Un posicionador robótico de etapas múltiples guiado por resonancia magnética mejora la precisión de neurocirugía estereotáctica

La resonancia magnética (RM) ofrece importantes beneficios en neurocirugía, ya que proporciona visualizaciones detalladas en 3D de estructuras neurovasculares y tumores. Tradicionalmente, su uso se ha restringido al análisis de imágenes estáticas tomadas antes o después de la cirugía, lo que genera posibles imprecisiones debido a la configuración de marcos estereotácticos, el registro de imágenes y los cambios cerebrales. Los investigadores ahora han desarrollado un posicionador robótico interactivo de múltiples etapas especializado para su uso en neurocirugía estereotáctica guiada por resonancia magnética, mejorando la precisión de estas intervenciones quirúrgicas.

Este sistema avanzado desarrollado por un equipo de la Universidad de Hong Kong (HKU, Pokfulam, Hong Kong) está diseñado para ayudar en diversos procedimientos, como la orientación con cánula o aguja, que son cruciales en tratamientos como la estimulación cerebral profunda (DBS, por sus siglas en inglés) para los trastornos del movimiento, incluida la enfermedad de Parkinson. Además, respalda una variedad de intervenciones terapéuticas como biopsia, administración de fármacos, ablación y colocación de catéteres en áreas profundas del cerebro. En 2018, este equipo desarrolló con éxito el primer sistema robótico del mundo capaz de realizar neurocirugía estereotáctica bilateral en un entorno de resonancia magnética, lo que ayudó a superar los desafíos asociados con procedimientos prolongados y flujos de trabajo complejos. Desde entonces, el equipo ha perfeccionado el prototipo inicial.

La última versión de este sistema facilita la manipulación interactiva y semiautomática en dos etapas. Inicialmente, basándose en imágenes preoperatorias, el cirujano posiciona la guía del instrumento robótico hacia la trayectoria objetivo. El sistema incorpora iluminación de fibra óptica para indicar visualmente cualquier error de angulación en relación con la trayectoria del objetivo. Cuando la guía del instrumento está alineada dentro de los 5 grados del objetivo, se puede bloquear en su lugar de forma remota. El sistema utiliza análisis de elementos finitos (FEA) para optimizar el diseño y emplea una arquitectura de actuador suave impulsado por fluido para posicionar el instrumento con un error de orientación de menos de 0,2 grados. El bloqueo de la orientación es robusto y utiliza mecanismos robóticos suaves, como unidades de horneado accionadas por tendones y atascos granulares.

Después de esta configuración, el cirujano inserta manualmente el instrumento a través de la vía guiada por robot, con un tope de inserción que ayuda a establecer la profundidad precisa. Esta tecnología ayuda a eliminar los errores inherentes que se encuentran en la estereotaxia tradicional basada en marcos, mejorando así la precisión de la inserción y los resultados quirúrgicos. También reduce la duración de la operación, lo que contribuye a una mayor comodidad y satisfacción del paciente. El dispositivo en sí es compacto y liviano (97 x 81 mm, 203 g), diseñado para ser compatible con la mayoría de las bobinas de cabezales de imágenes estándar. Incluye marcadores de seguimiento omnidireccionales inalámbricos en miniatura hechos a medida y un sistema sin interferencias electromagnéticas para respaldar el registro preciso del robot en condiciones de resonancia magnética en tiempo real. La eficacia del sistema se ha confirmado mediante estudios cadavéricos y pruebas con modelos de cráneo, logrando un error de precisión de menos de 3 mm y mostrando un potencial significativo para futuras aplicaciones clínicas.

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Universidad de Hong Kong