Gêmeos digitais (do inglês digital twins) são réplicas virtuais de objetos físicos ou sistemas que são usadas para simular e analisar seu comportamento em vários cenários. No campo da Ortopedia, esses gêmeos digitais podem ser usados para criar modelos virtuais do sistema musculoesquelético de um paciente, incluindo pele, ossos, articulações e músculos. Esses digital twins podem ser usados para simular procedimentos cirúrgicos, testar diferentes implantes antes de um procedimento e prever como um paciente irá responder ao tratamento.
A recriação de uma imagem 3D, dessa forma, se torna uma importante ferramenta na Ortopedia e na área da saúde em geral, pois permite uma avaliação mais precisa e detalhada do corpo humano. Aqui estão algumas das principais aplicações das recriações em 3D na ortopedia:
- Diagnóstico preciso: permitem aos médicos visualizar com precisão as estruturas internas do corpo humano, incluindo ossos, músculos, tendões e outros tecidos moles. Isso permite um diagnóstico mais preciso e um planejamento mais efetivo do tratamento.
- Planejamento cirúrgico: os modelos podem ser usados para planejar cirurgias com mais precisão, permitindo que os médicos identifiquem com antecedência possíveis problemas e ajustem a abordagem cirúrgica de acordo.
- Personalização de próteses e órteses: o escaneamento 3D da anatomia externa de um paciente pode ser usado para customizar próteses e órteses que sejam projetadas de acordo com as medidas exatas do corpo. Isso torna esses dispositivos mais confortáveis e eficazes. No caso de próteses internas, a replicação tridimensional pode ser feita com auxílio de uma tomografia computadorizada.
- Monitoramento da recuperação: uso para monitorar o progresso dos pacientes ao longo do tempo, permitindo que os médicos vejam como o corpo está se recuperando e ajustem o tratamento de acordo. Podemos incluir aqui a análise de um planejamento cirúrgico em relação à cirurgia executada e a avaliação de se o objetivo operatório foi cumprido com êxito.
- Educação de médicos e paciente: permite que os pacientes visualizem com mais precisão as condições médicas e os tratamentos propostos, tornando mais fácil para eles entender o que está acontecendo com seus corpos e como o tratamento irá ajudá-los. Nesse item, podemos adicionar um gêmeo real, o biomodelo. Os biomodelos são representações reais impressas em 3D de uma representação virtual de um exame de imagem. Já é comprovado que imagens em 3D facilitam o aprendizado anatômico e cirúrgicos de médicos e os biomodelos aprimoram ainda mais essa compreensão, reduzindo a curva de aprendizagem.
Em resumo, gêmeos digitais são uma ferramenta importante na ortopedia e na área da saúde em geral, permitindo diagnósticos mais precisos, planejamentos cirúrgicos mais efetivos, personalização de dispositivos médicos, monitoramento de um procedimento planejado e/ou executado e educação de médicos e pacientes.
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Fontes:
1- Ballard, D. H., Trace, A. P., Ali, S., et al. (2018). Clinical Applications of 3D Printing: Primer for Radiologists. Academic Radiology, 25(1), 52–65. https://doi.org/10.1016/j.acra.2017.08.004
2- Wake, N., Rosenkrantz, A. B., Huang, R., Park, K. U., Wysock, J. S., Taneja, S. S., Huang, W. C., Sodickson, D. K., & Chandarana, H. (2019). Patient-specific 3D printed and augmented reality kidney and prostate cancer models: impact on patient education. 3D Printing in Medicine, 5(1). https://doi.org/10.1186/s41205-019-0041-3
3- Chepelev, L., Wake, N., Ryan, J., Althobaity, W., Gupta, A., Arribas, E., Santiago, L., Ballard, D. H., Wang, K. C., & Weadock, W. (2018). Radiological society of north america (RSNA) 3D printing special interest group (SIG): guidelines for medical 3D printing and appropriateness for clinical scenarios. 3D Printing in Medicine, 4(1), 1–38.
4- Tejo-Otero, A., Buj-Corral, I., & Fenollosa-Artés, F. (2020). 3D Printing in Medicine for Preoperative Surgical Planning: A Review. In Annals of Biomedical Engineering (Vol. 48, Issue 2, pp. 536–555). Springer. https://doi.org/10.1007/s10439-019-02411-0