La impresión 3D también es capaz de reproducir corazones humanos a escala

Nadie duda a estas alturas de la película de que la impresión 3D es una de las tecnologías que más van a revolucionar el panorama tecnológico en los próximos años. Hasta ahora ya hemos visto cómo esta técnica conseguía imprimir objetos a escala minúscula, reproducir piezas de repuesto de coches o aparatos mecánicos e incluso como producía caderas para humanos a medida en apenas horas o cómo podía ser empleada para imprimir comida en el espacio.

Pero parece que sus posibilidades no tienen fin y el MIT (Massachusetts Institute of Technology) parece haber dado un paso más allá en ese sentido. Así pues, esta institución acaba de anunciar que, conjuntamente con el Hospital Infantil de Boston, han creado un sistema que es capaz de crear modelos físicos en tres dimensiones de un corazón humano de cualquier paciente al que previamente se ha sometido a una resonancia magnética.

Gracias a esta nueva aplicación de la impresión 3D, los cirujanos podrán observar una reproducción exacta del corazón antes de una operación quirúrgica, familiarizándose en vivo con las particularidades e idiosincrasias anatómicas de cada individuo.

El proyecto ha sido llevado a cabo por tres expertos en sus respectivos campos. Danielle Pace, estudiante graduado del MIT en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación, es el autor principal de la investigación y encabezó el desarrollo del software que analiza las imágenes por resonancia magnética. Mehdi Moghari, físico en el Hospital Infantil de Boston, desarrolló nuevos procedimientos que aumentan la precisión de la resonancia magnética por diez, mientras que Andrew Powell, cardiólogo en el hospital, es el encargado del trabajo clínico del proyecto.

Redujeron de 200 a 14 los segmentos a analizar
Los datos de una resonancia magnética (que es la base de este modelaje en 3D) consisten en una serie de secciones transversales de un objeto tridimensional. Al igual que una fotografía en blanco y negro, cada sección transversal tiene regiones de oscuridad y luz. En ese marco, los límites entre las regiones pueden indicar los bordes de las estructuras anatómicas… o no. Y es que los algoritmos que miden estos límites no siempre son lo suficientemente fiables como para realizar un modelo en 3D con garantías.

Hasta ahora, los científicos lo que hacían para resolver esta traba era aumentar estas diferencias con un modelo genérico del órgano a segmentar, que en el caso del corazón son las cámaras y vasos sanguíneos. Sin embargo, este modelo falla a la hora de aplicarse a pacientes que precisamente requieren de una intervención por las irregularidades de su corazón. En estos casos, los médicos tenían que separar los segmentos de la resonancia magnética a mano, un proceso que lleva aproximadamente unas 10 horas (200 segmentos actualmente registrados en el corazón humano).

Los expertos del MIT decidieron que este procesamiento clásico era muy lento e ineficaz, por lo que decidieron dejar sólo 14 zonas de las 200 a analizar, gestionando el análisis del resto de segmentos mediante un algoritmo que predice qué zonas marcan los límites gracias a los datos extraídos de la escasa decena y media de resultados. De esta forma garantizan la fiabilidad de la segmentación al no compararse con un genérico sino con los patrones del propio órgano, mientras que recortan tiempo de procesamiento al manipular sólo 14 zonas en lugar de dos centenares de ellas.

Este otoño, siete cirujanos cardíacos en el Hospital Infantil de Boston participarán en un estudio destinado a evaluar la utilidad de los modelos.