La cirugía estereotáxica es una forma de intervención quirúrgica mínimamente invasiva que hace uso de un sistema de coordenadas tridimensionales para localizar pequeños objetivos dentro del cuerpo y realizar sobre ellos alguna acción como ablación , biopsia , lesión , inyección, estimulación , implantación, radiocirugía (SRS), etc.
En teoría, cualquier sistema orgánico del cuerpo puede ser sometido a cirugía estereotáctica. Sin embargo, las dificultades para establecer un marco de referencia confiable (como puntos de referencia óseos , que tienen una relación espacial constante con los tejidos blandos) significan que sus aplicaciones se han limitado, tradicionalmente y hasta hace poco, a la cirugía cerebral . Además del cerebro , se realizan biopsias y cirugías de mama de manera rutinaria para localizar, tomar muestras (biopsia) y extraer tejido. Se pueden utilizar imágenes de rayos X simples ( mamografía radiográfica ), tomografía computarizada y resonancia magnética para guiar el procedimiento.
Otra forma aceptada de "estereotáctico" es "estereotáxico". Las raíces de la palabra son stereo- , un prefijo derivado de la palabra griega στερεός ( stereos , "sólido"), y -taxis (un sufijo del neolatín e ISV , derivado del griego taxis , "disposición", "orden", de tassein , "disponer").
La cirugía se utiliza para tratar diversos tipos de cáncer cerebral, enfermedades benignas y trastornos funcionales del cerebro. [1] A veces se combina con radioterapia cerebral completa , y una revisión sistemática de 2021 encontró que esta combinación condujo a la mayor mejora de la supervivencia para aquellos con metástasis cerebral única. [2]
Entre los trastornos cerebrales malignos se encuentran: metástasis cerebral y glioblastoma . [1] Los trastornos cerebrales benignos son: meningioma , malformación arteriovenosa cerebral , schwannoma vestibular y adenoma hipofisario . [1] Los trastornos funcionales son: neuralgia del trigémino , enfermedad de Parkinson y epilepsia . [1]
La cirugía estereotáctica funciona sobre la base de tres componentes principales: [ cita requerida ]
Los sistemas de planificación estereotáctica modernos se basan en ordenadores. El atlas estereotáctico es una serie de secciones transversales de una estructura anatómica (por ejemplo, un cerebro humano), representadas en referencia a un marco de dos coordenadas. De este modo, a cada estructura cerebral se le puede asignar fácilmente un rango de tres números de coordenadas, que se utilizarán para posicionar el dispositivo estereotáctico. En la mayoría de los atlas, las tres dimensiones son: laterolateral ( x ), dorsoventral ( y ) y rostrocaudal ( z ).
El aparato estereotáxico utiliza un conjunto de tres coordenadas ( x , y y z ) en un marco de referencia ortogonal ( coordenadas cartesianas ) o, alternativamente, un sistema de coordenadas cilíndricas , también con tres coordenadas: ángulo, profundidad y ubicación anteroposterior (o axial). El dispositivo mecánico tiene abrazaderas y barras que sujetan la cabeza y la colocan en una posición fija con referencia al sistema de coordenadas (el llamado cero u origen). En los animales de laboratorio pequeños, estos suelen ser puntos de referencia óseos que se sabe que tienen una relación espacial constante con el tejido blando. Por ejemplo, los atlas cerebrales a menudo utilizan el meato auditivo externo , las crestas orbitarias inferiores , el punto medio del maxilar entre los dientes incisivos o el bregma (confluencia de suturas de los huesos frontal y parietal) como puntos de referencia. En los humanos, los puntos de referencia, como se describió anteriormente, son estructuras intracerebrales que son claramente discernibles en una radiografía o tomógrafo . En los bebés humanos recién nacidos, el "punto blando" donde se unen las suturas coronal y sagital (conocido como fontanela ) se convierte en bregma cuando este espacio se cierra. [3]
Barras guía en las direcciones x , y y z (o alternativamente, en el soporte de coordenadas polares), equipadas con escalas vernier de alta precisión , permiten al neurocirujano posicionar la punta de una sonda (un electrodo , una cánula , etc.) dentro del cerebro, en las coordenadas calculadas para la estructura deseada, a través de un pequeño orificio trepanado en el cráneo.
