Un kit 3D para estudiar el cuerpo sin meter el bisturí

Durante siglos, los cirujanos aprovechaban el invierno para estudiar el cuerpo humano. El frío era su aliado en la ralentización del proceso de descomposición. Con el paso de los años la llegada del formol mejoró el procedimiento. Y es que esta sustancia forma enlaces químicos que detienen los procesos de autodestrucción celular y la actividad de las bacterias. Un avance fundamental para que los estudiantes de Medicina analicen todos los recovecos del cuerpo humano antes de entrar a formar parte de un hospital y utilizar el bisturí en la sala de operaciones.

Para hacer el camino más fácil y, sobre todo, más económico, investigadores de la Universidad de Valladolid (UVA) han desarrollado un entorno virtual para el aprendizaje de la anatomía. Se trata de una herramienta que permite, por un lado, crear un atlas anatómico detallado, en el que los alumnos podrán ver no sólo la forma y posición de los órganos y tejidos, sino también las relaciones entre ellos. Por otro, contribuye a la construcción de modelos que se pueden imprimir en tres dimensiones en una impresora 3D. En ellos se pueden introducir, por ejemplo, un tornillo para la unión de dos piezas.

«Nuestro proyecto interdisciplinar de innovación docente pretende superar el actual paradigma de aprendizaje de la anatomía humana, dotando a los estudiantes de una novedosa herramienta de aprendizaje a través de un entorno de realidad virtual», expone Félix J. de Paz, coordinador de esta iniciativa que se alzó con el primer premio de Innovación Educativa del Consejo Social de la Universidad de Valladolid 2018.

Consta de diferentes fases. La primera de ellas es la realización de una plataforma de segmentación de estructuras anatómicas en imágenes médicas que permite crear el contenido. A continuación, se llevó a cabo la fragmentación de las estructuras anatómicas previamente adquiridas por resonancias magnéticas, ecografías, entre otras. El tercer paso es la implementación en el aula, que, según comenta, se puede realizar con un visualizador que permite interaccionar con el teléfono móvil. «El smartphone de cada alumno se convertiría en una sonda que permitiría visualizar los resultados en tiempo real en un ordenador».

El penúltimo paso para hacer realidad este proyecto lo pondría el diseño de la virtualización, que se compone por la recogida de los requisitos, análisis, diseño del entorno y del hardware necesario para, en una fase posterior, crear un entorno virtual, en el cual el usuario podrá utilizar unas gafas de realidad virtual con dispositivo de captura de movimientos.

Para De Paz, Anatom-Uva –así se llama el proyecto– busca lograr un cambio en el aprendizaje de la anatomía humana basado en la interacción, tanto física como virtual, con las estructuras a analizar mediante el empleo de las tecnologías de la información y la comunicación, pero complementándolo con estrategias que llevan demostrando su eficacia desde hace mucho tiempo.

La chispa que prendió la mecha del entorno virtual fue el trabajo de los médicos con los ingenieros de telecomunicaciones, quienes diseñaron la herramienta informática que dio lugar a la construcción del atlas anatómico –la herramienta de segmentación– desde un prototipo inicial y se empezó a programar. «Era bastante versátil y tenía algunas ventajas, pero como la parte 3D la realizaba mejor una herramienta de dominio público que es itk-snap es la que, finalmente, por eficiencia y economía de medios hemos usado mayoritariamente», expone Félix J. de Paz para, más tarde, especificar que la aplicación informática itk-snap es un sistema de análisis desde la imagen médica con capacidad de generar etiquetas y procesos de conversión a archivos que se pueden ver en un entorno en tres dimensiones.

Con la plataforma ya creada, cuenta, los alumnos seleccionados aprendían su uso gracias a los profesores y los tutoriales disponibles en internet y procedían a identificar las diferentes estructuras de los distintos cortes de los que proveían los radiólogos, también colaboradores del proyecto.

Respecto a las ventajas, el coordinador de Anatom-Uva asegura que permite navegar virtualmente por el modelo, verlo desde todos los ángulos y «deshojarlo» como una margarita. Si a ello se une la impresión 3D, el estudiante podrá no sólo verlo de manera virtual, es decir, a través de una pantalla o de unas gafas sino también podrá tocarlo y tener unas dimensiones claras del objeto, incluso, si se hace con cuidado, de la textura, matiza.

Ello posibilita que el proceso sea completo: los alumnos podrán generar modelos; durante el procedimiento de la generación los usuarios interactuarán con imagen; tendrán que integrar información espacial para trabajar con las tres vistas simultáneas de las imágenes –corte axial, sagital y coronal–; podrán verlo en la pantalla o mediante unas gafas y podrán navegar por él. «Con la impresión 3D se complementará el procedimiento y se habrá evitado la compra de costosos modelos anatómicos», asegura.

Ya está implementado en pequeños grupos de los grados de Medicina, Óptica y Optometría y Logopedia. «No sólo hay una serie de alumnos que realizan la identificación y el etiquetado de los múltiples cortes, con el consiguiente trabajo de aprendizaje en profundidad de la parte asignada, sino que luego, esos materiales docentes innovadores y propios, los utilizamos en clases para facilitar el aprendizaje del resto de los alumnos que no participaron en la segmentación, por lo que, así, los beneficiarios se multiplican».

Además, para saber la opinión de los estudiantes, recogen sus comentarios, de forma protocolizada, pasando test o realizando preguntas acerca de la pertinencia, la idoneidad, el interés y todas aquellas cuestiones que quieran plantear como crítica o posible mejora, desarrollando, de esta forma un feedback muy enriquecedor», concluye Félix J. de Paz.