Software de impresión 3D en medicina: diseña y fabrica férulas personalizadas en minutos

Aplicaciones de inteligencia artificial en medicina: la impresión 3D médica

Estamos ante un punto de inflexión en la asistencia sanitaria. La aplicación de la inteligencia artificial en medicina, en concreto mediante herramientas de machine learning o deep learning, se ha dirigido hasta ahora hacía la predicción o el pronóstico de enfermedades, así como a tareas de servicios asistenciales automatizados mediante bots.

Pero gracias a empresas como Xkelet, de origen español y con su centro de investigación y desarrollo en Girona (su sede principal está en Londres), el uso de la inteligencia artificial en medicina ha ido un paso más allá. Xkelet ha sido la primera compañías en el mundo en aplicar la inteligencia artificial en medicina para fabricar dispositivos.

Gracias a su software de impresión 3D en medicina, son capaces de orientar la tecnología machine learning para automatizar el diseño, la construcción y la producción de férulas personalizadas, y todo en cuestión de minutos y sin necesidad de grandes inversiones, ya que lo toma de datos y el escaneo se realiza desde un teléfono móvil y el programa se paga por uso.

¿Cómo funciona un software de impresión 3D en medicina?¿Cómo repercute en la eficiencia de los profesionales y en la práctica médica? ¿Hasta dónde llegará la aplicación de la inteligencia artificial en el sector médico?

Para resolver todas estas dudas hemos realizado un encuentro digital con Pedro Vicente Hernández Herrero, director médico y VP de desarrollo de negocio en Xkelet. A raíz de sus explicaciones en el webinar hemos elaborado este artículo sobre impresión 3D en medicina.

 
Descubre el gran avance que supone el uso de la IA en un software de impresión 3D en medicina, capaz de escanear el cuerpo desde un simple dispositivo móvil y obtener los datos antropométricos, anatómicos y topográficos automáticamente
para diseñar, construir y fabricar la férula con impresión 3D.
 
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Cómo funciona el software de impresión 3D en medicina

Con el desarrollo del software médico basado en inteligencia artificial se puede escanear y construir de manera automática una  férula personalizada a cada paciente en el propio punto de atención, sin necesidad de tener que esperar a su fabricación y envío desde centros especializados, normalmente ubicados en áreas geográficas bastante alejadas del hospital o clínica que lo necesita. En este caso, su producción se realiza mediante impresión 3D.

Gracias a este tipo de software de impresión 3D en medicina, todo el proceso de creación de inmovilizaciones se automatiza.

1️⃣ Escaneo y obtención de datos 

Antes de poder realizar la impresión 3D de la férula, es necesario escanear la parte del cuerpo del paciente sobre la que vamos a colocar la inmovilización. Esta captación de datos se realiza con un sencillo hardware: un iPad o un iPhone. 

El software reconoce las estructuras anatómicas, protuberancias, lesiones, etc. y, junto a los datos antropométricos, se consigue la información necesaria para diseñar el dispositivo médico personalizado.

Con la propia cámara de este dispositivo móvil y la App del software de IA para impresión 3D en medicina podemos realizar el escaneo de las partes afectadas, con una precisión máxima y corrigendo automáticamente y en tiempo real los posibles errores. En 15 o 30 segundos,  según el tamaño del miembro a escanear, podemos tener completa esta parte del proceso de impresión 3D médica.

 
La primera inmovilización a medida creada por Xkelet ganó en 2016 el Red Dot Design Award (Premio de Diseño Red Dot). El 2021 han vuelto a ganar este certamen y han sido finalistas del Purmundus Challenge para diseño de impresión 3D.  
 
 

2️⃣ Control de calidad y estándares de certificación

Utilizar datos precisos y correctos es esencial para trabajar con algoritmos de inteligencia artificial. Con este software para impresión 3D en medicina contamos con un sistema de control de calidad en tiempo real que alerta al usuario si se ha producido un error en el escaneado, obligando a reiniciarlo.

Si todo está correcto, en menos de 30 segundos aparecerá en la pantalla la imagen del miembro con las mediciones antropométricas.

3️⃣ Diseño y construcción virtual del dispositivo médico

Mientras que para realizar digitalmente dispositivos ortopédicos y férulas 3D es necesario tener conocimientos en programas de diseño CAD, ahora esta fase se automatiza por completo.

Realizado el escáner y captados los datos necesarios, la inteligencia artificial del software para impresión 3D en medicina construye el dispositivo a medida en unos 60 segundos. El profesional solo tiene que elegir el tipo de dispositivo que necesita y detalles como el sistema de cierre, si desea mayor espacio entre la piel y la férula, etc. Estas decisiones se aplican con un simple clic sobre la pantalla.

4️⃣ Impresión 3D médica

Una vez automatizado el diseño y la construcción virtual de la férula personalizada, solo hay que enviar el archivo para su fabricación. No es necesario un técnico en impresión 3D para este proceso, ya que la conversión de archivos digitales se realiza automáticamente.

