Pencetakan 3D dan augmented reality di rumah sakit

Paloma adalah wanita positif yang suka olahraga dan yang mengikuti diet sehat. Namun, suatu hari ia mulai merasa tidak nyaman saat berjalan dan memutuskan untuk pergi ke dokter. Di sana mereka melakukan CT scan dan menentukan bahwa dia memiliki tumor di pantatnya dan mereka harus mengoperasinya untuk mengangkatnya. Meskipun menjadi wanita yang berpendidikan, dia tidak dapat sepenuhnya memahami apa arti dari apa yang dia katakan. Sulit untuk mendapatkan gagasan tentang ukuran tumor, pendekatan bedah dan dampak dari semua ini terhadap kehidupan masa depan Anda.

Kemudian ahli bedah menggunakan strategi lain: mengajari Anda operasi yang akan mereka lakukan dengan teknologi 3D. Untuk melakukan ini, mereka meletakkan di tangan mereka sepotong kecil dengan beberapa gambar langka dan memintanya untuk memegangnya di ketinggian pinggulnya. Kemudian mereka fokus padanya dengan kamera ponselnya dan, tiba-tiba, interior Paloma muncul, dalam tiga dimensi, di tubuhnya sendiri. Seolah-olah dia melihat melalui kulitnya!

Sekarang mereka dapat menjelaskan lagi patologi mereka dan bagaimana operasi akan terjadi. Ini menghibur Anda untuk mengetahui bahwa mereka akan menggunakan sistem yang sama untuk memandu pemotongan selama intervensi. Ahli bedah mengatakan bahwa dengan cara ini mereka akan melakukan operasi yang cepat, langsung dan efektif. Rumah sakit yang bekerja dalam tiga dimensi

Kisah ini, yang tampaknya diambil dari buku fiksi ilmiah, adalah sesuatu yang saat ini dilakukan di beberapa rumah sakit di seluruh dunia, termasuk beberapa di Spanyol. Contohnya adalah Rumah Sakit Gregorio Marañón di Madrid, berkat karya para insinyur biomedis UC3M.

Kami berbicara tentang pencetakan 3D dan augmented reality. Dua teknologi baru yang telah membuat jalan mereka dalam beberapa tahun terakhir di banyak bidang termasuk rekreasi, olahraga, fashion dan, sekarang, obat-obatan.

Tapi apa sebenarnya mereka? Pencetakan 3D memungkinkan Anda untuk mendapatkan objek fisik dalam tiga dimensi dari file digital. Ini termasuk segala sesuatu mulai dari instrumen bedah hingga prostesis atau bahkan seluruh organ.

Adapun augmented reality (atau AR), ini adalah teknologi yang menggunakan perangkat elektronik untuk memproyeksikan objek virtual dalam 3D langsung ke dunia nyata. Contoh AR yang kita semua tahu adalah filter jejaring sosial seperti Instagram atau video game PokemonGo.

Gambar 1. (a) Biomodel pinggul pasien (putih) dengan tumor pada bokong (merah) 3D dicetak dalam asam polilaktik (PLA). (b) Biomodel yang sama diproyeksikan dengan augmented reality di ponsel. Hologram untuk memandu dokter

Kombinasi teknologi ini memiliki banyak kemungkinan aplikasi. Misalnya, insinyur biomedis di UC3M telah menciptakan sistem untuk membantu memasukkan jarum untuk merangsang saraf tertentu.

Sampai sekarang, jenis intervensi ini biasanya dilakukan dengan pasien terjaga, sehingga ia dapat menanggapi rangsangan yang berbeda. Jika tidak berjalan dengan baik pertama kali (yang sangat mungkin), Anda harus terus menusuk pasien lagi dan lagi sampai Anda mendapatkan saraf yang benar.

Dengan augmented reality dan pencetakan 3D, hologram dapat dibuat untuk memandu penyisipan jarum ini untuk membantu membuat prosedur ini secepat dan kurang menyakitkan mungkin.

Aplikasi lain adalah memandu penempatan implan gigi untuk memastikan bahwa tidak ada penyimpangan kecil yang mencukur senyum pasien.

Kami juga menggunakan teknologi ini untuk membantu pemodelan tulang selama operasi. Misalnya, ada beberapa bayi yang tengkoraknya cacat selama beberapa bulan pertama perkembangan karena penutupan tulang mereka secara prematur. Cacat ini disebut craniosynostosis.

