Hologramas e impresión 3D, así se opera en el Gregorio Marañón

En un pequeño despacho del Hospital Gregorio Marañón de Madrid se está cambiando el mundo. Falta tanto espacio que muchos de los modelos de órganos impresos en 3D están amontonados en cajas como lo juguetes de un niño en un baúl. Esta escasez de recursos no ha sido un impedimento para que un equipo de cirujanos e ingenieros creara un sistema pionero para mezclar impresión 3D y gafas de realidad virtual, y lograr que las cirugías sean cada vez más precisas, reducir el riesgo de los pacientes y acortar el tiempo de las intervenciones.

La novedad de que un equipo médico de Madrid ha comenzado a usar gafas de realidad aumentada y hologramas en las intervenciones ha ocupado los titulares de los medios por varias semanas, pero adentrarse en el Fab Lab de la mano del cirujano ortopédico oncológico del Hospital Gregorio Marañón, Rubén Pérez Mañanes, más que una lección de Ciencia es una clase sobre mística de trabajo.

Tres estudiantes acompañan a Pérez durante la entrevista, y como aprendices, prefieren escuchar. Son becarios y alumnos de la Universidad Carlos III de Madrid, instituto que se unió al hospital y a la empresa madrileña 6DLAB para sacar adelante lo que se está convirtiendo en un hito para la medicina.

¿Cuál es el avance? Un equipo interdisciplinario de ingenieros y médicos ha creado un modelo que fusiona dos tecnologías y logra que el cirujano tenga de manera virtual sobre el paciente toda la información necesaria para la intervención.

El primer paso es la impresión en 3D de los órganos y tumores del paciente así como de las prótesis que se vayan a implantar. Por otra parte, el equipo del doctor Pérez utiliza unas gafas de realidad virtual (marca HoloLens) a través de las cuales se proyectan sobre el paciente hologramas de sus pruebas médicas. Las gafas de realidad no suelen reconocer los cambios de posición del paciente, y por lo tanto de sus órganos, durante la operación. Para solucionar esto imprimen un marcador óptico –una especie de código QR– que ayuda a las gafas a reconocer la tridimensionalidad del cuerpo y los órganos. Tras este paso, las gafas son capaces de reconocer la forma y el tamaño de los órganos de ese paciente, ya que imprimen un modelo para cada caso.

Vamos a poner un ejemplo. Un paciente tiene un tumor en la pierna que va a ser extirpado. El equipo del doctor Pérez imprime en 3D un modelo del tumor y del lugar de la pierna donde está. Estas dos piezas son registradas por las gafas que, gracias al marcador óptico, cuando llegue el momento de la operación van a poder reconocer el tumor real y dónde está. Además cualquier estudio que necesite el médico será proyectado también por estas en tiempo real.

Hay otros centros que utilizan las gafas de realidad virtual o la impresión 3D pero el salto en el Gregorio Marañón se ha conseguido al mezclar las dos tecnologías porque este sistema consigue “dotar al cirujano de rayos X” durante la intervención.

“Lo que hemos intentado es aglutinar toda la tecnología 3D en un único espacio. Entonces, a partir de los estudios del paciente (estudios radiológicos como TAC, resonancias magnéticas o tomografías de emisión de positrones) tenemos dos caminos posibles: generar un modelo 3D virtual (que es el que leen las gafas) o generar un modelo tangible mediante impresión 3D”, explica Pérez Mañanes. Decidieron usar los dos. Este método pionero en el mundo ya ha demostrado su éxito con la extirpación de un tumor en una pierna.

La importancia de la impresión 3D

El doctor explica que los sistemas de realidad virtual o realidad aumentada no identifican al paciente sino tan solo algunas zonas del espacio o algunos marcadores sencillos. Entonces mediante marcadores óptimos que se fabrican con la impresora 3D, se logra marcar el paciente con una plantilla, y a partir de ahí, proyectar y aumentar las capas de información.