Actualmente, varios fabricantes producen dispositivos estereotáxicos adecuados para la neurocirugía en humanos, tanto para procedimientos cerebrales como de columna vertebral, así como para la experimentación con animales.
La radiocirugía estereotáctica utiliza radiación ionizante generada externamente para inactivar o erradicar objetivos definidos en la cabeza o la columna sin la necesidad de hacer una incisión. [5] Este concepto requiere gradientes de dosis pronunciados para reducir la lesión al tejido normal adyacente mientras se mantiene la eficacia del tratamiento en el objetivo. [6] Como consecuencia de esta definición, la precisión general del tratamiento debe coincidir con los márgenes de planificación del tratamiento de 1 a 2 mm o mejor. [7] Para utilizar este paradigma de manera óptima y tratar a los pacientes con la mayor precisión y exactitud posibles , todos los errores, desde la adquisición de imágenes durante la planificación del tratamiento hasta los aspectos mecánicos de la administración del tratamiento y las preocupaciones por el movimiento intrafracción, deben optimizarse sistemáticamente. [8] Para garantizar la calidad de la atención al paciente, el procedimiento involucra un equipo multidisciplinario que consta de un oncólogo radioterapeuta , un físico médico y un radioterapeuta. [9] [ 10] Los dispositivos Gamma Knife , [11] CyberKnife [12] y Novalis Radiosurgery [13] ofrecen programas de radiocirugía estereotáctica dedicados y disponibles comercialmente . [14]
La radiocirugía estereotáctica proporciona una alternativa de tratamiento eficiente, segura y mínimamente invasiva [15] para pacientes diagnosticados con indicaciones malignas , benignas y funcionales en el cerebro y la columna vertebral, incluidos, entre otros, tumores primarios y secundarios . [16] La radiocirugía estereotáctica es una opción de tratamiento bien descrita para la mayoría de las metástasis , meningiomas , schwannomas , adenomas hipofisarios , malformaciones arteriovenosas y neuralgia del trigémino , entre otros. [17]
Independientemente de las similitudes entre los conceptos de radiocirugía estereotáctica y radioterapia fraccionada y aunque se informa que ambas modalidades de tratamiento tienen resultados idénticos para ciertas indicaciones, [18] la intención de ambos enfoques es fundamentalmente diferente. El objetivo de la radiocirugía estereotáctica es destruir el tejido diana mientras se preserva el tejido normal adyacente, mientras que la radioterapia fraccionada se basa en una sensibilidad diferente del tejido diana y del tejido normal circundante a la dosis total de radiación acumulada . [5] Históricamente, el campo de la radioterapia fraccionada evolucionó a partir del concepto original de radiocirugía estereotáctica tras el descubrimiento de los principios de la radiobiología : reparación, redistribución, repoblación y reoxigenación. [19] Hoy en día, ambas técnicas de tratamiento son complementarias, ya que los tumores que pueden ser resistentes a la radioterapia fraccionada pueden responder bien a la radiocirugía y los tumores que son demasiado grandes o están demasiado cerca de órganos críticos para una radiocirugía segura pueden ser candidatos adecuados para la radioterapia fraccionada. [18]
Una segunda evolución, más reciente, extrapola el concepto original de radiocirugía estereotáctica a objetivos extracraneales, más notablemente en el pulmón, hígado, páncreas y próstata. Este enfoque de tratamiento, denominado radioterapia corporal estereotáctica o SBRT, se ve desafiado por varios tipos de movimiento. [20] Además de los desafíos de inmovilización del paciente y el movimiento asociado del paciente, las lesiones extracraneales se mueven con respecto a la posición del paciente debido a la respiración, el llenado de la vejiga y el recto. [21] Al igual que la radiocirugía estereotáctica, la intención de la radioterapia corporal