Use of 3D printing in surgical interventions

SAS professionals create 3D physical models to improve surgical interventions.

A group of engineers from the Information and Communications Technologies (TIC) Sub directorate of the Andalusian Health Service in the province of Jaén have developed 3D physical bio models, which allow planning and personalize surgical interventions performed on the patients at the Hospital of the city of Jaén.
The fundamental objective in using impressions of 3D prototypes  in surgical interventions is to generate specific bio models for each patient, offering a personalized medicine service, This way will allow the surgeon to have a better knowledge of the anatomy of the patient to be treated. «This provokes an increase in the confidence of the specialized professional and makes the patient safer, as well it makes a the planning of the surgery much better, shortening their times».
The bio models offer surgeons more information before the operetion, and they can study the patient’s characteristics in a reliable, intuitive and simple way.
For its part, the head of the TIC provincial team of Jaén, Carlos Ilia, has indicated that, to reach these specific models, the engineers start from a radiological exploration, a CT scan, performed previously to the patient, and that meets the necessary conditions to create the subsequent 3D model. «From here, the engineers work with surgeons and radiologists to analyze the anatomical area on which the bio model is required,» he said.
He also stressed out that the technicians design first a digital prototype, and it is verified if it fits the parameters expected by radiologists and specialists and if so, the printing is carried out, which again must have the approval of the surgeons.

So far, since the beginning in 2017, the printing of prototypes in 3D has been used in five different specialties: Thoracic Surgery, Otorhinolaryngology, Neurosurgery, Traumatology and Pediatric Surgery and have been present in almost 40 interventions in the Hospital of Jaén.
The developed bio models are veins, arteries, bones and some organs such as kidneys, larynxes, bronchi and skulls, among them the most numerous ones, are of veins and arteries for the specialty of Thoracic Surgery being used for lung cancer interventions.
They are followed by prototypes of bone lesions either by fracture or by tumour masses in bones, and also for structural malformations in the patient’s anatomy.
In addition to this application before and during the intervention can be used for other purposes such as communication between professionals involved in the preoperative process, doctor-patient communication to explain better the pathology and the approach thereof, and even in training for students or professionals.
The 3D bio models printing initiative was born within the ‘Tecnolab Health’ project, a laboratory of innovative actions, launched by Jaén professionals of the Information and Communications Technology Sub directorate of the Andalusian Health Service, whose objective is to generate a tangible transformation within the organization and health services provided to citizens, increasing quality and safety.

Profesionales del SAS crean modelos físicos en 3D que mejoran las intervenciones quirúrgicas.

Un grupo de ingenieros de la Subdirección de Tecnologías de la Información y Comunicaciones (TIC) del Servicio Andaluz de Salud en la provincia de Jaén han desarrollado biomodelos físicos en 3D, que permiten planificar y personalizar las intervenciones quirúrgicas que se realizan a los pacientes del Complejo Hospitalario de Jaén.
El objetivo fundamental del empleo de impresiones de prototipos en 3D en intervenciones quirúrgicas es generar biomodelos específicos para cada paciente, ofreciendo un servicio de medicina personalizada, y a su vez permitir que el cirujano tenga una mayor certeza de la anatomía del paciente a tratar. «Esto suscita un aumento de la confianza del profesional especializado y repercute en una mayor seguridad del paciente, además de una mejor planificación de la operación, acortando los tiempos».
Los biomodelos ofrecen a los cirujanos una mayor información previa a la intervención, además de que pueden estudiar con detenimiento las características del paciente de forma fiable, intuitiva y simple.
Por su parte, el responsable del equipo provincial TIC de Jaén, Carlos Ilia, ha señalado que, para llegar a estos modelos específicos, los ingenieros parten de una exploración radiológica, un TAC, realizado previamente al paciente, y que reúne las condiciones necesarias para crear el posterior modelo 3D. «A partir de aquí, los ingenieros trabajamos con los cirujanos y los radiólogos para analizar el área anatómica sobre la que se requiere el biomodelo», ha apuntado.
Ha destacado también que los técnicos diseñan un primer prototipo digital, y se verifica si se ajusta a los parámetros esperados por los radiólogos y especialistas y si es así, se lleva a cabo la impresión, que de nuevo debe contar con el visto bueno de los cirujanos.

Hasta el momento, desde su inicio en 2017, la impresión de prototipos en 3D se ha empleado en cinco especialidades diferentes: Cirugía Torácica, Otorrinolaringología, Neurocirugía, Traumatología y Cirugía Pediátrica y han estado presente en casi 40 intervenciones del Complejo Hospitalario de Jaén.
Los biomodelos desarrollados son de venas, arterias, huesos y algunos órganos como riñones, laringes, bronquios y cráneos, entre ellos los más numerosos, los de venas y arterias para la especialidad de Cirugía Torácica que los emplean para intervenciones de cáncer de pulmón.
A ellos, les siguen los prototipos para lesiones óseas bien por fractura o por masas tumorales en huesos, y también para malformaciones estructurales en la anatomía del paciente.
Además de su aplicación antes y durante la intervención puede utilizarse con otros fines como la comunicación entre los profesionales implicados en el proceso preoperatorio, la comunicación médico-paciente para explicarles mejor la patología y el abordaje de la misma, e incluso en la formación para estudiantes o profesionales.
La iniciativa de impresión de biomodelos en 3D nace dentro del proyecto ‘Salud Tecnolab’ un laboratorio de acciones innovadoras, puesto en marcha por los profesionales de Jaén de la Subdirección de Tecnologías de Información y Comunicaciones del Servicio Andaluz de Salud, cuyo objetivo es generar una transformación tangible dentro de la organización y los servicios sanitarios que se presta a los ciudadanos, en incremento de la calidad y la seguridad.

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