Imagem Real e Virtual

Com o número progressivamente ascendente de tecnologias relacionadas às intervenções em cardiopatias estruturais e a expansão de indicações dos procedimentos, a imagem cardíaca tem assumido um papel cada vez mais central. Ela contribui de forma decisiva para a compreensão anatômica detalhada, — seja em valvopatias, cardiopatias congênitas ou outras alterações morfológicas cardíacas não usuais — e torna-se fundamental no planejamento pré-procedimento, na escolha adequada do dispositivo, na antecipação de possíveis desafios e no diagnóstico de complicações pós-procedimento.

Nesse contexto, a impressão 3D e a simulação computacional surgem como recursos adjuvantes promissores, ao permitirem a reprodução tridimensional física e virtual das estruturas cardíacas, favorecendo a visualização espacial, o treinamento de procedimentos e a discussão multidisciplinar de casos complexos. Em todos esses cenários, a imagem cardíaca — agora aliada a tecnologias como a impressão 3D e simulação computacional — consolida seu papel como ferramenta indispensável nas terapias estruturais.

A impressão 3D é um processo de múltiplas etapas que envolve a aquisição de dados volumétricos, segmentação da imagem, seleção do material de impressão, e configuração da impressora em softwares de fatiamento.

Quanto à aquisição da imagem, o modelo 3D é criado a partir de dados volumétricos. A imagem bidimensional convencional é composta por pixels (elementos com altura e largura), enquanto a reconstrução tridimensional exige a aquisição de voxels — unidades de imagem que incorporam uma terceira dimensão, correspondente ao volume. Métodos como a tomografia computadorizada (TC) cardíaca, o ecocardiograma 3D e a ressonância magnética (RM) cardíaca 3D permitem a obtenção de imagens volumétricas. No entanto, pela excelente resolução espacial, temporal e de contraste, a TC tem se consolidado como o método preferencial para aquisição de dados destinados à impressão 3D.

A segmentação da imagem é parte fundamental do processo e consiste na conversão de conjuntos de dados DICOM (Digital Imaging And Comunnications in Medicine) no formato STL (Standard Tessellation Language) através de softwares dedicados. Basicamente é nessa fase que decidimos como a peça será impressa, codificando com cores ou não e editando com adição ou remoção de certos componentes anatômicos. Uma vez concluída a segmentação e finalizado o modelo digital gerado pelo software, o arquivo STL é exportado para o software de fatiamento, nesse passo, decidimos como o arquivo será impresso, a depender do material que foi escolhido.

A escolha do material para impressão 3D depende das características teciduais que se deseja reproduzir. Para estruturas mais rígidas, utilizam-se materiais como plásticos (FDM, ABS, PETG), enquanto tecidos mais maleáveis podem ser representados com materiais flexíveis, como o silicone ou resina flexível. Embora existam equipamentos multifuncionais, a escolha da impressora adequada costuma ser orientada pelo tipo de material e pela finalidade da peça. Entre os principais tipos estão as impressoras de filamento (FDM) e de resina. A impressora FDM, por exemplo, funciona aquecendo o filamento plástico até que ele derreta, depositando-o em camadas sucessivas que, ao se solidificarem, formam a peça tridimensional. Já as impressoras de resina utilizam um processo de fotopolimerização, no qual uma resina líquida é solidificada camada a camada por meio de luz UV. Dessa forma, conseguimos transformar o modelo digital em uma representação física palpável.

Apesar de muitos benefícios, a impressão 3D demanda expertise, capacitação, softwares específicos e impressoras especializadas. Pensando em facilitar e encurtar o processo, softwares de simulação computacional foram desenvolvidos, eles permitem ampla interação com as imagens da TC, são capazes, por exemplo, de identificar de forma automatizada, cúspides e o plano do anel valvar aórtico para o planejamento da TAVI, simular virtualmente próteses e criar vistas de fluoroscopia virtual. Evoluem, ainda, no campo da realidade virtual, permitindo ainda mais interação e entendimento anatômico, além de uma ampla disponibilidade de próteses para simulação e a possibilidade de customização de algumas próteses com formas simples.

Afinal, qual é o método mais adequado: modelagem física ou computacional? Na verdade, esses dois métodos caminham juntos e se complementam. Cada um apresenta vantagens e limitações. Tanto os modelos físicos quanto os digitais contribuem significativamente para o planejamento dos procedimentos; no entanto, ambos ainda apresentam limitações na reprodução das propriedades de deformação dos tecidos e da interação tecido-dispositivo ao longo do ciclo cardíaco — a chamada “quarta dimensão”, que é o tempo — já que normalmente avaliamos essas estruturas em apenas uma fase do ciclo, de forma estática. A manipulação direta e interação com o modelo criado é a grande vantagem da Impressão 3D, já a ampla disponibilidade de próteses virtuais e a possibilidade de customização de próteses facilitam significativamente a escolha dos dispositivos quando utilizados os modelos digitais.

Assim, as tecnologias 3D — tanto por impressão 3D quanto por simulação computacional — têm se consolidado como ferramentas valiosas em diferentes contextos que exigem um entendimento anatômico mais detalhado. Seja no planejamento pré-procedimento, na avaliação de complicações pós-intervenção, na análise de anatomias complexas ou na educação da equipe e do paciente, esses recursos contribuem de forma significativa para o aprimoramento das decisões clínicas e para o sucesso nas abordagens de cardiopatias estruturais complexas.