estereotáctica es erradicar un objetivo extracraneal definido. Sin embargo, el movimiento del objetivo requiere márgenes de tratamiento más grandes alrededor del objetivo para compensar la incertidumbre de posicionamiento. Esto a su vez implica más tejido normal expuesto a altas dosis, lo que podría resultar en efectos secundarios negativos del tratamiento . Como consecuencia, la radioterapia corporal estereotáctica se administra principalmente en un número limitado de fracciones, combinando así el concepto de radiocirugía estereotáctica con los beneficios terapéuticos de la radioterapia fraccionada. [22] Para monitorear y corregir el movimiento del objetivo para un posicionamiento preciso y exacto del paciente antes y durante el tratamiento, existen tecnologías avanzadas guiadas por imágenes disponibles comercialmente e incluidas en los programas de radiocirugía ofrecidos por las comunidades CyberKnife y Novalis. [23]
La neurocirugía funcional comprende el tratamiento de varios trastornos como la enfermedad de Parkinson , la hipercinesia , el trastorno del tono muscular, el dolor intratable, los trastornos convulsivos y los fenómenos psicológicos. Se creía que el tratamiento de estos fenómenos se localizaba en las partes superficiales del SNC y del SNP. La mayoría de las intervenciones realizadas para el tratamiento consistían en la extirpación cortical. Para aliviar los trastornos extrapiramidales, el pionero Russell Meyers diseccionó o seccionó la cabeza del núcleo caudado en 1939, [24] y parte del putamen y del globo pálido . Se hicieron intentos de abolir el dolor intratable con éxito mediante la transección del tracto espinotalámico a nivel de la médula espinal y más proximalmente, incluso a niveles mesencefálicos. [ cita requerida ]
En 1939-1941 Putnam y Oliver intentaron mejorar el parkinsonismo y las hipercinesias probando una serie de modificaciones de las cordotomías lateral y anterolateral . Además, otros científicos como Schurman, Walker y Guiot hicieron importantes contribuciones a la neurocirugía funcional. En 1953, Cooper descubrió por casualidad que la ligadura de la arteria corioidea anterior resultó en una mejoría de la enfermedad de Parkinson. De manera similar, cuando Grood estaba realizando una operación en un paciente con Parkinson, accidentalmente lesionó el tálamo . Esto hizo que los temblores del paciente se detuvieran. A partir de entonces, las lesiones talámicas se convirtieron en el punto de destino con resultados más satisfactorios. [25]
Las aplicaciones clínicas más recientes se pueden ver [26] en cirugías utilizadas para tratar la enfermedad de Parkinson, como la palidotomía o la talamotomía (procedimientos de lesión), o la estimulación cerebral profunda (ECP). [27] Durante la ECP, se coloca un electrodo en el tálamo, el pálido del núcleo subtalámico, partes del cerebro que están involucradas en el control motor y que se ven afectadas por la enfermedad de Parkinson. El electrodo se conecta a un pequeño estimulador que funciona con batería y se coloca debajo de la clavícula, donde un cable corre debajo de la piel para conectarlo al electrodo en el cerebro. El estimulador produce impulsos eléctricos que afectan a las células nerviosas alrededor del electrodo y deberían ayudar a aliviar los temblores o los síntomas asociados con el área afectada. [ cita requerida ]
En la talamotomía , se coloca un electrodo de aguja en el tálamo y el paciente debe cooperar con las tareas asignadas para encontrar el área afectada; después de localizar esta área del tálamo, se aplica una pequeña corriente de alta frecuencia al electrodo y esto destruye una pequeña parte del tálamo. Aproximadamente el 90% de los pacientes experimentan un alivio instantáneo del temblor. [ cita requerida ]
En la palidotomía , un procedimiento casi idéntico a la talamotomía, se destruye una pequeña parte del globo pálido y el 80% de los pacientes experimentan una mejoría en la rigidez y la hipocinesia, y se produce un alivio o mejoría del temblor semanas después del procedimiento. [ cita requerida ]
