PROFESSIONAL3D. CURS DE FORMACIÓ PER A PLANIFICACIÓ I IMPRESSIÓ 3D EN SALUT, 2023-2024
En un món en constant evolució, amb la fabricació aditiva / impressió 3D està obrint un camí en molts camps, MB gran impacte en les noves professions. També és el cas de l’assistència sanitària, en què l’enginyeria i la medicina es fusionen i sol·liciten nous professionals amb noves habilitats a la vora entre les dues disciplines.
Aquest curs es centra en el desenvolupament de coneixements i competències innovadores.
La utilització de les tècniques d’imatge radiològica pel diagnòstic i guia terapèutica han experimentat una evolució sense comparació amb altres especialitats mèdiques en els darrers anys. Així, actualment, una gran part de les accions mèdiques depenen de la imatge, com per exemple, la presa de decisions en un tractament quimioteràpic o davant un abordatge quirúrgic.
Actualment, aquest coneixement basat en la imatge 3D i la impressió aplicada a la planificació quirúrgica, és transversal, ja que requereix habilitats en anatomia, tècnica d’imatge i tècnica de post-processament amb programari específic. Es revela com aquest curs és un cas exemplar on metges, infermers, tècnics d’imatge, bioenginyers o bioinformàtics comparteixen un espai de coneixement comú i transversal.
Aquest curs d’actualització pretén oferir el cos de formació necessari per poder realitzar aquest post-processament avançat de la imatge, amb dos aspectes pràctics clars: la imatge 3D i la impressió 3D aplicada a la salut.
Pel que fa a l’ús de tecnologies 3D basades tant en la impressió com en els models per a la realitat virtual o augmentada, han mostrat un paper cada cop més important en:
1. Ensenyament i simulació
2. Planificació quirúrgica
3. Pròtesis i implants
4. Impressió Bio-3D
5. Disseny de medicaments
6. Impressió 3D pel laboratori
Com a exemple d’aplicabilitat, el grup d’especialistes que més ha avançat en aquesta nova tecnologia són els cirurgians. Els ha permès practicar i estudiar el cas a abordar abans de la intervenció, amb models impresos reals que repliquen l’anatomia del pacient a operar. Durant aquest procés de planificació, els cirurgians, juntament amb radiòlegs i enginyers, poden dissenyar instruments personalitzats per ajudar a guiar la cirurgia. Aquest procés permet una gran personalització de l’enfocament quirúrgic.
Aquesta personalització i estudi de les intervencions ha demostrat tenir beneficis de gran impacte en els resultats clínics i econòmics com:
• Millors resultats clínics
• Reducció de segones intervencions
• Millora de la precisió del plantejament quirúrgic
• Reducció de riscos i complicacions
• Reducció del temps de la cirurgia, cosa que implica:
o Reducció del temps de l’anestèsia i del temps de la isquèmia
o Potencial millora de l’eficiència en l’ús dels quiròfans
Però no hem d’oblidar que aquestes tècniques també poden ser de gran ajuda en el disseny de models de simulació mèdica que inclourien des de la creació de models de validació (per calibració de màquines, proves, optimització de paràmetres …) fins a models de pràctica clínica.
Mòdul 1: Innovació
Adquirir coneixement general sobre les necessitats clíniques actuals i les opcions de desenvolupament futures: planificació quirúrgica, formació, generació de models normalitzats, generació d’espectres propis. També s’inclourà una actualització a l’anatomia radiològica aplicada (per a cada sistema d’òrgans), de manera que puguem saber quines són les millors tècniques d’imatge per avaluar cada teixit.
Objectius:
– Proporcionar coneixement general sobre les necessitats clíniques actuals, la tecnologia i les opcions de desenvolupament de futur en els camps de: planificació quirúrgica, formació, generació de models normalitzats, generació d’espectres propis, etc.
Activitats / Què heu de fer:
– Enquesta d’entrada
– Aprenentatge electrònic: realització de totes les classes
– Glossari complet
– Participa al fòrum comunitari (interacciona amb els companys, comparteix idees, fes preguntes)
– Qüestionari d’elecció múltiple del mòdul final
– (Opcional) comproveu el contingut addicional
– Esforç d’estudi previst de 17 hores
Al final del bloc, esperem que l’alumne conegui:
– Les necessitats clíniques per a la realització de la planificació d’imatges en 3D;
– Tecnologies i aplicacions 3D i AI existents;
– Reptes i oportunitats d’adopció 3D i IA en salut.
