Un semestre en CSUSB: Enseñando kinesiología con Artec Studio Lite

Estudiantes de kinesiología de la CSUSB posando con la mascota de la universidad, «Cody el Coyote». Imagen cortesía de la CSUSB

Los estudiantes de kinesiología de California State University, San Bernardino (CSUSB) estudian el movimiento humano, el ejercicio, la salud y el rendimiento físico mediante experiencias prácticas de laboratorio con equipos de última generación, todo ello en el corazón del Inland Empire, en el sur de California.

Desde la biomecánica hasta la fisiología del ejercicio, es un lugar excelente para formarse de cara a futuras carreras en fisioterapia y terapia ocupacional. Pero la tecnología no deja de avanzar, y constantemente surgen nuevas formas de analizar la fisiología, especialmente en entornos académicos donde se fomenta el pensamiento transversal.

El escaneo 3D profesional es una de esas soluciones. Dispositivos como Artec Spider II permiten medir digitalmente la anatomía humana para evaluación, seguimiento morfológico, planificación quirúrgica y mucho más. Sin embargo, esta tecnología no siempre está al alcance del personal académico que trabaja con presupuestos ajustados.

Estudiantes de kinesiología realizando pruebas prácticas en el aula. Imagen cortesía de la CSUSB

Una alternativa asequible que los docentes pueden poner al alcance de todos sus estudiantes es Artec Studio Lite, un software que convierte fotos o vídeos, incluso capturados con un smartphone, en modelos 3D realistas. Para probar el potencial de esta tecnología en el ámbito de la kinesiología, Cameron Van Wye, docente de CSUSB, incorporó Artec Studio Lite a su asignatura Kine 2400 Applications of Technology in Kinesiology durante un semestre de aprendizaje interactivo.

"Como kinesiólogo, creo que el juego es una de las mejores herramientas de enseñanza que tenemos, y esa idea ha transformado por completo la forma en que planteo esta asignatura", explica Cameron. "He dejado atrás un modelo basado en clases magistrales para apostar por un enfoque más centrado en proyectos y en los propios estudiantes. Una parte importante de ese cambio consiste en integrar software 3D especializado en el entorno de aprendizaje."

"No se trata solo de usar tecnología llamativa, sino de ayudar a los estudiantes a trabajar con conceptos reales: anatomía, geometría y cómo cambia el cuerpo humano", añade. "Lo que más me gusta es la autonomía que les da. Pueden seguir sus propios intereses, poner a prueba sus ideas y expresarse dentro de las herramientas. Es un entorno que premia la curiosidad. El aprendizaje se vuelve sensorial, creativo y autodirigido."

Artec Studio Lite en el aula

Para que los estudiantes se familiarizaran con la tecnología, Cameron estructuró el programa en dos fases: primero, un proyecto de investigación en el aula y, después, una etapa más práctica centrada en la impresión 3D de prototipos de dispositivos médicos adaptativos. Comenzaron con un estudio de viabilidad, no para evaluar el rendimiento de Artec Studio Lite, sino para comprobar si la tecnología podía facilitar el aprendizaje de los estudiantes y permitir el análisis de la composición corporal.

Para poner a prueba esta aplicación, se midieron la zona abdominal superior, la abdominal media, la cintura y la cadera de 20 voluntarios con una cinta Gulick tradicional y, después, se capturaron mediante fotogrametría. Los estudiantes se aseguraron de mantener una iluminación uniforme para obtener mejores resultados y, al principio, utilizaron las barras de escala incluidas de serie en Artec Studio Lite para generar modelos finales a escala y, por tanto, medibles.

Un voluntario al que están fotografiando para un proyecto de fotogrametría. Imagen cortesía de la CSUSB

Más adelante, pasaron a utilizar barras de escala impresas en 3D, diseñadas en Autodesk Fusion, y "tatuajes falsos" que los voluntarios podían llevar para centrar la captura en determinadas zonas anatómicas. Curiosamente, las fotos se tomaron tanto con una cámara de alta gama como con un smartphone, y fue este último el que resultó más rápido y fácil de usar, con datos suficientes para generar modelos 3D precisos.

