Memoria de Proyecto: Diseño e impresión 3D de modelos anatómicos utilizando técnicas de imagen radiológica e inteligencia artificial para la educación médica

Abstract

La Anatomía Humana es un pilar esencial en la formación de los estudiantes de los grados en ciencias biomédicas y, concretamente en el grado de medicina, está estructurada en tres asignaturas básicas (Anatomía Humana I, II y III) aunque sus bases teóricas forman parte de la práctica totalidad de asignaturas clínicas y quirúrgicas. Sin embargo, el modelo de aprendizaje actual está basado en un paradigma clásico, fundamentalmente centrado en la enseñanza teórica complementada de forma parcial con talleres de disección de cadáver y uso de modelos estereotipados en las aulas de prácticas. En los últimos años se han publicado diversos estudios sobre las ventajas de incluir modelos anatómicos obtenidos mediante bioimpresión para mejorar la enseñanza de esta disciplina. Entre sus muchas ventajas destaca la posibilidad adaptar el material práctico a las necesidades de la enseñanza y no a la inversa. Además, muchos de estos modelos pueden obtenerse a partir de pruebas radiológicas reales (TC, RM, PET-TC, etc.), lo que supone enormes ventajas didácticas para el estudiante de medicina. No obstante, existe una gran complejidad técnica para abordar la segmentación de las pruebas de imagen y la mayor parte de especialistas en anatomía e imagen médica desconoce los aspectos básicos y exigencias de la bioimpresión. Por este motivo se están desarrollando herramientas informáticas, las más novedosas basadas en inteligencia artificial, dirigidas a la (semi)automatización del proceso de segmentación y construcción del modelo 3D en este tipo de fuentes. El propósito de este proyecto es diseñar y producir modelos anatómicos tridimensionales mediante impresión 3D a partir de imágenes radiológicas (TC y RM). Con ello se pretende optimizar el aprendizaje de Anatomía y Radiología en el grado en Medicina, así como desarrollar técnicas de análisis de imágenes y síntesis de modelos anatómicos 3D basadas en visión computacional e inteligencia artificial para estudiantes del grado y másters en Informática. Para todo ello, disponemos de un elenco de profesores destacados en las áreas de Anatomía e Inteligencia Artificial, además de médicos especialistas y profesores de Radiología y Medicina Nuclear y de disciplinas afines del grado en Medicina. Los investigadores expertos en metodología de la investigación en ciencias de la salud, ayudarán a evaluar el impacto del uso de estos modelos en la satisfacción y aprendizaje de los alumnos participantes. En esto se apoyarán en un pequeño Intelligent Tutoring System (ITS), que ayudará a recolectar y analizar los datos del proceso de aprendizaje de los alumnos de Anatomía. Por su parte, los alumnos de materias en Inteligencia Artificial dispondrán de conjuntos de datos reales sobre los que aprender a aplicar las técnicas de Ciencia de Datos. Los modelos anatómicos, además de facilitar el aprendizaje de la anatomía de forma en su formato físico, incorporarán un NFC que permitirá a los estudiantes acceder vía web al modelo virtual en 3D y a una detallada información anatómica. Se trata sin duda de un proyecto revolucionario de docencia único que, además, será particularmente útil en el contexto sociosanitario actual pues permitirá un aprendizaje práctico e interactivo tanto en la modalidad presencial como virtual.