La simulació virtual i la impressió 3D es consoliden a l'Hospital Sant Joan de Déu

La simulació virtual i la impressió 3D estan cada cop més presents en el món de la salut. L'Hospital Sant Joan de Déu Barcelona va ser el primer centre del món a utilitzar la tecnologia 3D per a planificar una cirurgia oncològica en un pacient pediàtric, fa cinc anys. Ara el centre dona un pas més en la implantació d’aquesta tecnologia creant la Unitat de 3D, encarregada de canalitzar y avaluar les demandes de planificació quirúrgica, recerca, prototipat i simulació amb models en 3D que realitzen els professionals de l’Hospital.

Tradicionalment, els cirurgians que havien de dur a terme una operació disposaven d'imatges escanejades de l'òrgan malalt per planificar la intervenció. Des de fa uns anys, els avenços tecnològics han fet possible que puguin disposar d'una simulació virtual de les parts anatòmiques implicades en la intervenció, i, en el cas que sigui necessari, d'una còpia en 3D de mesura real i impresa en un material de textura semblant a l'òrgan que els permet simular la intervenció tantes vegades com vulguin abans d'entrar al quiròfan i disposar d'eines de suport a mida de cada pacient per guiar els passos durant una intervenció.

La Unitat de 3D de l'Hospital Sant Joan de Déu té una organització multidisciplinària i dona cobertura a tots els serveis del centre, canalitzant les demandes de planificació 3D que fan els professionals de l'Hospital. Una comissió integrada per professionals de diferents àmbits, com ara, metges, radiòlegs i enginyers, rep les demandes dels professionals i les avalua.

El centre disposa actualment de dues impressores 3D o de fabricació additiva: una impressora Polyjet que permet fer còpies amb materials flexibles, transparents, solubles i bio compatibles, gràcies a la donació de la Fundació Privada MAR , i una impressora FDM, la SIGMA R19, de modelatge per deposició fosa, gràcies a la donació de la Fundació CIM de la Universitat Politècnica de Catalunya.

Ara, a l’Hospital Sant Joan de Déu, la simulació virtual i la impressió 3D ja no s’utilitzen només per planificar intervencions molt complexes, sinó també per crear pròtesis personalitzades, fabricar eines quirúrgiques adaptades al pacient i fer pràctiques de simulació en activitats docents.

En l'àmbit de la recerca, cirurgians, radiòlegs, enginyers i investigadors de l'Hospital participen en un projecte europeu (FEDER) amb un consorci de deu entitats molt reconegudes en fabricació additiva en el món de la salut que està liderat per la Fundació CIM-UPC. Aquest projecte pretén millorar els sistemes de fabricació additiva i bioimpresión en el camp de la cirurgia crítica, reconstructiva i regenerativa.

Beneficis del 3D

Segons Arnau Valls, enginyer de la Direcció d'Innovació i Recerca de l'Hospital Sant Joan de Déu, en aquests anys d'activitat l'Hospital ha pogut constatar la gran quantitat de beneficis que aporta la planificació en 3D.

Gràcies a la simulació virtual i la impressió tridimensional, els cirurgians poden planificar la intervenció d’una manera molt detallada, i això els permet estudiar i actuar amb precisió, i preveure i reduir les possibles complicacions de la cirurgia.

A més, "el 3D comporta una major eficiència i eficàcia perquè permet reduir la durada de la intervenció i això, un cop més, repercuteix en el pacient, ja que rep menys anestèsia. Pel que fa a costos, comencen a publicar-se estudis de cost-efectivitat en els quals ja es demostren els beneficis econòmics quan es planifica la intervenció en 3D en determinades patologies ", afegeix Arnau Valls.

Una ajuda per a l’extirpació de tumors molt complexos

Va ser el primer àmbit en què es fer servir la impressió en 3D a l'Hospital Sant Joan de Déu. L'equip del Servei de Cirurgia de l’Hospital, amb el suport de la Fundació CIM-UPC, va utilitzar per primer cop al món una impressió en 3D per planificar l’extirpació d’un tumor de gran complexitat en un cas pediàtric. El pacient, un nen de cinc anys, presentava un neuroblastoma, un tumor extremadament agressiu que es forma en el teixit nerviós i que resulta molt difícil d’extirpar perquè envolta vasos sanguinis.

Liderat pel cirurgià Lucas Krauel, es va decidir fer una còpia en 3D del tumor i dels òrgans i vasos implicats per analitzar detingudament quina era la manera més efectiva d’abordar-lo i extirpar-lo sense posar en perill la vida del pacient, i assajar-la una vegada i una altra abans de la intervenció identificant les relacions anatòmiques del tumor, vasos i òrgans del voltant. El nen va ser, finalment, intervingut i l'operació va resultar un èxit. Des de llavors, el 3D s'ha fet servir en prop d'un centenar de les cirurgies dutes a terme des de l'any 2017 i s'ha anat estenent a altres especialitats de l'Hospital.

El 3D per corregir deformitats facials

En l'àmbit de la cirurgia maxil·lofacial i ortognàtica, els cirurgians no tan sols planifiquen les complexes i delicades intervencions que duen a terme per corregir les deformitats facials que presenten alguns nens, sinó que, fins i tot, creen les eines quirúrgiques necessàries per fer-ho. Gràcies a la cirurgia virtual en 3D, el cirurgià Josep Rubio estudia, molts dies abans d'entrar a quiròfan, quina és, de les possibles intervencions, la més adequada en cada cas; en les deformitats molt severes que requereixen distraccions, és a dir, fer un tall a l'os per allargar-lo dia a dia amb l'ajuda d'un aparell, crear guies de tall amb 3D adaptades a la fisonomia del pacient per tal d’efectuar el tall en el lloc exacte.

L’ús del 3D també resulta útil per dissenyar quina mida exacta ha de tenir l’aparell que es col·locarà a l’infant per allargar l’os, ja que permet fer una rèplica i provar-lo una vegada i una altra sobre una còpia en 3D del crani del pacient. En els últims quatre anys la Unitat de Cirurgia Maxil·lofacial va emprar el 3D en la planificació i realització de més de 100 intervencions.

Un model en 3D per a la reconstrucció d’una orella

Els cirurgians plàstics també han vist moltes possibilitats en el 3D. El cirurgià Francisco Parri, expert en corregir la micròtia o malformació congènita que fa que alguns nens neixin amb una orella subdesenvolupada, la fa servir per crear una còpia mirall en 3D de l'orella sana que li servirà de guia per reconstruir l'afectada. Amb la còpia en 3D -fins ara feien servir una còpia plana- els cirurgians guanyen molta precisió en la reconstrucció de l'orella, una operació molt difícil donada la multitud de relleus i plecs que presenta aquest òrgan.

Una eina amb moltes possibilitats

Actualment, l’Hospital Sant Joan de Déu utilitza impressiones en 3D per planificar intervencions quirúrgiques extremadament complexes, crear guies de tall o eines quirúrgiques, dissenyar pròtesis i implants personalitzats, i fer pràctiques en el marc d’activitats docents i de simulació.

La majoria de les intervencions s’estan portant a terme en els àmbits de la cirurgia maxil·lofacial, la cirurgia oncològica, la neurocirurgia, la traumatologia, la cardiologia i la cirurgia plàstica. Altres especialitats estan començant a provar el 3D com a suport a la seva pràctica clínica diària en operacions complexes. En aquest cas, per exemple, del Servei d’Odontologia i Ortodòncia de l’Hospital Sant Joan de Déu.