En comparación con las medidas obtenidas mediante métodos tradicionales, estos gemelos digitales resultaron ser muy similares a nivel dimensional. Esto llevó al equipo a concluir que Artec Studio Lite tiene un gran potencial como herramienta aplicada a la kinesiología. Pero quizá aún más importante fue que los estudiantes también encontraron la tecnología sencilla e intuitiva para aprender por su cuenta a analizar la fisiología.

"No sabía que existía algo así hasta dos semanas antes de empezar la asignatura", cuenta Kayla Miller, estudiante del curso de Cameron. "Al principio pensé: ‘ah, qué bien, suena interesante. Impresión 3D de prótesis y órtesis’. Es increíble que exista este tipo de tecnología."

Estudiantes capturando un dispositivo de asistencia para la reconstrucción en 3D en Artec Studio Lite. Imagen cortesía de la CSUSB

"Me parece fantástico", añade Brianna Griffin, otra de las estudiantes de Cameron. "Siempre me ha encantado estudiar anatomía humana. Poder combinar la anatomía con la creación de objetos me parece genial. Cameron nos propuso algo práctico, y eso me abrió muchísimo la mente. Luego pude seguir trasteando por mi cuenta, y me pareció muy divertido. Creo que ayuda mucho a entenderlo todo mejor."

Dispositivos adaptativos personalizados impresos en 3D

La segunda parte del curso se centró en el diseño orientado a las personas. Trabajando con voluntarios, los estudiantes identificaron necesidades concretas para mejorar su calidad de vida e imprimieron en 3D dispositivos de uso final basados en modelos 3D creados con Artec Studio Lite. Al principio trabajaron siguiendo instrucciones, pero no tardaron en ganar autonomía y conseguir resultados extraordinarios.

Ortesis de tobillo y pie (AFO)

Para uno de los voluntarios, los estudiantes desarrollaron un dispositivo de soporte personalizado para la extremidad inferior, diseñado para mejorar la posición del tobillo y el pie, la estabilidad y el movimiento funcional. Capturaron fotos del miembro residual y aplicaron marcadores seguros para la piel, ayudando a Artec Studio Lite a reconocer las imágenes superpuestas y reconstruir la anatomía con gran precisión. Después, exportaron el modelo resultante como archivo STL.

El prototipo de la ortesis de tobillo y pie diseñada por los estudiantes. Imagen cortesía de la CSUSB

En Meshmixer, el equipo comparó la malla con las mediciones manuales, realizó algunos ajustes y diseñó la órtesis creando "capas" desplazadas en las zonas clave de soporte de la parte inferior de la pierna y el pie. Estas capas se unieron para formar la estructura ortopédica, llevando a los estudiantes desde un escaneo capturado con smartphone hasta un dispositivo de asistencia personalizado. Así demostraron un flujo de trabajo digital completo, desde la captura anatómica hasta la fabricación aditiva.

Dispositivo de extensión del brazo

Muchas formas de enanismo, como la acondroplasia, están asociadas a una estatura baja desproporcionada y a extremidades más cortas debido a alteraciones en el crecimiento de los huesos largos. Como parte de su proyecto de extensión de brazo, los estudiantes desarrollaron un dispositivo de asistencia personalizado para ayudar en este tipo de situaciones.

Diseñado para funcionar como una herramienta de extensión de alcance y transferencia de carga, el dispositivo se acopla a las empuñaduras de las máquinas de ejercicio sin colocar la muñeca, la mano ni el hombro en una posición comprometida. Para personalizar el prototipo, le añadieron un agarre de mano tipo gancho.

Estudiantes que presentan su dispositivo de extensión del brazo al resto de la clase. Imágenes cortesía de la CSUSB

En este caso, el equipo capturó un vídeo con un smartphone. Artec Studio Lite extrajo las fotos y las unió para generar un modelo que después se utilizó como referencia para el diseño, el dimensionado y la alineación en Autodesk Fusion. El dispositivo resultante se imprimió en 3D y superó con éxito las pruebas de rendimiento en varios ejercicios, sin deslizarse, doblarse ni romperse.

Prótesis de extremidad inferior

En este proyecto, se colocó un molde de extremidad inferior sobre una plataforma giratoria y se digitalizó con un smartphone 4K. Los datos se procesaron en Artec Studio Lite, generando un modelo 3D que sirvió como base para el diseño del encaje. El escaneo se importó en Meshmixer, donde se limpió, recortó, suavizó y revisó para detectar posibles agujeros o deformaciones. También se utilizaron medidas como la longitud y anchura de la extremidad, el tamaño de la abertura del encaje y el contorno para mantener la precisión anatómica.

