Novedoso sistema guía cirujanos durante procedimientos

Un novedoso sistema de seguimiento óptico tridimensional (3D) proporciona a los cirujanos ortopédicos de la columna navegación en tiempo real, como un Google Maps para el cuerpo.

Desarrollado por investigadores de la facultad de medicina Dartmouth (Hanover, NH, EUA), el nuevo sistema de estereovisión intraoperatoria (iSV) usa un algoritmo complejo de software y dos cámaras conectadas a un microscopio quirúrgico para producir imágenes digitalizadas 3D, en tiempo real, para el registro conjunto del campo quirúrgico espinal. El sistema de cámara estereoscópica calibrada ayuda a los cirujanos sin radiación adicional o el marcado con mano de obra intensiva de las áreas clave en la columna vertebral del paciente, proporcionando representaciones exactas de los lugares donde se deben colocar los implantes espinales, las herramientas quirúrgicas y los dispositivos durante el procedimiento.


En un estudio para definir la exactitud del sistema, los investigadores implantaron referencias de tornillo óseo en diez columnas porcinas explantadas, con tejido blando dorsal eliminado en un grado variable. Luego se realizaron tomografías computarizadas de alta resolución. Las imágenes estereoscópicas obtenidas utilizando el iSV, luego fueron procesadas, reconstruidas y segmentadas, de manera semiautomatizada. A continuación, se realizó el registro de la superficie espinal reconstruida con una TC preoperatoria. En cada columna se le realizó una laminectomía multinivel y se calculó el error de registro del objetivo (TRE) para cantidades variables de remoción ósea.

Los resultados revelaron que la exactitud media global del registro de iSV era de 2,21 mm, incluso cuando la anatomía ósea estaba oscurecida parcialmente por los tejidos blandos, o si se había realizado una laminectomía parcial de la línea media. Los investigadores también probaron el nuevo sistema iSV en cuanto a eficiencia y exactitud en las columnas de cerdo, y ahora están en el proceso de convertirlo en una varilla de mano que el cirujano puede pasar sobre el área quirúrgica. El estudio fue publicado el 6 de marzo de 2018 en la revista Operative Neurosurgery.

“Las imágenes por resonancia magnética y las tomografías computarizadas ayudan a los cirujanos a identificar problemas en la columna vertebral, como vértebras comprimidas o hernias discales, pero encontrar un camino claro hacia esas áreas problemáticas no siempre es tan sencillo. Los tejidos y los huesos no solo se interponen en el camino, sino que también se pueden mover durante la cirugía de la columna vertebral”, dijo el coautor del estudio, el profesor de ingeniería biomédica, Keith Paulsen, PhD. “La estereovisión ofrece un medio prometedor para registrar un campo quirúrgico espinal abierto y dorsal. Al representar imágenes en tiempo real, con una simple herramienta portátil, creemos que podemos hacer que las cirugías sean más seguras y menos costosas en el futuro”.

La estereovisión es el proceso de extraer información 3D de múltiples vistas 2D de una escena. Se usa en aplicaciones tales como sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y navegación robótica, donde se usa para calcular la distancia real o el alcance de los objetos de interés. La información en 3D se puede obtener a partir de un par de imágenes, también conocido como un par estéreo, al calcular la profundidad relativa de los puntos en la escena. Las imágenes estéreo se rectifican para simplificar la coincidencia, de modo que un punto correspondiente en una imagen se puede encontrar en la otra imagen.