Identificación y uso de impresión 3D en el estudio y diagnóstico de bebés en estado de gestación

Ubidia Madsen, Michael Francisco

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Tesis de Maestría en Ingeniería Biomédica
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dc.contributor.advisor	Helguero Alcivar, Carlos Gabriel, Director
dc.contributor.author	Ubidia Madsen, Michael Francisco
dc.creator	ESPOL. FIEC
dc.date.accessioned	2024-03-05T13:43:45Z
dc.date.available	2024-03-05T13:43:45Z
dc.date.issued	2023
dc.identifier.citation	Ubidia Madsen, M. F. (2023). Identificación y uso de impresión 3D en el estudio y diagnóstico de bebés en estado de gestación. [Proyecto de Titulación]. ESPOL. FIEC, Guayaquil. 71p.
dc.identifier.uri	http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/60634
dc.description	En la presente investigación, se describe un procedimiento para la generación de biomodelos a partir de imágenes volumétricas, específicamente enfocado en el contexto de la medicina fetal. Este proceso integral abarca desde la adquisición de las imágenes hasta la entrega del biomodelo final, utilizando tecnologías avanzadas de imagen médica y manufactura aditiva. La adquisición de imágenes se realiza mediante un ultrasonógrafo ALPINION (Seúl, Corea del Sur), modelo X CUBE 90, capaz de obtener imágenes volumétricas y exportarlas en formato de estereolitografía (.STL) el cual muestra un objeto como una colección de triángulos o polígonos en una malla tridimensional, este ?teselado? se genera de la región de interés (ROI) del paciente fetal. Esta etapa es crítica, ya que la calidad y precisión de las imágenes obtenidas son fundamentales para la fidelidad del modelo anatómico también llamado biomodelo. La población objetivo para este proceso comprende pacientes fetales entre la semana 24 y 32 de gestación, un periodo en el cual la visualización óptima de los órganos internos y externos es alcanzable. Posteriormente, se procede con el diseño y edición del biomodelo, empleando el software FUSION 360 de Autodesk (Mill Valley, EUA), que permite realizar ajustes detallados y personalizaciones específicas en el archivo .STL generado. Esta fase es esencial para asegurar que el biomodelo impreso refleje fielmente las estructuras anatómicas del paciente fetal, permitiendo además la incorporación de elementos adicionales requeridos por los profesionales médicos. La fabricación del biomodelo se lleva a cabo a través de un proceso de impresión 3D, seleccionando específicamente la tecnología de estereolitografía (SLA) por su capacidad para producir modelos de alta resolución y detalle. En esta etapa, se utiliza el software PreForm, desarrollado por FormLabs (Somerville, EUA), para la configuración de la impresora 3D y la selección del material de resina más adecuado. El biomodelo impreso es sometido a un postproceso que incluye un curado mediante luz ultravioleta para garantizar la estabilidad y durabilidad del modelo. Finalmente, el biomodelo es empaquetado y entregado para su uso y análisis por parte del médico tratante y los padres del paciente fetal. Además, la investigación explora diversos usos potenciales del biomodelo en el ámbito de la medicina fetal. Estos incluyen su aplicación en la educación médica para la formación de obstetras y ginecólogos, la planificación quirúrgica en casos de malformaciones congénitas, el asesoramiento a padres sobre el desarrollo fetal, la investigación científica en estudios anatómicos y patológicos, vi el monitoreo del desarrollo fetal, y el apoyo psicológico a los padres en situaciones médicas complicadas. El proyecto enfatiza la importancia de los biomodelos como herramientas educativas y de diagnóstico, facilitando la comprensión de la anatomía fetal y mejorando la calidad del cuidado prenatal. En síntesis, esta investigación aporta significativamente al campo de la medicina fetal, ofreciendo una metodología detallada para la creación de biomodelos precisos y funcionales a partir de imágenes volumétricas. La adopción de esta tecnología promete mejorar la formación médica, la planificación quirúrgica, la comunicación con los padres y la investigación científica, contribuyendo de manera sustancial al avance de la medicina fetal y al cuidado de la salud maternoinfantil.
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	71 página
dc.language.iso	spa
dc.publisher	ESPOL. FIEC
dc.rights	openAccess
dc.subject	Procedimiento para la generación de biomodelos
dc.subject	Manufactura aditiva
dc.subject	Tecnologías avanzadas de imagen médica
dc.subject	Software FUSION 360 de Autodesk
dc.title	Identificación y uso de impresión 3D en el estudio y diagnóstico de bebés en estado de gestación
dc.type	Magíster en Ingeniería Biomédica
dc.identifier.codigoespol	T-114125
dc.description.city	Guayaquil
dc.description.degree	Escuela Superior Politécnica del Litoral
dc.identifier.codigoproyectointegrador	FIEC-POSTG048
dc.description.abstractenglish	In this research, a procedure for generating biomodels from volumetric images is described, specifically focused on the context of fetal medicine. This comprehensive process spans from the acquisition of images to the delivery of the final biomodel, utilizing advanced medical imaging and additive manufacturing technologies. Image acquisition is carried out using an ALPINION (Seoul, South Korea) ultrasound machine, model X CUBE 90, capable of obtaining volumetric images and exporting them in stereolithography (.STL) format. This format represents an object as a collection of triangles or polygons in a three-dimensional mesh, generated from the region of interest (ROI) of the fetal patient. This stage is critical, as the quality and precision of the acquired images are fundamental for the fidelity of the anatomical model, also known as biomodel. The target population for this process includes fetal patients between 24 and 32 weeks of gestation, a period in which optimal visualization of internal and external organs is achievable. Subsequently, the design and editing of the biomodel are carried out using Autodesk's FUSION 360 software (Mill Valley, USA), allowing for detailed adjustments and specific customizations in the generated .STL file. This phase is essential to ensure that the printed biomodel accurately reflects the anatomical structures of the fetal patient, also allowing the incorporation of additional elements required by medical professionals. The fabrication of the biomodel is carried out through a 3D printing process, specifically selecting stereolithography (SLA) technology for its ability to produce high-resolution and detailed models. In this stage, PreForm software, developed by FormLabs (Somerville, USA), is used for the configuration of the 3D printer and the selection of the most suitable resin material. The printed biomodel is subjected to a post-process that includes curing with ultraviolet light to ensure the stability and durability of the model. Finally, the biomodel is packaged and delivered for use and analysis by the treating physician and the parents of the fetal patient. Furthermore, the research explores various potential uses of the biomodel in the field of fetal medicine. These include its application in medical education for training obstetricians and gynecologists, surgical planning in cases of congenital malformations, counseling parents on fetal development, scientific research in anatomical and pathological studies, monitoring fetal development, and psychological support to parents in complicated medical situations. The project viii emphasizes the importance of biomodels as educational and diagnostic tools, facilitating the understanding of fetal anatomy and improving the quality of prenatal care. In summary, this research significantly contributes to the field of fetal medicine, offering a detailed methodology for creating accurate and functional biomodels from volumetric images. The adoption of this technology promises to improve medical training, surgical planning, communication with parents, and scientific research, substantially contributing to the advancement of fetal medicine and maternal-infant health care.