La revolución 3D en medicina: imprimir salud con software libre

Poder tocar con las manos una réplica exacta de una vértebra, una mandíbula o incluso un tumor cerebral ya no es solo cosa de laboratorios de élite. Gracias a un proyecto desarrollado en la Universidad de Burgos, ahora es posible transformar imágenes médicas en modelos anatómicos impresos en 3D de forma sencilla, precisa y al alcance de todos.

Este avance ha dado lugar a un protocolo abierto, validado y gratuito, pensado para profesionales de la salud, docentes, investigadores y estudiantes, que permite convertir archivos DICOM (procedentes de escáneres médicos como TC o RM) en modelos STL listos para imprimir. Lo más interesante: todo se hace con herramientas de software libre —3D Slicer y Ultimaker Cura— y con resultados de alta fidelidad anatómica.

Detrás de este desarrollo hay un equipo multidisciplinar formado por especialistas en Ingeniería, Informática y Ciencias de la Salud, que ha logrado unir conocimientos técnicos y clínicos en una metodología clara y replicable. ¿El objetivo? Democratizar el acceso a la impresión 3D biomédica y facilitar su aplicación en campos como la planificación quirúrgica personalizada, la educación médica o la investigación avanzada.

Además de reducir costes y tiempos de preparación, esta técnica mejora la precisión en intervenciones médicas y permite a estudiantes y profesionales entrenar con modelos reales, lo que se traduce en mejores diagnósticos, más seguridad en quirófano y una formación más cercana a la realidad del cuerpo humano.

Darío Fernández Zoppino, investigador de la Universidad de Burgos, donde también ejerce como Vicedecano de la Facultad de Ciencias de la Salud, y lidera un Grupo de Innovación Docente (GID) centrado en metodologías digitales experimentales, además de varios proyectos de investigación vinculados a medicina personalizada, bioingeniería e impresión 3D, es el responsable de este innovador proyecto llamado «Protocol for Converting DICOM Files to STL Models Using 3D Slicer and Ultimaker Cura».

Fernández Zoppino explica que el proyecto nace como una respuesta a la necesidad creciente de integrar herramientas accesibles y reproducibles que permitan transformar imágenes médicas en modelos anatómicos físicos. El grupo investigador observó la carencia de protocolos claros y de bajo coste que pudieran ser utilizados tanto en entornos clínicos como educativos, y detectaron en el uso de software libre una oportunidad para democratizar el acceso a esta tecnología.

La publicación de su investigación en una revista indexada y de prestigio como Journal of Personalized Medicine representa un respaldo internacional al rigor del trabajo realizado y visibiliza el impacto del protocolo en el avance hacia una medicina más personalizada, precisa y accesible.

El objetivo principal de «Protocol for Converting DICOM Files to STL Models Using 3D Slicer and Ultimaker Cura» ha sido desarrollar y validar un protocolo abierto y estandarizado para convertir archivos DICOM en modelos STL, y posteriormente en GCODE, utilizando herramientas gratuitas (3D Slicer y Ultimaker Cura). Con estos pasos, se facilita la creación de modelos anatómicos de alta fidelidad para cirugía personalizada, docencia médica e investigación.

El proyecto está dirigido a profesionales de la salud, docentes, investigadores, estudiantes de medicina y ciencias afines, así como ingenieros que trabajan en contextos biomédicos. También puede interesar a hospitales y centros educativos que busquen aplicar tecnologías 3D de manera accesible y eficaz.

Uno de los principales retos que afrontaron por el camino, fue lograr una comunicación efectiva entre disciplinas tan diferentes, cada una con sus propios lenguajes técnicos, marcos conceptuales y formas de abordar los problemas. Traducir términos médicos complejos a un lenguaje comprensible para ingenieros, y viceversa, implicó un esfuerzo constante de adaptación y trabajo en equipo. No se trataba solo de compartir conocimientos, sino de construir un entendimiento común que permitiera avanzar de forma coordinada hacia un objetivo compartido: desarrollar una herramienta útil, precisa y accesible para la comunidad sanitaria y educativa. También fue un desafío armonizar los criterios de precisión clínica con las posibilidades técnicas del modelado e impresión. Afortunadamente, la colaboración activa y el enfoque compartido en la mejora de la atención médica permitieron superar estas barreras, asevera Fernández Zoppino.

En la planificación quirúrgica personalizada, este sistema puede mejorar la precisión de los procedimientos médicos ya que permite una planificación detallada y anticipada de la intervención quirúrgica sobre un modelo físico del paciente, lo que mejora la precisión, reduce el tiempo intraoperatorio y disminuye los riesgos. También facilita la comunicación entre equipos médicos y con el propio paciente.

Dentro del proyecto se han recreado vértebras, mandíbulas e incluso tumores cerebrales, utilizando imágenes de TC y RM, que han resultado particularmente útiles en contextos de planificación quirúrgica maxilofacial, neurocirugía y educación anatómica avanzada.

Además del ámbito clínico, estos modelos pueden utilizarse en la educación médica y la investigación, ya que permiten el estudio anatómico tridimensional en estudiantes, mejorando la comprensión espacial. En investigación, ayudan a validar técnicas quirúrgicas, estudiar biomecánica o evaluar respuestas anatómicas ante intervenciones simuladas. Esta tecnología acerca la medicina personalizada a la práctica real, y forma a los futuros sanitarios en herramientas que serán estándar en los próximos años. Fomenta la precisión, la innovación y el aprendizaje activo.

La principal ventaja de este protocolo, es que se distingue por ser abierto, gratuito, detallado y reproducible. A diferencia de otros métodos que requieren software propietario costoso o conocimientos avanzados, este democratiza el acceso y mantiene una alta fidelidad anatómica con bajos costes y tiempo de procesamiento reducido. Además, ha sido validado en casos reales con resultados reproducibles.

Fernandez Zoppino nos cuenta que ya se encuentran trabajando en la integración de inteligencia artificial para mejorar la segmentación automatizada y en el desarrollo de modelos multimaterial y multicolor que aporten más información anatómica y funcional en una única impresión. El grupo avanza también en la estandarización del protocolo para su fácil implementación, y en la capacitación de personal a través de cursos y talleres. Por otro lado, buscan financiación para incorporar estas prácticas en redes de salud y programas docentes nacionales.

Por el momento se han interesado por este protocolo varias universidades que buscan incorporar esta tecnología tanto en quirófano como en formación. Además el grupo investigador, se encuentra en conversaciones con empresas tecnológicas para evaluar colaboraciones en mejora de procesos.