Es un sistema de ayuda, no de sustitución del trabajo de los médicos a la hora de operar. “No es que haya un robot operando. Lo que permite es generar más capas de información durante la cirugía para que el cirujano tenga toda la información posible”, explica el médico.

Hasta ahora lo que se tiene en las salas es un ordenador conectado en el quirófano en el que un personal técnico o asistente puede estar cargando en la pantalla la información y estudios del paciente que necesita el médico, “pero no tienes autonomía de cara a poder ver toda esa información según la necesites y tampoco la tienes sobre el paciente o sobre la mesa de operaciones”, añade. Gracias a la precisión que se logra con la combinación de los dos métodos y el código QR se pueden proyectar incluso los lugares exactos donde hacer las incisiones.

Anteriormente, explica Pérez, se encargaban a empresas con impresoras industriales las piezas del cuerpo para ser analizadas y posteriormente intervenidas, pero con esta tecnología se hace la impresión dentro de los hospitales y esto requiere de una filosofía de producción totalmente diferente a la que hasta ahora se aplica. “Se necesitan laboratorios dentro del hospital y personal cualificado que trabajen con los casos mano a mano con los médicos. Nosotros hemos constituido el laboratorio como un Fab Lab desde el principio, con idea de que los estudiantes aprendieran haciendo y trabajando con casos clínicos reales”.

La oficina tiene seis impresoras. La mayoría están en un armario con puertas de vidrio y hay una sobre el escritorio de trabajo. Al preguntarle a Pérez, médico activo en este hospital público de la ciudad, de dónde ha sacado el tiempo para formar parte de esta investigación y creación del sistema virtual, responde: “En las horas libres o días de libranza”.

Añade que ha sido una buena manera de combatir la rutina y el exceso de trabajo al que se enfrentan los médicos del sistema de salud público cada día. Es verdad que a los médicos e ingenieros que crearon el sistema les apasiona, tanto la tecnología, como la medicina. No están interesados en patentar esta tecnología porque creen en la democratización del sistema sanitario y en que el mayor avance es el conocimiento.

Más tiempo en cirugía virtual 

Aumentar el tiempo de la fase de planificación preoperatoria es uno de los principales mecanismos para reducir el tiempo de la intervención. El uso de tecnología 3D para esto es lo que ha permitido el desarrollo de la llamada ‘cirugía virtual’.

“Es la práctica o entrenamiento sin que haya un paciente real final, o puede ser la fase previa a la intervención. Entonces ahora la planificación preoperatoria con un ordenador no solo es un elemento virtual, sino que puedes generar instrumentos o ayudas que llevas al quirófano, bien mediante piezas impresas en 3D o modelos 3D que has cargado en las gafas”, señala Pérez.

Este nuevo sistema no es costoso. “Comparado con el coste del proceso médico, sobre todo oncológico, que es donde empezamos nosotros, es insignificante en lo que se refiere a inversión tecnológica. Son máquinas domésticas de un rango de precios entre los 500 a los 4.000 euros que se amortizan con la primera intervención. Además, el ahorro del coste de una cirugía que puedes acortarla a un tercio o a la mitad, te permite comprar varias máquinas”.

El material del plástico para la impresión 3D tampoco es caro. Un kilo de plástico puede rondar entre 20 y 40 euros, dependiendo de la certificación y el tipo de material. “El mayor coste es el conocimiento”, afirma el traumatólogo.

Entonces, ¿cuál es la mayor dificultad? No existen equipos interdisciplinares formados en esto. No hay una carrera específica que desarrolle este sistema. No se aprende en ningún programa de grado ni de postgrado. De modo que el reto está en generar programas de trabajo colaborativo para que ya haya personal cualificado. “Este laboratorio se ha creado desde cero. Mediante ensayo y error. Un conocimiento muy do it yourself, de que hagas aprendiendo y practiques por ti mismo. Ahora estamos intentando replicar ese modelo en otros centros”, concluye Pérez antes de indicarnos, con sentido del humor, que la salida hacia el metro es “por la calle Dr. Esquerdo hacia la derecha”.