Impressão 3D e realidade aumentada na medicina

Paloma é uma mulher positiva que gosta de esportes e segue uma dieta saudável. No entanto, um dia ela sentiu um desconforto ao caminhar e decidiu ir ao médico. Lá os médicos solicitaram uma tomografia computadorizada e determinaram que ela tem um tumor nas nádegas e que precisariam operar para removê-lo. Apesar de ser uma mulher educada, ela não entendeu completamente o significado do que eles falaram a ela. Foi difícil para ela se acostumar com o tamanho do tumor, a abordagem cirúrgica e o impacto que tudo isso pode ter em sua vida futura.

Assim, os cirurgiões usaram uma outra estratégia: demonstraram a operação que fizeram com a tecnologia 3D. Para fazer isso, eles colocaram um pequeno pedaço com alguns desenhos estranhos em suas mãos e pediram que ela o segurasse na altura do quadril. Em seguida, eles focaram nela com a câmera de seu celular e, de repente, o interior de Paloma apareceu, em três dimensões, em seu próprio corpo. É como ver através de sua pele!

Por fim, os médicos conseguiram explicar novamente sua patologia e como será a cirurgia. Conforta-a saber que usarão esse mesmo sistema para guiar os cortes durante o procedimento. Os cirurgiões falaram que assim farão uma cirurgia rápida, direta e eficiente.

Esta história, que parece ter saído de um livro de ficção científica, é algo que está a ser feito atualmente em vários hospitais de todo o mundo, incluindo na Espanha. Um exemplo é o Hospital Gregorio Marañón em Madrid, graças ao trabalho dos engenheiros biomédicos da UC3M.

Estamos falando de impressão 3D e realidade aumentada. Duas tecnologias emergentes que vêm surgindo nos últimos anos em muitos campos, incluindo lazer, esportes, moda e, agora, medicina.

Mas o que exatamente eles são? A impressão 3D permite que objetos físicos sejam obtidos em três dimensões a partir de um arquivo digital. Isso inclui tudo, desde instrumentos cirúrgicos a próteses ou até órgãos inteiros. Já a realidade aumentada (ou RA), é uma tecnologia que utiliza um dispositivo eletrônico para projetar objetos virtuais em 3D diretamente no mundo real. Um exemplo de AR que todos conhecemos seriam os filtros de mídia social como o Instagram ou o videogame PokemonGo.

A combinação dessas tecnologias tem muitas aplicações possíveis. Por exemplo, os engenheiros biomédicos da UC3M criaram sistemas para ajudar a inserir uma agulha que serve para estimular um nervo específico.

Até agora, esse tipo de intervenção geralmente é realizado com o paciente acordado, para que ele possa responder aos diferentes estímulos. Se não correr bem no início (o que é muito provável), você tem que continuar espetando o paciente repetidamente até acertar o nervo.

Com realidade aumentada e impressão 3D, hologramas podem ser criados para orientar a inserção dessas agulhas para ajudar a tornar esses procedimentos mais rápidos e indolores possível.

Outra aplicação é orientar a colocação de implantes dentários para garantir que não haja pequenos desvios que desfiguram os sorrisos dos pacientes.

Também usamos essas tecnologias para auxiliar na modelagem óssea durante a cirurgia. Por exemplo, existem alguns bebês cujos crânios se deformam durante os primeiros meses de desenvolvimento devido ao fechamento prematuro de seus ossos. Esse defeito é chamado de craniossinostose.

Nesses casos, o paciente geralmente é operado para remover os ossos deformados, modelá-los e recolocá-los em suas posições naturais. Tradicionalmente, esse procedimento era realizado manualmente e em grande parte determinado pela subjetividade dos cirurgiões. Usando essas tecnologias, é possível exibir modelos 3D da forma óssea ideal para moldar os fragmentos reais de forma mais eficiente.

A combinação dessas tecnologias tem muitas aplicações possíveis. Por exemplo, os engenheiros biomédicos da UC3M criaram sistemas para ajudar a inserir uma agulha que serve para estimular um nervo específico.

Até agora, esse tipo de intervenção geralmente é realizado com o paciente acordado, para que ele possa responder aos diferentes estímulos. Se não correr bem no início (o que é muito provável), você tem que continuar espetando o paciente repetidamente até acertar o nervo.

Com realidade aumentada e impressão 3D, hologramas podem ser criados para orientar a inserção dessas agulhas para ajudar a tornar esses procedimentos mais rápidos e indolores possível.

Outra aplicação é orientar a colocação de implantes dentários para garantir que não haja pequenos desvios que desfiguram os sorrisos dos pacientes.

Também usamos essas tecnologias para auxiliar na modelagem óssea durante a cirurgia. Por exemplo, existem alguns bebês cujos crânios se deformam durante os primeiros meses de desenvolvimento devido ao fechamento prematuro de seus ossos. Esse defeito é chamado de craniossinostose.

Nesses casos, o paciente geralmente é operado para remover os ossos deformados, modelá-los e recolocá-los em suas posições naturais. Tradicionalmente, esse procedimento era realizado manualmente e em grande parte determinado pela subjetividade dos cirurgiões. Usando essas tecnologias, é possível exibir modelos 3D da forma óssea ideal para moldar os fragmentos reais de forma mais eficiente.

O trabalho de Alicia Pose Díez de la Lastra, Rafael Moreta Martínez, Mónica García Sevilla e David García Mato (engenheiros biomédicos da UC3M), em coordenação com Santiago Ochandiano (cirurgião do serviço de cirurgia oral e maxilofacial do Hospital Gregorio Marañón), José Antonio Calvo Haro e Rubén Pérez Mañanes (cirurgiões do serviço de Cirurgia e Traumatologia Ortopédica do HGM), já é líder mundial no uso dessas tecnologias em ambientes clínicos. Existem muitos casos em que a impressão 3D e a realidade aumentada foram usadas com sucesso para auxiliar em problemas médicos reais. Isso inclui planejamento cirúrgico, comunicação com o paciente e cirurgias.

Existem muitos casos em que a impressão 3D e a realidade aumentada foram usadas com sucesso para auxiliar em problemas médicos reais. Isso inclui planejamento cirúrgico, comunicação com o paciente e cirurgias.

Durante o planejamento, modelos tridimensionais da anatomia do paciente ajudam os cirurgiões a ter uma ideia mais clara da patologia e estudar possíveis abordagens de forma única, intuitiva e rápida. Essas tecnologias também tornam mais fácil para os pacientes entender sua patologia e os ajudam a entender melhor a abordagem cirúrgica.

Nas cirurgias, eles permitem que hologramas do interior do paciente sejam projetados sobre ele mesmo, simulando a possibilidade de ver através de seus tecidos e encontrar a área afetada com mais facilidade. Isso se traduz em cirurgias mais rápidas e eficientes e melhor recuperação para os pacientes.

Com tudo isso, esperamos estabelecer uma base para novos estudos relacionados à realidade aumentada e impressão 3D no contexto clínico. Não parece irracional pensar que isso promoverá a aplicação de novas tecnologias em uma área tão importante quanto a saúde.