Dalam kasus ini, pasien biasanya dioperasi untuk menghilangkan tulang cacat, memodelkannya dan mengembalikannya ke posisi alami mereka. Secara tradisional, prosedur ini dilakukan secara manual dan sangat ditentukan oleh subjektivitas ahli bedah. Dengan menggunakan teknologi ini, dimungkinkan untuk menampilkan model 3D dari bentuk tulang yang ideal untuk membentuk fragmen nyata dengan cara yang lebih efektif. Kasus Paloma: onkologi ortopedi

Dalam kasus Paloma, yang telah kami sajikan di awal, kami akan berbicara tentang onkologi ortopedi. Cabang kedokteran ini bertanggung jawab untuk pengobatan tumor yang mempengaruhi sistem muskuloskeletal (tulang dan otot, terutama).

Apa yang biasanya dilakukan dalam kasus ini adalah untuk sepenuhnya mengangkat tumor dengan operasi untuk mencegah pertumbuhan atau penampilannya di bagian lain dari tubuh.

Untuk melakukan ini, biasanya untuk mendapatkan gambar medis pasien (seperti ct scan atau CT scan) untuk melihat bagian tubuh yang terkena dan memahami patologi. Hal yang buruk adalah bahwa kadang-kadang sulit untuk mendapatkan gambaran tentang tumor hanya menggunakan gambar 2D. Oleh karena itu, terutama untuk ahli bedah pemula, mengembangkan rencana bedah dan menerjemahkannya ke dalam operasi bisa menjadi kerja keras. Selain itu, dalam menghadapi komunikasi dengan pasien, juga sulit untuk menyampaikan situasi Anda hanya dengan kata-kata.

Untuk mengatasi hal ini, para peneliti UC3M baru-baru ini membuat lompatan ke teknologi tiga dimensi baru untuk merancang solusi pengobatan yang dipersonalisasi.

Secara khusus, kami menggunakan pencetakan 3D untuk membuat penanda augmented reality yang memiliki serangkaian pola yang dapat dikenali oleh perangkat AR. Kami kemudian membuat biomodel 3D anatomi masing-masing pasien dari gambar CT mereka. Berdasarkan deteksi penanda AR, perangkat memproyeksikan biomodel ini di tempat yang diinginkan.

Gambar 2. Diagram alur kerja yang diusulkan oleh UC3M dan HGM untuk operasi onkologi ortopedi. Referensi dunia

Karya Alicia Pose Díez de la Lastra, Rafael Moreta Martínez, Mónica García Sevilla dan David García Mato (insinyur biomedis UC3M), berkoordinasi dengan Santiago Ochandiano (ahli bedah layanan bedah mulut dan maksilofasial rumah sakit Gregorio Marañón), José Antonio Calvo Haro dan Rubén Pérez Mañanes (ahli bedah bedah bedah ortopedi dan layanan traumatologi HGM), ini sudah menjadi referensi di seluruh dunia dalam penggunaan teknologi ini dalam pengaturan klinis.

Ada banyak kasus di mana pencetakan 3D dan augmented reality telah berhasil digunakan untuk membantu dalam masalah medis yang nyata. Ini termasuk perencanaan bedah, komunikasi pasien, dan operasi.

Selama perencanaan, model tiga dimensi anatomi pasien membantu ahli bedah untuk memiliki gagasan yang lebih jelas tentang patologi dan mempelajari kemungkinan pendekatan dengan cara yang unik, intuitif dan cepat. Teknologi ini juga memfasilitasi pemahaman pasien dengan mempresentasikan patologi mereka dan membantu mereka untuk lebih memahami pendekatan bedah.

Dalam operasi, mereka memungkinkan untuk memproyeksikan hologram interior pasien pada dirinya sendiri mensimulasikan kemungkinan melihat melalui jaringannya dan lebih mudah menemukan daerah yang terkena. Ini diterjemahkan menjadi operasi yang lebih cepat dan lebih efektif dengan pemulihan yang lebih baik bagi pasien.

Gambar 3. Aplikasi augmented reality dan pencetakan 3D untuk (a) perencanaan bedah, (b) komunikasi pasien dan (c) operasi. Biomodel putih mewakili tulang pasien, sedangkan biomodel merah dalam angka (a) dan (b) dan biomodel biru pada gambar (c) sesuai dengan tumor.

Dengan semua ini, kami berharap dapat membangun dasar untuk studi lebih lanjut yang terkait dengan augmented reality dan pencetakan 3D dalam konteks klinis. Tampaknya tidak masuk akal untuk berpikir bahwa ini akan mempromosikan penerapan teknologi baru di bidang yang sama pentingnya dengan kesehatan.

Related posts