El método estereotáctico fue publicado por primera vez en 1908 por dos científicos británicos, Victor Horsley , médico y neurocirujano, y Robert H. Clarke, fisiólogo, y fue construido por Swift & Son; los dos científicos dejaron de colaborar después de la publicación de 1908. El aparato de Horsley-Clarke usaba un sistema cartesiano (tres ejes ortogonales). Ese dispositivo se encuentra en el Museo de Ciencias de Londres ; Ernest Sachs trajo una copia a los EE. UU. y se encuentra en el Departamento de Neurocirugía de la UCLA . Clarke usó el original para realizar investigaciones que llevaron a publicaciones de atlas cerebrales de primates y gatos . No hay evidencia de que alguna vez se haya usado en una cirugía humana. [28] [29] : 12 [30] El primer dispositivo estereotáxico diseñado para el cerebro humano parece haber sido una adaptación del marco Horseley-Clarke construido a instancias de Aubrey T. Mussen por un taller de Londres en 1918, pero recibió poca atención y no parece haber sido utilizado en personas. Era un marco hecho de latón. [29] : 12 [31]
El primer dispositivo estereotáxico utilizado en humanos fue utilizado por Martin Kirschner , para un método de tratamiento de la neuralgia del trigémino mediante la inserción de un electrodo en el nervio trigémino y su ablación. Publicó este trabajo en 1933. [29] : 13 [32] : 420 [33]
En 1947 y 1949, dos neurocirujanos que trabajaban en la Universidad de Temple en Filadelfia, Ernest A. Spiegel (que había huido de Austria cuando los nazis tomaron el poder [28] ) y Henry T. Wycis, publicaron su trabajo sobre un dispositivo similar al aparato de Horsley-Clarke en el que se utilizaba un sistema cartesiano; se fijaba a la cabeza del paciente con un yeso en lugar de tornillos. Su dispositivo fue el primero en utilizarse para la cirugía cerebral; lo utilizaron para la psicocirugía . También crearon el primer atlas del cerebro humano y utilizaron puntos de referencia intracraneales, generados mediante el uso de imágenes médicas adquiridas con agentes de contraste. [29] : 13 [32] : 72 [34]
El trabajo de Spiegel y Wycis despertó un enorme interés e investigación. [29] : 13 En París, Jean Talairach colaboró con Marcel David, Henri Hacaen y Julian de Ajuriaguerra en un dispositivo estereotáxico, publicando su primer trabajo en 1949 y finalmente desarrollando las coordenadas de Talairach . [28] [29] : 13 [32] : 93 En Japón, Hirotaro Narabayashi estaba haciendo un trabajo similar. [28]
En 1949, Lars Leksell publicó un dispositivo que utilizaba coordenadas polares en lugar de cartesianas, y dos años más tarde publicó un trabajo en el que utilizó su dispositivo para dirigir un haz de radiación hacia el cerebro. [29] : 13 [32] : 91 [35] [36] El sistema de radiocirugía de Leksell también es utilizado por el dispositivo Gamma Knife y por otros neurocirujanos, que utilizan aceleradores lineales , terapia con haz de protones y terapia de captura de neutrones. Lars Leksell pasó a comercializar sus inventos al fundar Elekta en 1972. [37]
En 1979, Russell A. Brown propuso un dispositivo, [38] ahora conocido como el N-localizador , [39] que permite la guía de la cirugía estereotáxica utilizando imágenes tomográficas que se obtienen a través de tecnologías de imágenes médicas como la tomografía computarizada con rayos X (TC), [40] la resonancia magnética (IRM), [41] o la tomografía por emisión de positrones (PET). [42] El N-localizador comprende una varilla diagonal que se extiende entre dos varillas verticales para formar una forma de N que permite que las imágenes tomográficas se mapeen al espacio físico. [43] Este dispositivo se adoptó casi universalmente en la década de 1980 [44] y está incluido en los marcos estereotácticos Brown-Roberts-Wells (BRW), [45] Kelly-Goerss, [46] Leksell, [47] Cosman-Roberts-Wells (CRW), [48] Micromar-ETM03B, FiMe-BlueFrame, Macom y Adeor-Zeppelin [49] y en el sistema de radiocirugía Gamma Knife . [44] Una alternativa al localizador N es el localizador Sturm-Pastyr [50] que está incluido en los marcos estereotácticos Riechert-Mundinger y Zamorano-Dujovny. [51]
