Modelos impresos en 3D basados en bitmaps son más exactos

Un nuevo estudio describe cómo se pueden generar modelos tridimensionales físicos (3D) extremadamente detallados directamente a partir de pilas de datos volumétricos.

Desarrollado por Isomics (Cambridge, MA, EUA), el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces (MPIKG; Potsdam, Alemania), el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada (Boston, MA, EUA) y otras instituciones, la nueva técnica de modelado en 3D está diseñada para resolver el problema de los actuales formatos de archivo de malla de superficie (.stl), que se crean utilizando el umbral de imagen tradicional y la extracción de la superficie isosuperficial. Dado que tales flujos de trabajo consumen mucho tiempo, los modelos resultantes impresos en 3D pueden no representar con exactitud los detalles anatómicos de interés.

El nuevo método utiliza un flujo de trabajo basado en bitmaps que no requiere un paso de segmentación de datos y, por lo tanto, es capaz de generar modelos físicos rápidos y altamente exactos directamente a partir de datos volumétricos. El método sin umbral pasa por alto la creación de la superficie y los algoritmos de corte de malla tradicionales, los tamaños de archivo limitados y el filtrado artificial u ocultamiento de datos. Además, el uso de segmentos de bitmaps binarios como entrada a las impresoras en 3D permite la representación física de degradados funcionales nativos de los conjuntos de datos volumétricos, como la rigidez y la transparencia óptica, proporcionando modelos biomecánicamente precisos. El estudio fue publicado el 1 de junio de 2018 en la revista 3D Printing and Additive Manufacturing.

“Al reducir las barreras para la visualización de los detalles finos en los modelos biorealistas impresos en 3D, esperamos ampliar el acceso a esta tecnología para una amplia gama de profesionales médicos y pacientes”, concluyeron el autor principal, James Weaver, PhD, del Instituto Wyss, y colegas. “Cuando se combina con datos de imágenes biológicas de alta resolución, la impresión médica en 3D de múltiples materiales tiene el potencial de mejorar el tratamiento, mejorar la comunicación y abrir nuevas vías de investigación en la medicina de precisión”.

Los modelos impresos en 3D para la planificación prequirúrgica se utilizan en casi todas las subespecialidades quirúrgicas, lo que permite una planificación y simulación precisas del abordaje quirúrgico, la incisión y el tamaño y la colocación del hardware. Los modelos físicos en 3D también pueden servir como guías de corte para la resección y como plantillas para la configuración del hardware de reconstrucción, los implantes y las prótesis a fin de adaptarse a la anatomía del paciente. La impresión en 3D también puede capturar la variabilidad del paciente para la educación y la capacitación, y proporciona guías visuales fácilmente interpretables para mejorar la comunicación médico-paciente.