Investigadores maxilofaciales brasileños utilizan ingeniería inversa 3D para ayudar a la cirugía

Menos de un año antes de que se escribiera esta historia, Carlos Roberto Sales apenas podía comer o dormir. Él no quería trabajar o incluso salir de su casa. Su barba ocultó una terrible herida en el lado izquierdo de su cara debido a un accidente y una subsiguiente infección ósea por una cirugía fallida. Sentía como si hubiera perdido su identidad.

“El rostro de un hombre es su identidad”, dice el agente inmobiliario brasileño de 47 años. “Cuando un hombre pierde su rostro, ha perdido mucho más que su apariencia”.

Hoy, Sales es un hombre nuevo. Después de llegar a su punto más bajo, contactó al Dr. Frederico Salles y al Dr. Marcos Anchieta, quienes estaban trabajando con el Dr. Cesar Oleskovicz en la nueva tecnología de implantes óseos. Para el Dr. Oleskovicz y sus colegas cirujanos en el Centro de Rehabilitación Maxilofacial ORIS (Brasilia, Brasil), la creación de prototipos virtuales tridimensionales está convirtiendo la cirugía tediosa y lenta en una forma más precisa y conveniente para tratar a los pacientes con trastornos maxilofaciales.

El Dr. Oleskovicz utiliza los últimos programas de CAD médico, software de gráficos 3D y Geomagic Studio para crear implantes maxilofaciales personalizados para pacientes con defectos óseos o enfermedades de la cara.

Estas son las tecnologías que permitieron a los cirujanos cambiar la vida de Sales. “Ahora tengo movimientos bucales normales y puedo comer normalmente nuevamente. Recuperé la confianza en mí mismo, sin el temor de que la gente me mire a la cara”, dice.

Un campo altamente especializado

La cirugía oral y maxilofacial es una forma altamente especializada de odontología. Incluye el diagnóstico, el tratamiento quirúrgico y complementario de enfermedades, lesiones y defectos que afectan la boca y la región maxilofacial. Estos cirujanos se ocupan de problemas que van desde lesiones faciales y cáncer hasta defectos óseos congénitos.

Debido a que muchas cirugías faciales implican la reconstrucción, requieren una planificación cuidadosa y técnicas complejas para lograr el resultado deseado por el paciente. A diferencia de otras lesiones o trastornos óseos, los médicos no pueden solucionar el problema con un simple yeso.

La exploración por TC y las imágenes de resonancia magnética avanzadas ahora pueden crear imágenes en 3D del área facial para un diagnóstico preciso. Y la creación rápida de prototipos – estereolitografía, sinterización selectiva con láser o material de deposición fundido – se puede usar para planear y construir un implante preciso para reemplazar el hueso dañado o enfermo.

Mientras que las tecnologías avanzadas de escaneo, CAD y prototipado rápido abrieron nuevas puertas para el Dr. Oleskovicz, no resolvieron uno de sus mayores problemas, que surgió nuevamente en una cirugía reciente. Una mujer tenía un tumor muy grande en la mandíbula inferior, y el Dr. Oleskovicz tuvo que construir un implante de acero para reemplazar el hueso que se eliminaría con el tumor.

“Este proyecto fue muy simple en su objetivo, pero complejo en su realización. Tuve que reemplazar el lado derecho total, el mentón total y el 80 por ciento del lado izquierdo”, dice. “El tumor era tan grande, el programa que realiza la conversión de las tomografías computarizadas a los modelos matemáticos creaba archivos que eran demasiado grandes y complejos para manipularlos en cualquier programa CAD. Necesitaba un objeto tridimensional viable sin pérdida de precisión”.

En el pasado, debido a que los archivos eran demasiado grandes para exportar al programa CAD, el Dr. Oleskovicz se vio obligado a comenzar el proceso de implante en el programa CAD y luego trabajar hacia atrás, probando su ajuste en un programa de modelo matemático 3D. Esto condujo a un largo proceso de prueba y error en el que tuvo que seguir volviendo al programa CAD para ajustar el ajuste y luego volver a probarlo en el modelo matemático.

“Realicé estos pasos cientos de veces. Fue una gran cantidad de trabajo”, dice.

Implantar nuevos conceptos

Al darse cuenta de que continuaría teniendo este problema, el Dr. Oleskovicz buscó en Internet y encontró Geomagic Wrap, una herramienta ideal para optimizar datos poligonales para aplicaciones de prototipos virtuales en 3D.

Geomagic Wrap permite la reducción de polígonos instantánea y automática de cualquier superficie, independientemente de su complejidad. El tamaño de archivo reducido mejora drásticamente la velocidad de reproducción, al tiempo que conserva la geometría de la superficie del objeto.

“Geomagic desempeñó un papel importante en la cirugía de esta mujer al permitirme trabajar con estos archivos matemáticos gigantes sin pérdida de precisión”, dice el Dr. Oleskovicz. “Con Geomagic Wrap es fácil manipular incluso los archivos STL más grandes [para estereolitografía]”, dice.

El Dr. Oleskovicz utilizó Geomagic Wrap luego de convertir las tomografías computarizadas en datos matemáticos en un programa de gráficos 3D diseñado específicamente para imágenes médicas. “Geomagic ahorró tanto tiempo que hubiera sido casi imposible completar el proceso de planificación del implante sin él”, dice. “Si estuviera importando los modelos matemáticos 3D sin Geomagic Wrap, cada vez necesitaría horas para hacer ajustes”.

De lo virtual a lo real

Después de que el proceso de implante se probó con modelos de computadora 3D, el implante del paciente se llevó a la realidad a través de una rápida creación de prototipos. Con la precisión de Geomagic Wrap, el paciente del Dr. Oleskovicz ahora tiene una nueva mandíbula de tamaño perfecto.

Este último paciente fue el segundo de muchos que recibirán implantes maxilofaciales con la ayuda de Geomagic Wrap en el Centro de Rehabilitación Maxilofacial. El Dr. Oleskovicz planea continuar usando Geomagic para sus cirugías, particularmente su próxima, que usará un material más nuevo para el implante.

“Mis estudios no se detienen aquí”, dice. “El próximo implante estará hecho de material polimérico en lugar de metal. Debido a que el polímero es más liviano que el metal, se puede replicar la anatomía correcta del hueso del paciente. Por lo tanto, necesitaré más conocimientos gráficos para obtener el archivo 3D perfecto para el hueso superficie.”

Para el paciente, estas nuevas técnicas de computadora hacen que el resultado final valga la prueba del tratamiento.

“Este tipo de cirugía puede ser muy difícil para un paciente”, dice el Dr. Oleskovicz. “Es nuestro trabajo entregar un implante que tenga una biocompatibilidad perfecta, funcione como un hueso real y sea estéticamente agradable. La tecnología informática como Geomagic Wrap facilita ese proceso”.

Para Carlos Roberto Sales, ha significado una nueva oportunidad de vida. “Mi principal placer es despertarme en la mañana, afeitarme la barba, mirarme en el espejo e ir a trabajar”, dice. “Perdí mi identidad, pero ahora la tengo de vuelta”.






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