Nuevo software indica trayectoria de corte para neurocirujanos

Un equipo israelí de neurocirujanos y especialistas en informática está desarrollando un software para planear las delicadas incisiones que son necesarias en neurocirugía.

Operar en el cerebro es muy similar al deporte de pesca en el hielo. Los cirujanos hacen un agujero en el cráneo tan pequeño como la mitad de un centavo y no pueden ver necesariamente lo que hay debajo. A veces hacen una abertura hasta de 70 mm – el tamaño de algunos lentes de una cámara – forzando a los cirujanos a cortar amplias zonas de hueso y tejido.


Los cirujanos deben entonces moverse a través de más de 400 kilómetros de vasos sanguíneos y frágiles lóbulos que controlan el habla, la vista, el olfato y la memoria, cada vez que quieren extirpar un tumor o aliviar los síntomas de la enfermedad de Parkinson, la depresión y otros trastornos neurológicos. La determinación de la mejor trayectoria para atacar un tumor o un quiste lleno de líquido, es tanto una ciencia como un arte.

“El campo de imagen o cirugía asistida por computador es un proyecto en constante evolución en medicina y en especial en neurocirugía” señaló el Dr. Yigal Shoshan, jefe del departamento de neurocirugía del Hospital Hadassah (Jerusalén, Israel), quien junto con el Dr. Leo Joskowicz, profesor de ciencias informáticas de la Universidad Hebrea, está desarrollando el software.

El software combina una amplia gama de datos para crear un mapa tridimensional (3D) del cerebro en lugar de las convencionales imágenes por resonancia magnética (MRI) en dos dimensiones. La exploración con resonancia magnética funcional (fMRI) detecta alteraciones del flujo sanguíneo que reflejan las áreas de mayor actividad neural, en lugar de simplemente una imagen del órgano. La superposición de las imágenes de resonancia magnética funcional es otro conjunto de datos a partir de una angiografía por resonancia magnética (ARM), que se centra en las arterias del cerebro y busca anomalías, bloqueos y aneurismas.

Toda esta información es procesada para generar códigos de color verde y rojo que muestran dónde los cirujanos pueden cortar y dónde no. Las áreas que el software considera como demasiado peligrosas o demasiado cercanas a partes vitales del cerebro se colocan en la zona roja. Esto no sólo allana el camino para cirugías más seguras, sino que puede permitir un tratamiento más eficaz. “Cuando se está insertando un electrodo en los ganglios basales del cerebro para el tratamiento de Parkinson, estamos hablando de exactitud submilimétrica”, dijo.

En julio de 2012, un equipo de seis científicos e ingenieros informáticos evaluó su prototipo en el Hospital Hadassah. En un caso de prueba, se dio a los médicos una exploración básica con RM que mostraba una lesión. Se pidió a cada uno de los 10 médicos planear una cirugía basándose sólo en la resonancia magnética y luego comparar su plan con las sugerencias del software. En total, la investigación analizó más de 240 rutas quirúrgicas.

Considerando que los resultados finales del estudio todavía no se han publicado y el software todavía tiene que conseguir aprobación de la Dirección de Alimentos y Medicamentos de los EUA (FDA) para realizar pruebas adicionales. El Dr. Shoshan señaló que los hallazgos muestran cómo el software permite al médico elegir trayectorias más exactas y más seguras. Informó que el software fue especialmente útil con los residentes junior. “El software ayuda a los médicos jóvenes a trabajar mejor”, dijo, señalando la forma en que cierra la brecha entre los médicos de mayor y menor nivel de experiencia. Señaló que los médicos con menos experiencia podrán fácilmente corregir o modificar sus planes quirúrgicos iniciales y también aprender de sus errores. Es una herramienta de enseñanza y de ejecución muy poderosa”, dice. “Es como un juego: si usted elige una trayectoria muy buena y logra un índice de riesgo pequeño, puede ganar”.

Al Dr. Shoshan se le ocurrió el plan con el Dr. Joskowicz, un antiguo científico de la computación de IBM, quien había trabajado en un software similar que fue construido para organizar todo tipo de datos: registros de nacimiento, datos financieros y cirugías.

En la década de 1990, Joskowicz trabajó en el Centro de Investigación T.J. Watson de IBM, en Yorktown Heights, Nueva York, EUA Los investigadores allí desarrollaban un software para personalizar las prótesis para las cirugías de reemplazo de cadera. El programa utilizaba información de tomografía computarizada (TC) para hacer prótesis individualizadas con base en la estructura ósea de cada paciente.

Joskowicz comenzó a trabajar con neurocirujanos del Hospital Hadassah hace 10 años, tomando su experiencia anterior y aplicándola a un nuevo campo. “Se necesita mucho tiempo para desarrollar estas cosas. Se necesita perseverancia. Una buena idea dista mucho de ser suficiente”, dice Joskowicz.

Para los médicos del Hadassah, donde hay un gran volumen de pacientes, la velocidad y la exactitud en la toma de decisiones es vital. El hospital cuenta con el único departamento de neurocirugía de Jerusalén. Cada año, la unidad realiza unas 1.500 intervenciones quirúrgicas, hospitaliza a cerca de 2.000 pacientes y atiende a cerca de 4.500 pacientes en su servicio ambulatorio, dice Shoshan.

Los médicos del Hadassah han operado con éxito y sin dañar otras partes del cerebro usando el método de planificación estándar basado en RM. Pero, si hubieran utilizado el nuevo software de síntesis de información 3D, lo más probable es que hubiera disminuido el riesgo para el paciente.

El quince por ciento de las cirugías cerebrales para tumores benignos salen mal por complicaciones como hemorragias internas o incisiones erradas que conducen a un daño neurológico permanente. El peor de los casos es la muerte. Sin embargo, los recientes avances en la tecnología quirúrgica están cambiando el escenario. Las intervenciones quirúrgicas en el futuro serán muy exactas y, con toda probabilidad, mejoradas por la tecnología virtual y robótica. El nuevo software de los Dres. Joskowicz y Shoshan puede ser utilizado para planificar esas futuras cirugías.

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Hadassah Hospital