Mòdul 2: Imatge mèdica
Dedicat a actualitzar els coneixements sobre les tècniques d’imatge i sobretot com optimitzar els paràmetres de cadascuna per millorar els resultats (segmentació, augment de senyal/soroll …). També s’inclouran els conceptes bàsics de reconstrucció senzilla: com la tècnica de multiplicació, les reconstruccions d’intensitat màxima o mínima o la representació superficial de volums. A més, s’introduirà el concepte de biomarcadors bàsics d’imatge quantitativa.
Objectius:
– Adquirir coneixements en anatomia radiològica aplicada (per a cada sistema d’òrgans)
– Actualitzar els coneixements sobre les tècniques d’imatge i sobretot com optimitzar els paràmetres de cada un per adaptar els resultats (segmentació, augment de senyal/soroll, etc.) adequadament a la configuració clínica individual incloent estratègies adequades de reducció de dosi quan s’utilitza TC
– Adquirir conceptes bàsics de reconstrucció senzilla, com ara la tècnica de multiplicació, les reconstruccions d’intensitat màxima o mínima o la representació superficial de volums.
– Conèixer el concepte de biomarcadors bàsics d’imatge quantitativa, inclosa la normalització i l’assegurament de la qualitat
Activitats:
– Aprenentatge electrònic: realització de totes les classes
– Participació al fòrum comunitari (interacciona amb els companys, comparteix idees, fes preguntes)
– Qüestionari d’autoavaluació del tema final
– Qüestionari d’elecció múltiple del mòdul final
– Al final del bloc, esperem que l’ alumne:
– Sigui capaç de reconèixer les tècniques d’imatge més adequades per a l’anàlisi específic de diferents teixits;
– Sigui capaç de realitzar tècniques bàsiques d’imatge i optimització d’imatges, inclosa la dosi i l’ús adequats de material de contrast.
– Sigui capaç de mesurar i valorar biomarcadors bàsics d’imatge quantitativa, mapes de densitat i iode generats per la TC dual o multi-energètica
– Esforç d’estudi previst de 30 hores
Mòdul 3: Planificació i impressió 3D
Dedicat a adquirir el màxim coneixement que mitjançant la segmentació de la imatge 3D permet arribar a altres realitats com la realitat virtual, la realitat augmentada o els models impresos. Inclou el post-procés de segmentació, el coneixement de programari gratuït i dedicat, així com la generació de models especials. Les pràctiques inclouran tant el treball amb els programes com la impressió pròpia de les proves.
Objectius:
– Adquirir el màxim coneixement que mitjançant la segmentació de la imatge 3D permet arribar a altres realitats com la realitat virtual, la realitat augmentada o els models impresos;
– Adquirir coneixements en el post-procés, la segmentació i les tecnologies existents (programari, maquinari i materials);
– Adquirir coneixements sobre el post-procés de la imatge, planificació quirúrgica, desenvolupament d’eines quirúrgiques i biomodels impresos en 3D.
Activitats:
– Aprenentatge electrònic i aula física: realització de totes les classes.
– Sessió de flip-class per a dubtes
– Practicar (treballar amb el programari i imprimir proves)
– Participa al fòrum comunitari (interaccionar amb els companys, compartir idees, fer preguntes)
– Qüestionari d’elecció múltiple del mòdul final
– Esforç d’estudi previst de 55 hores
Al final del bloc, esperem que l’ alumne:
– Conegui les metodologies de segmentació per a la impressió i la investigació.
– Comprengui les diferents etapes implicades en el post-procés bàsic de la imatge i la segmentació de teixits;
– Conegui les etapes de la impressió 3D d’una imatge mèdica, des de l’adquisició de la imatge fins a obtenir el producte físic final;
– Conèixer els fonaments bàsics de les tecnologies d’impressió 3D i les seves tècniques bàsiques de funcionament.