También existen otros métodos de localización que no utilizan imágenes tomográficas producidas por TC, RMN o PET, sino radiografías convencionales. [52]
El método estereotáctico ha seguido evolucionando y en la actualidad emplea una elaborada combinación de cirugía guiada por imágenes que utiliza tomografía computarizada , resonancia magnética y localización estereotáctica. [ cita requerida ]
En 1970, en la ciudad de Buenos Aires, Argentina, la empresa Aparatos Especiales, produjo el primer Sistema Estereotáxico de América Latina. Antonio Martos Calvo, junto a Jorge Candia y Jorge Olivetti a pedido del neurocirujano Jorge Schvarc (1942-2019), desarrolló un equipo basado en el principio del Sistema Estereotáxico de Hitchcock. El paciente se sentaba en una silla adaptada con dos brazos telescópicos unidos a su base, que fijaban el marco estereotáxico impidiendo el movimiento del paciente.
Una regla doble radiopaca colocada en el lateral del marco permitió obtener las imágenes radiográficas anteroposterior y laterolateral sin necesidad de mover la regla radiopaca. La coagulación térmica de la lesión se realizó utilizando electrodos monopolares de tungsteno de 1,5 mm de diámetro (sin control de temperatura) con una punta activa de 3 mm, utilizando un coagulador bipolar eléctrico. El tamaño de la lesión se determinó previamente probando el electrodo en albúmina de huevo. El tamaño de la coagulación fue el resultado de la regulación de la potencia del coagulador eléctrico y el tiempo de aplicación de la radiofrecuencia. La primera cirugía realizada con este sistema fue una nucleotractotomía del trigémino. Jorge Schvarcz realizó más de 700 cirugías funcionales hasta 1994 cuando, por problemas de salud, dejó de ejercer su profesión. Pero el equipo desarrollado fue mejorando en una trayectoria neuroquirúrgica.
Este fue el comienzo del desarrollo de la tecnología para producir dispositivos estereotáxicos en América Latina. Este fue el comienzo del primer fabricante de estereotáxicos de América Latina: la brasileña Micromar.
La cirugía estereotáctica se utiliza a veces para ayudar en varios tipos diferentes de estudios de investigación con animales. Específicamente, se utiliza para apuntar a sitios específicos del cerebro e introducir directamente agentes farmacológicos en el cerebro que de otra manera no podrían cruzar la barrera hematoencefálica . [53] En roedores, las principales aplicaciones de la cirugía estereotáctica son introducir líquidos directamente en el cerebro o implantar cánulas y sondas de microdiálisis . Las microinyecciones centrales en un sitio específico se utilizan cuando los roedores no necesitan estar despiertos y comportarse o cuando la sustancia que se va a inyectar tiene una larga duración de acción. Para protocolos en los que se deben evaluar los comportamientos de los roedores poco después de la inyección, se puede utilizar la cirugía estereotáctica para implantar una cánula a través de la cual se puede inyectar al animal después de la recuperación de la cirugía. Estos protocolos toman más tiempo que las inyecciones centrales en un sitio específico en ratones anestesiados porque requieren la construcción de cánulas, tapones de alambre y agujas de inyección, pero inducen menos estrés en los animales porque permiten un período de recuperación para la curación del trauma inducido al cerebro antes de la inyección. [54] La cirugía también se puede utilizar en protocolos de microdiálisis para implantar y sujetar la sonda de diálisis y la cánula guía. [55]
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