Wilmer Alberto Pacheco Llano; Alexander Cahuina Canahuire; Richard Anthony Cruz Rojas; Jorge Luis Poco Medina; Giancarlos Gutiérrez Cervantes; Christian Anthony Suca Velando; Marco Wilfredo Aedo Lopez; Elizabeth Enriqueta Vidal Duarte; Eveling Gloria Castro Gutierrez

Objetivo

Construir un modelo 3D para asistir en la cirugía de reemplazo articular de cadera a partir de imágenes de rayos X para el tratamiento de Osteoartritis y Osteoporosis, en el Hospital Docente de la UNSA de Arequipa.

Resumen:

Actualmente la construcción de un modelo 3D a partir de imágenes de Rx es muy requerido tanto para evaluaciones quirúrgicas como para el tratamiento de enfermedades como la osteoartritis y la osteoporosis que conllevan a la realización de cirugías de reemplazo total de cadera (THA) en fase avanzada y en el período clínico respectivo de la enfermedad. Sin embargo, a pesar de existir diversas técnicas para realizar esta tarea; en nuestro país la existencia de centros médicos que hacen uso de esta tecnología son casi nulos debido la falta de conocimiento. El proyecto pretende: a) estudiar técnicas de procesamiento de imágenes y reconstrucción 2D-3D que existen actualmente en el estado del arte y han presentado resultados óptimos. b) implementar un prototipo con la técnica que se adapte a nuestro contexto y brinden resultados óptimos; analizando las limitaciones y proponiendo un método híbrido. c) validar la propuesta del método híbrido. Se construirá un modelo 3D que asista en el tratamiento de osteoartritis y osteoporosis de pacientes que se encuentren en fase avanzada y en el período clínico respectivo de la enfermedad, diseñando implantes a medida “custom-made implants”. Los resultados son los siguientes: construcción de un modelo 3D,soporte para la toma de decisiones de especialistas al realizar tratamientos de cirugía de THA, 01 método híbrido, 02 tesis de pregrado,01 tesis de postgrado y al menos 03 artículos en revistas indizadas.

Palabras clave

Construcción 3D, THA, Osteoporosis, Osteoartritis,UNSA, CIENCIACTIVA, CONCYTEC

Problema central

Actualmente, en el Perú existe un limitado nivel de investigaciones y tecnologías respecto a las áreas de vision computacional y médicina. Otro factor importante a tener en cuenta, es que nuestro país existe un alto índice de pacientes que sufren de osteoporosis y osteoartritis; y que por ende, en un tiempo no muy mayor requerirán de una cirugía de reemplazo total de cadera (THA).

Hipótesis planteada

Hipótesis general: Es posible construir un modelo 3D para asistir en la cirugía de reemplazo articular o total de cadera a partir de imágenes de rayos X, para el tratamiento de Osteoartritis y Osteoporosis en el Hospital Docente de la UNSA de Arequipa. Hipòtesis especìficas: a) Posiblemente el incremento de conocimiento de métodos de procesamiento de imágenes de rayos X, ayude a obtener un tratamiento preciso de reemplazo total de cadera guiado por procesamiento de imágenes de rayos X b) Posiblemente la consolidación de conocimientos en reconstrucción 2D-3D a partir de imágenes de rayos X den lugar a un tratamiento traumatológico preciso de reemplazo total de cadera guiado por reconstrucción 2D-3D c) Posiblemente, el incremento de conocimientos de modelos 3D de la estructura pélvica a partir de imágenes de rayos X den lugar a tratamientos traumatológicos accesibles de reemplazo total de cadera guiado por modelos 3D. Por consiguiente, con las hipótesis específicas e hipótesis general planteada se busca brindar a médicos especialistas un medio que sirva de soporte para la toma de decisiones con respecto a evaluaciones de cirugías de reemplazo total de cadera mediante la construcción de un modelo 3D de acuerdo a la anatomía específica del paciente; de manera que se puedan diseñar implantes a medida para el paciente. Asimismo, mediante el modelo 3D se podrá asistir en el tratamiento de osteoartritis y osteoporosis.

Resultados esperados

03 Articulos cientificos aceptados en revista indizada para revisión relacionados con la investigación
02 ponencias en eventos de nivel científico internacional donde se difundan los avances o resultados del proyecto.
01 ponencia en eventos de nivel científico nacional donde se difundan los avances o resultados del proyecto.
02 tesis sustentadas y aprobadas nivel pregrado en relación a la investigación
01 tesis sustentada y aprobada nivel postgrado en relación a la investigación
01 solicitud de derecho de autor presentado ante Indecopi
01 profesional capacitado en procesamiento de imágenes
01 nro de vinculación con entidades para realizar investigación
01 nueva tecnologia prototipo:modelo 3D de la estructura pélvica de acuerdo a la anatomía específica del paciente.

Impactos esperados

El trabajo propuesto hace frente al problema del escaso nivel de construcción de un modelo 3D para asistir en la cirugía de reemplazo articular de cadera (THA) a partir de imágenes de Rx para el tratamiento de Osteoartritis y Osteoporosis, en el Hospital Docente de la UNSA de Arequipa. Por consiguiente, el impacto de los resultados del proyecto de investigación propuesto se orientan al sector de salud. De esta manera, para el desarrollo del proyecto de investigación se consolidarán conocimientos de áreas como: área de medicina, área de computación y área de matemática.

Bajo este contexto, se busca lograr impactos a corto plazo, a mediano plazo y a largo plazo. Los impactos a corto plazo están relacionados a la difusión de este tipo de tecnologías; de tal modo que instituciones médicas adquieran conocimiento de los beneficios que trae consigo su uso. Los impactos a mediano plazo se dan en el Hospital de Docentes de la UNSA y son los siguientes: evaluaciones a pacientes con presencia de osteoartritis y osteoporosis en base al modelo 3D entregado, evaluaciones a pacientes con reemplazo total de cadera (THA) y
resultados de evaluaciones con mayor rapidez y precisión a pacientes; todo ello en base a imágenes de Rx. Finalmente, los impactos a largo plazo alcanzan diversas instituciones médicas logrando la construcción de implantes hechos a medida de acuerdo a la anatomía específica del paciente y evaluaciones para enfermedades oncológicas de la estructura pélvica; para ambos casos se considera como base fundamental el modelo 3D proporcionado a partir de imágenes de Rx.

Finalmente, otro impacto de interés que se pretende alcanzar es el posicionamiento de la UNSA como punto principal de referencia en investigaciones de visión computacional en imágenes médicas, gracias a la publicación de artículos, sustentación de tesis y la generación de derechos de propiedad intelectual que se realicen.