Gracias a la impresión 3D médica se consigue un dispositivo ortopédico en plástico o resina, tan barato como el yeso y con mucha mayor agilidad.

Para ello cuentan con una de las máquinas de impresión 3D en medicina más rápidas que existen actualmente, una impresora de tecnología LCD que utiliza resina fotopolimerizable. En 50 minutos, imprime entre 4 y 6 dispositivos ortopédicos circunferenciales 3D de 30 centímetros para el antebrazo.

 
Disponemos de la propiedad intelectual de la máquina de impresión 3D médica más rápida que hay en el mundo. Somos capaces de imprimir entre 4 y 6 férulas para el antebrazo en 50 minutos. Las clásicas máquinas 3D tardarían para el mismo trabajo de 40 a 60 horas.

Pedro V. Hernández - Xkelet.

 
 
En Xkelet utilizamos la inteligencia artificial en medicina para diseñar, construir y fabricar férulas automáticamente. Aplicar IA para el proceso de manufactura es algo exclusivo en el mundo. Desde que empezamos a escanear hasta que tenemos listo el archivo para imprimir en 3D pasan aproximadamente 6 minutos.

Pedro V. Hernández Herrero, director médico y VP de desarrollo de negocio en Xkelet.

 

Ventajas del software para impresión 3D en medicina

  1. Automatiza todo el proceso de creación de una férula. La IA de este software de impresión 3D para medicina permite automatizar el escaneo, diseño, construcción y fabricación de la férula a medida del paciente. Corrige todos los errores de parámetros que puedan ocurrir al escanear, consiguiendo los datos precisos, así como la construcción de la inmovilización. No es necesario tener conocimientos ni en diseño CAD ni en impresión 3D, sino que el sistema de machine learning para empresas   reconoce el escaneado para construir la férula que necesitamos y prepara el archivo para imprimir.
  2. Fabrica férulas a la medida del paciente con gran rapidez. No hay que adaptar inmovilizaciones estándar a cada paciente, sino que la fabricación es totalmente personalizada. El software para impresión 3D en medicina lo diseña a medida del paciente en apenas un minuto, y automáticamente lo transforma en un archivo para impresión 3D.
  3. Gran eficiencia y rapidez sin apenas gasto. Gracias al software de impresión 3D en medicina podemos fabricar una férula en cuestión de minutos, lista para las urgencias de los hospitales. Al no necesitar un sistema de escaneado externo, se abarata y simplifica el proceso, dando acceso a este sistema de impresión 3D médica a todo tipo de centros sanitarios, que solo deben imprimir directamente en el propio punto de atención médica o enviar el archivo digital a un centro externo próximo para su fabricación.
  4. Menos residuos y apuesta por el desarrollo local. Lo ideal sería disponer de las máquinas que imprimen en 3D lo más cercanas posible al centro que lo necesita, en el propio hospital o en la misma ciudad. Al producir localmente, se elimina la contaminación del transporte logístico y, además, se reducen residuos, ya que solo se fabrica bajo demanda y a gran rapidez. No es necesario disponer de grandes volúmenes de stock ni producir en masa.
  5. Uso habitual en el futuro de la impresión 3D en medicina. Dada su sencillez y eficacia, la impresión 3D en medicina se podrá emplear de manera cotidiana para cualquier intervención quirúrgica que lo necesite. No solo para automatizar la creación de dispositivos ortopédicos, también para la fabricación de todo tipo de prótesis internas personalizadas en titanio; de nanorobots, realizados con el más mínimo detalle y tan pequeños como micras; o de polypills, pastillas personalizadas con todos los fármacos que necesita al día cada paciente. Además, al disminuir la necesidad de recursos especializados, países del tercer mundo, zonas rurales y áreas de difícil  acceso (estaciones espaciales, expediciones o misiones militares) se verán beneficiados de esta tecnología.
  6. Mejora la atención al paciente. La impresión 3D médica de férulas aumenta la calidad de vida del paciente (evita picores, son más ligeras…) y soluciona muchas complicaciones relacionadas con los procedimientos de inmovilización tradicional: disminuye la anquilosis y la pérdida muscular al facilitar técnicas de fisioterapia desde el inicio del proceso, evita la compresión de los tejidos profundos y problemas en la piel relacionados con la mala ventilación, etc. Los dispositivos 3D son biomecánica y clínicamente mejores que los yesos tradicionales.
 
Ventajas de aplicar la inteligencia artificial en medicina y en impresión 3D médica
 
En 2019, el departamento de defensa de EE.UU. reconoció nuestra tecnología de inteligencia artificial en medicina dentro de las del 15% con mayor valor e impacto en el mundo para sus intereses.

Pedro V. Hernández - Xkelet.

 

Webinar sobre IA en medicina y el software para impresión 3D médica

Si quieres profundizar sobre las aplicaciones de la inteligencia artificial en medicina y el software para impresión 3D médica, no te pierdas el webinar completo de Pedro V. Hernández, donde podrás ver con más detenimiento cada uno de estos puntos y otros contenidos nuevos.

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