Ser capaç de realitzar una planificació en 3D d’una cirurgia amb models i eines anatòmiques impreses (fèrules, guies, material quirúrgic …).
Mòdul 4: Projecte final:
Objectius:
– Realitzar tot el procés complet de la planificació quirúrgica amb un cas real (transformació de la imatge mèdica en un model 3D imprimible, a més de generar components associats (fèrules, guies, material quirúrgic …);
– Treballar i interactuar en un equip multidisciplinari “de l’entorn real” laboral.
Activitats:
Projecte: cas clínic real a resoldre amb un equip multidisciplinar aplicant els coneixements adquirits de planificació quirúrgica amb tècniques avançades. Proporcionar coneixements pràctics amb l’objectiu principal d’aconseguir l’autonomia dels estudiants en l’aplicació del 3D. El primer dia, els estudiants rebran una imatge d’un cas real; el dia 10, haurien de tenir un model imprès en 3D i la cirurgia prevista i planificada, aplicant alguns algoritmes per extreure certa informació de la imatge original de DICOM.
– Esforç d’estudi previst de 60 hores
Al final del Projecte Final, esperem que l’ alumne:
– Sigui capaç de realitzar de forma independent el procés complet que permet la transformació de la imatge mèdica en un model 3D imprimible, així com generar components associats (fèrules, guies, material quirúrgic …);
– Ser capaç de tenir els criteris per decidir el millor enfocament i la tecnologia de planificació per a un cas real de forma autònoma.
Oferir als metges radiòlegs especialistes o en formació, als bioenginyers o informàtics així com als tècnics superiors en imatge pel diagnòstic, cirurgians i altres especialistes en salut, material formatiu teòric i pràctic que permeti l’adquisició de coneixements que els capacitin per realitzar post-processat de la imatge radiològica, especialment aplicada a la imatge-impressió 3D aplicada a la planificació quirúrgica, la docència i la recerca en salut.
•Conèixer les necessitats clíniques per a la realització d’imatge 3D.
•Saber reconèixer quines són les millors tècniques d’ imatge per a l’ anàlisi específic de diferents teixits.
•Conèixer la metodologia de la segmentació per impressió i recerca i els formats d’ exportació d’ arxius.
•Comprendre les diferents etapes involucrades en el post-procés bàsic de la imatge així com la segmentació de teixits.
•Conèixer les etapes de la impressió 3D en imatge mèdica, des de l’adquisició de la imatge fins a l’obtenció del producte físic final.
•Conèixer els fonaments de les impressores 3D i les seves tècniques bàsiques de funcionament.
•Conèixer els fonaments de les eines programari de la segmentació per recerca.
•Ser capaç de realitzar de manera autònoma el procés complet que permet la transformació de la imatge mèdica en un model 3D imprimible, així com generar components associats (fèrules, guies, material quirúrgic…).
Per dur a terme aquesta activitat formativa, utilitzarem una combinació de metodologies formatives:
Sessions teòriques:
Les sessions teòriques es realitzaran mitjançant:
• Vídeos explicatius o vídeo-tutorials en el cas de les instruccions
• Texts interactius a la plataforma formativa
• Lectures i vídeos recomanats
La plataforma disposarà de FORUM d’estudiants, eines d’estimulació a la participació com PREMIS, medalles,…així com de les eines necessàries per a l’avaluació i seguiment del curs.
En les sessions pràctiques (SP) es seguiran dues metodologies diferents:
• Sessió pràctica estàndard, on es posaran en pràctica els coneixements prèviament impartits.
• Sessió flip-class. En aquestes classes s’analitzaran els problemes dels estudiants amb respecte a un post-procés prèviament treballat. Aquest és un model pedagògic d’aula invertida o també anomenat FlippedLearning. Aquest model transfereix el treball de determinats processos d’aprenentatge de grau inferior definits per la Taxonomia de Bloom (comprendre, recordar) fora de l’aula i utilitza el temps de classe, juntament amb l’experiència del docent, per a facilitar i potenciar altres processos d’adquisició i pràctica de coneixements de grau superior (aplicar, analitzar, sintetitzar, avaluar) dins l’aula.