Prototipo del diseño de prótesis de extremidad inferior desarrollado por los estudiantes. Imagen cortesía de CSUSB

El prototipo final se diseñó teniendo en cuenta la forma de la extremidad, el grosor de las paredes, los bordes redondeados, las zonas sensibles a la presión, la comodidad y el soporte estructural. Aunque el equipo utilizó un molde en lugar de un miembro residual real, el éxito de esta iniciativa demuestra que el escaneo y la fabricación pueden ofrecer una alternativa más rápida, limpia y personalizable al moldeado tradicional.

Órtesis protectora tipo halo para rodilla

Para ayudar a un voluntario con enfermedad de Osgood-Schlatter, una afección que afecta a la zona ósea situada justo debajo de la rótula, los estudiantes diseñaron una órtesis protectora personalizada. El objetivo era proteger esta zona durante la actividad física sin ejercer presión directa sobre la protuberancia dolorosa, un reto de diseño que exigía conocer con precisión la anatomía superficial de la rodilla.

Con Artec Studio Lite, el equipo procesó un vídeo capturado alrededor de las zonas anteriores, medias y laterales de la rodilla para generar un modelo anatómico digital. A partir de este modelo, crearon una superposición de referencia que mostraba el tamaño, la forma y el área de cobertura previstos para el dispositivo.

Modelo 3D de la órtesis de rodilla tipo halo desarrollada por los estudiantes. Imagen cortesía de CSUSB

El diseño final, desarrollado en Autodesk Fusion, incorporaba una zona de alivio con forma de donut que deja espacio libre sobre el área afectada, además de una estructura elevada tipo puente que redirige la fuerza externa hacia el tejido circundante. Como próximos pasos, los estudiantes identificaron el TPU espumado como un material ideal para añadir más protección frente a impactos y mejorar la durabilidad.

Dispositivo para trepar con el muñón

Por último, en uno de sus proyectos más creativos, los estudiantes diseñaron una ayuda de escalada asequible y específica para la actividad para un voluntario con un miembro residual superior. Hasta entonces, había improvisado modificando una bota para perro con el fin de mejorar el agarre. El equipo se propuso desarrollar una solución más adecuada para la tarea, con un accesorio en forma de gancho capaz de sujetarse a pequeñas grietas y superficies de escalada.

Captura de pantalla del dispositivo de asistencia para escalada desarrollado por los estudiantes. Imagen cortesía de CSUSB

Aplicaron tatuajes temporales para mejorar el tracking y la precisión de la reconstrucción, y después procesaron los datos en Artec Studio Lite. En Meshmixer, se dividió la zona de contacto entre la muñeca y el miembro, se crearon desplazamientos y se añadió un gancho similar a un dedo para mejorar el agarre en pared. Impreso en PETG, el dispositivo final demuestra lo fácil que puede ser personalizar prótesis para distintas tareas o aficiones.

Validado para un aprendizaje inmersivo

El enfoque práctico de Cameron en el diseño digital ha llevado a sus estudiantes a ir más allá del simple contacto con nuevas tecnologías y a desarrollar habilidades reales de resolución de problemas. Durante el curso, aprendieron a optimizar las condiciones del laboratorio, la posición de los sujetos, el marcado de superficies y el uso de referencias de escala, aspectos que podrían necesitar en el futuro al analizar la fisiología humana.

Mientras desarrollaban estas nuevas competencias, los estudiantes no solo diseñaron dispositivos médicos con aplicaciones reales mediante impresión 3D, otra tecnología cada vez más presente en el ámbito médico. También demostraron el potencial de softwares de fotogrametría como Artec Studio Lite como una forma asequible de llevar al aula herramientas avanzadas y listas para el sector industrial.

"Lo que ocurrió durante el semestre de primavera de 2026 fue poco común: una combinación de curiosidad, creatividad y colaboración que transformó una clase de una hora, dos veces por semana, en algo mucho más grande que una asignatura. Se convirtió en una experiencia compartida", añade Cameron.

"En esos momentos, la línea entre enseñar e inspirar ha desaparecido por completo, y lo que queda es la sensación inconfundible de estar construyendo algo importante juntos: un futuro mejor, mano a mano."