Cómo formar a los estudiantes con modelos 3D anatómicos realistas capturados con Artec Leo

Artec Leo con el modelo anatómico 3D de un cerebro en Artec Studio. Imagen cortesía de NUS

Las tecnologías 3D se están volviendo indispensables en el ámbito médico. Tanto para explicar intervenciones quirúrgicas a pacientes como para enseñar a futuros médicos cómo realizarlas, los modelos anatómicos —ya sean impresos o digitales— permiten visualizar con claridad lo que van a encontrarse.

Uno de los principales retos de digitalizar la anatomía humana es la precisión. El cuerpo está lleno de sistemas complejos y detalles microscópicos difíciles de captar. Los vasos sanguíneos, por ejemplo, forman redes estrechas y delicadas que se ven afectadas por cualquier movimiento durante la digitalización.

A esto se suma la integración tecnológica. Sobre el papel, usar modelos anatómicos en 3D para enseñar suena ideal, pero transformar un modelo capturado en un archivo listo para VR, AR o impresión 3D no siempre es sencillo. El peso de los archivos también importa: el escaneo 3D es perfecto para capturar detalles, pero los modelos resultantes a veces son demasiado pesados para funcionar en VR.

Para evitar estos problemas, la National University of Singapore (NUS) ha empezado a crear materiales didácticos en 3D con Artec Leo. Este escáner inalámbrico y que no requiere marcadores captura cuerpos humanos en alta resolución, en su totalidad, en segundos y sin ningún tipo de contacto. Esto lo hace perfecto para convertir especímenes plastinados (conservados) y delicados «húmedos» en modelos 3D realistas.

Captura anatómica práctica y rápida

Poco después de que el Embajador de Artec, Shonan 3D, les instalara el Artec Leo, los doctores Chandrika Muthukrishnan y Arthur Lau Chin Haeng ya sabían que habían tomado la decisión correcta. En sus primeras pruebas con cráneos capturaron desde músculos del cuello hasta tejido cerebral.

Personal académico de la NUS capturando una muestra ósea con Artec Leo. Imagen cortesía de la NUS.

En comparación con un Artec Space Spider que habían usado anteriormente en un proyecto conjunto con otra universidad, Leo resultó mucho más manejable. Al funcionar sin cables y con pantalla, batería y procesador incorporados, no requiere ordenador durante el uso. Además, ofrece retroalimentación en tiempo real, lo que facilita el proceso y asegura que no se escape ni el más mínimo detalle.

Por supuesto, Space Spider tiene todavía más resolución, así que también sería válido para este tipo de trabajo. Pero en este caso, la versatilidad de Leo es clave. Para capturar muestras desde todos los ángulos, el equipo de NUS suele colgarlas de ganchos, algo complicado cuando hay cables de por medio. Leo tampoco sacrifica precisión, y de hecho ya han logrado resultados sobresalientes.

“Capturamos un modelo pélvico en 3D y nuestros consultores clínicos quedaron muy impresionados por lo realista y útil que era para explicar los detalles al alumnado”, comentó la Dra. Muthukrishnan. “La región pélvica, la parte anterior del muslo y los genitales externos son visibles, y el área de la pelvis, la vejiga y el recto son fundamentales para obstetricia y ginecología.”

Familiarizarse con Artec Studio

Al ser relativamente nuevos, el equipo de la NUS tardó un poco más en dominar Artec Studio, pero con un poco de ayuda de Shonan 3D, han aprendido a utilizar su conjunto de herramientas para obtener resultados perfectos. Las funciones esenciales de edición de mallas permiten a los usuarios reducir el ruido, eliminar valores atípicos y rellenar huecos para obtener modelos herméticos y con una textura magnífica. Con las herramientas de medición integradas, incluso se pueden comparar y analizar.

Estudiantes de la NUS estudiando el cuerpo humano utilizando modelos anatómicos. Imagen cortesía de la NUS.

Es importante destacar que, para las aplicaciones de realidad virtual, Artec Studio permite reducir la densidad de los escaneos. Esto hace posible reducir el tamaño total de los archivos de los modelos capturados sin perder detalles esenciales. El software también convierte los archivos a OBJ y STL con solo hacer clic en un botón, lo que agiliza la exportación para la visualización y la impresión 3D. Según Patrick Sng, director general de Shonan 3D, el potencial de la aplicación es enorme.

“Cuando generas un render 3D, los estudiantes pueden verlo de inmediato en sus portátiles. Este método de enseñanza tiene un potencial increíble”, explica. “Gracias a la calidad gráfica, el color y la textura, todo se percibe con mucha claridad y el alumnado obtiene una comprensión mucho mayor que con una muestra física.”

Con acceso a estos materiales, los estudiantes pueden manipular datos anatómicos reales en un entorno 3D, hacer zoom en las zonas de interés y estudiarlas tanto en ordenador como en VR. En NUS, este enfoque no se limita a medicina: farmacia, ciencias de la vida y odontología también se benefician.

Oportunidades para el ajuste fino y la impresión 3D

El personal académico de la NUS sigue perfeccionando sus habilidades en el escaneo 3D. Las partes anatómicas «húmedas» almacenadas en soluciones líquidas, por ejemplo, siguen siendo difíciles de suspender. Las avanzadas herramientas de alineación de Artec Studio pueden ser de gran ayuda en este aspecto, y hay muchas más muestras difíciles que se están preparando para su digitalización.

Modelo pélvico recreado mediante un escaneo 3D con Artec Leo. Imagen cortesía de NUS.

En el futuro, la Dra. Muthukrishnan planea ampliar este proyecto de modelado 3D para incluir anatomía de cabeza y cuello, así como otras estructuras complejas, con el fin de ayudar al alumnado a comprender mejor sus relaciones e importancia en el desarrollo humano. Esto permitirá crear más gemelos digitales para evaluación, enseñanza y reproducción física. El Dr. Lau Chin Haeng también ve la VR como una herramienta clave para el profesorado.

“Tenemos varias gafas de VR, yo mismo uso unas Apple Vision Pro”, añadió. “Hay un software que puedes conectar con tu móvil y cargar objetos escaneados en 3D. Así que estos modelos no sirven solo para impresión 3D, sino también para la enseñanza en realidad virtual. Incluso podemos proyectarlos en portátiles, lo que puede ser muy útil en una sala de conferencias.”

Está claro que el estudio de la medicina está avanzando a gran velocidad. Las tecnologías avanzadas ya forman parte del día a día académico. Las experiencias de aprendizaje son cada vez más completas e interactivas, mejorando tanto la comprensión como la retención. Como en tantos sectores, el futuro es digital, y en la National University of Singapore, ese futuro ya ha llegado.