En les pràctiques els estudiants practicaran amb les diferents eines de post-procés, de forma tutoritzada i fent servir casos reals (prèviament anonimitzats, seguint la normativa legal de protecció de dades). Aquestes pràctiques seguiran un model de metodologia activa, es planificaran activitats on l’alumne serà el centre del seu propi aprenentatge.
• Les tutories es podran realitzar presencials o on-line. N’hi haurà de dos tipus, grupals individuals. Les primeres es dedicaran a l’explicació del treball final. Les tutories individuals es faran per a seguiment particular de cada alumne. Estan previstes diferents tutories durant el curs.
El Mòdul 3 té un treball individual que seguirà la metodologia de projecte.
L’objectiu és demostrar l’adquisició de les competències específiques mitjançant la resolució d’un projecte.
Al final del curs es realitzarà un Treball Final grupal. Es crearan grups d’estudiants en funció del seu perfil professional i a cada grup se li facilitarà un projecte-pacient. El treball consistirà en un projecte on el grup d’estudiants hauran de realitzar tots els passos per a solucionar un cas real (planificació, segmentació, disseny i justificació).
1. Metges en formació de Diagnòstic per la Imatge interessats a iniciar-se al món de la impressió 3D en imatge mèdica.
2. Metges especialistes de Diagnòstic per la Imatge interessats a iniciar-se al món de la impressió 3D en imatge mèdica.
3. Bioenginyers, bioinformàtics, tecnòlegs o científics que utilitzen o desitgen utilitzar el post-procés d’ imatge avançada mèdica.
4. Tècnics en imatge per al diagnòstic interessats a adquirir una nova habilitat que resultarà indispensable en un futur proper.
5. Llicenciats o Graduats en psicologia, biomedicina, odontologia o altres ciències biomèdiques afins.
1. Titulació de Tècnic Superior per al Diagnòstic per la Imatge o Radioteràpia
2. Llicenciat o Graduat en Medicina i Cirurgia.
3. Llicenciat o Graduat en Medicina i Cirurgia. Metge en formació (MIR)
4. Llicenciat o Graduat en Bioenginyeria o Bioinformàtica
5. Llicenciat o Graduat en psicologia, biomedicina o altres ciències biomèdiques afins
Les competències d’aquesta matèria seran avaluades mitjançant el model de 4 nivells de Kirkpatrick Participació (Reaction), Coneixement teòric (Learning), Context / Casos clínics (Behavior), Pràctics, Transferibilitat (Results)):
1. Avaluació continuada de les competències transversals mitjançant la participació i assistència a les aules de classes teòriques i pràctiques (20% de la nota final).
2. Prova objectiva sobre coneixements adquirits a les sessions teòriques mitjançant un test d’elecció múltiple i la resolució d’un cas clínic (on-line Moodle).
Es realitzaran 5 avaluacions amb, com a mínim, 15 preguntes amb 5 opcions (1 verdadera) cadascuna. En cas de que l’alumne suspengui alguns dels exàmens, es realitzarà un segon examen del mòdul, en aquest cas la nota final serà de 65% (mínim per aprovar) independentment de la nota. (50% de la nota final).
3. Treball individual del Mòdul 3 (10%)
4. Treball de final de curs. Es facilitaran instruccions i material per a realitzar un projecte de post-procés clínic o de recerca (tot on-line). (20% de la nota final).
El treball de final de curs consistirà en un projecte grupal a entregar. Es podrà triar entre un projecte d’imatge 3D o un de recerca.
Treball Final (60 h):
– Es facilitarà un cas de TC o RM per a realitzar segmentació
– Caldrà descarregar-se programa lliure de segmentació
– Caldrà definir STL
– Caldrà post-processar malles
– Dissenyar suport o altres
– Adjuntar com a projecte pdf
– Enviar els resultats com a informe
L’Acta de Qualificació Final serà lliurada a la Secretaria de la F. InterAc Salut en un termini no superior a 1 mes des de la data de finalització del curs. El termini per a la realització del qüestionari final o examen es fixarà considerant aquest extrem.
1. Acreditació del 80% d’assistència a les sessions presencials teòriques i pràctiques.
2. Superar amb un 65% cadascuna de les avaluacions dels mòduls.
