FSPINE: Diseño y prescripción de productos ortopédicos personalizados mediante modelos biomecánicos avanzados de la columna vertebral

Autor/es: José María Baydal Bertomeu, Helios de Rosario Martínez, José Luis Peris Serra, Andrés Peñuelas Herráiz, Ignacio Espíritu García – Molina, Salvador Pitarch Corresa, Maria Francisca Peydro De Moya, Juan López Pascual, Sofia Iranzo, Lydia Benages, Raquel Ruiz, Mercedes Sanchis, Sandra Alemany. 

Instituto de Biomecánica (IBV)

INTRODUCCIÓN

Las deformidades de la columna vertebral, como la escoliosis, cifosis o lordosis, requieren herramientas avanzadas que permitan mejorar tanto su diagnóstico como su seguimiento clínico. En la práctica actual, estos procesos dependen en gran medida de evaluaciones subjetivas y pruebas radiológicas repetidas, lo que limita la objetividad de las medidas y supone una exposición acumulada a radiación, especialmente en población pediátrica. Además, el diseño de productos ortopédicos se basa actualmente en procesos manuales con alta dependencia del especialista, lo que dificulta la estandarización y personalización del tratamiento.

En este contexto, el proyecto FSPINE tiene el objetivo de dar respuesta a estas necesidades mediante el desarrollo de nuevas metodologías basadas en escaneado corporal y modelado biomecánico avanzado. El proyecto aborda tanto la mejora de la valoración funcional de pacientes como el desarrollo de herramientas para el diseño personalizado de ortesis y otros productos de apoyo, integrando información estática y dinámica para una caracterización más completa de la patología.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo principal del proyecto ha sido poner a punto, validar y explorar el potencial de nuevas metodologías de registro biomecánico basadas en escaneado corporal, tanto estático como dinámico, para el desarrollo de soluciones innovadoras en el ámbito de las deformidades de la columna vertebral.

De forma específica, el proyecto ha perseguido: (i) desarrollar herramientas para la valoración funcional de estas deformidades que faciliten el diagnóstico y el seguimiento clínico; (ii) diseñar metodologías que permitan la personalización de ortesis y otros productos sanitarios adaptados a las características individuales de cada paciente; y (iii) sentar las bases para la creación de un modelo paramétrico de la columna vertebral que tenga en cuenta tanto la morfología como el comportamiento en movimiento.

Asimismo, el proyecto ha incluido objetivos orientados a la validación de las soluciones desarrolladas en entornos clínicos e industriales, así como a la difusión y transferencia de los resultados para maximizar su impacto en el tejido productivo. Todos los objetivos planteados han sido alcanzados satisfactoriamente.

RESULTADOS

El proyecto ha permitido desarrollar y validar nuevas metodologías biomecánicas orientadas tanto a la valoración clínica de deformidades de la columna vertebral como al diseño personalizado de productos ortopédicos. Los resultados obtenidos han demostrado el potencial de las tecnologías de escaneado corporal 3D y 4D para avanzar hacia procedimientos más objetivos, personalizados y no invasivos.

Figura 1. Flujo de diseño personalizado de productos ortopédicos a partir de escaneado corporal 3D/4D

En primer lugar, se ha desarrollado un procedimiento de diseño de ortesis y otros productos personalizados para el tratamiento de deformidades de columna. Para ello, se ha implementado un algoritmo basado en escaneados dinámicos 4D y herramientas de modelado paramétrico, permitiendo automatizar la generación de geometrías adaptadas a las características específicas de cada paciente. El sistema desarrollado permite incorporar criterios clínicos, zonas de corrección y áreas de alivio de presión, facilitando el diseño de corsés tipo Chêneau-Rigo y cojines de posicionamiento personalizados.

Figura 2. Modelado paramétrico de columna vertebral a partir de una malla de escáner corporal dinámico

En segundo lugar, se ha definido una metodología de valoración clínica de deformidades de columna vertebral en los tres planos anatómicos. Para ello, se han desarrollado algoritmos específicos para la obtención de variables clínicas de interés, como el equilibrio espinal, la oblicuidad pélvica, los ángulos de lordosis y cifosis o la rotación vertebral. Asimismo, se han incorporado pruebas funcionales, como análisis de la marcha y movimientos dinámicos, permitiendo obtener información biomecánica que no es accesible mediante métodos tradicionales basados únicamente en radiografías.

Por último, se ha desarrollado una metodología para la obtención de un modelo paramétrico de la columna vertebral a partir de la morfología externa del paciente. Para ello, se han adaptado metodologías biomecánicas a mallas tridimensionales, implementando algoritmos de análisis de curvatura y detección automática de puntos anatómicos. Este procedimiento permite reconstruir digitalmente la columna vertebral y estimar variables clínicas relevantes, como el ángulo de Cobb o la localización del ápex vertebral, sin necesidad de recurrir continuamente a pruebas radiológicas. Además, se ha conseguido optimizar el procesamiento de datos y mejorar la precisión en la identificación de la línea media de la espalda, incluso en pacientes con deformidades pronunciadas.

Los resultados desarrollados se han validado en colaboración con empresas y profesionales del ámbito clínico y ortoprotésico, demostrando una elevada viabilidad técnica y un importante potencial de aplicación en entornos reales. Las empresas participantes han destacado especialmente el valor añadido del análisis dinámico y la capacidad de personalización de las soluciones desarrolladas, así como su utilidad para el seguimiento clínico no invasivo de pacientes con deformidades de columna.

EMPRESAS PARTICIPANTES

Las empresas que han colaborado en esta iniciativa junto al Instituto de Biomecánica (IBV) han sido: ASCIRES, EPIDISEASE, NEOFOAM, FISIODREÇA’T y ORTOPRONO.

Proyecto (IMDEEA/2025/67). Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Innovació, Indústria, Comerç i Turisme de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE, y está financiado por la Unión Europea, a través del Programa FEDER Comunitat Valenciana 2021-2027.

AFILIACIÓN DE LOS AUTORES

Instituto de Biomecánica de Valencia
Universitat Politècnica de València
Edificio 9C. Camino de Vera s/n
(46022) Valencia. Spain

CÓMO CITAR ESTE ARTÍCULO

Autor/es: José María Baydal Bertomeu, Helios De Rosario Martínez, José Luis Peris Serra, Andrés Peñuelas Herráiz, Ignacio Espíritu García-Molina, Salvador Pitarch Corresa, María Francisca Peydro De Moya, Juan López Pascual, María Jesús Solera, Carlos Atienza (3 de Marzo de 2026). “FSIPNE: diseño y prescripción de productos ortopédicos personalizados mediante modelos biomecánicos avanzados de la columna vertebral”. Revista de Innovación  Biomecánica en Europa nº 14. https://www.ibv.org/actualidad/fspine-diseno-y-prescripcion-de-productos-ortopedicos-personalizados-mediante-modelos-biomecanicos-avanzados-de-la-columna-vertebral/

Publicación desarrollada en el marco del “Plan de Actividades de carácter no económico del IBV 2025” financiada por la Línea Nominativa S1048 “Centros Tecnológicos de la Comunitat Valenciana. Apoyo por objetivos.” de los Presupuestos de la Generalitat para 2025.