La cirugía estereotáctica es una forma mínimamente invasiva de intervención quirúrgica 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), etcétera.
En teoría, cualquier sistema de órganos dentro del cuerpo puede someterse a cirugía estereotáxica. Sin embargo, las dificultades para establecer un marco de referencia confiable (como puntos de referencia óseos , que mantienen 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 de forma rutinaria biopsia y cirugía de mama 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 estéreo- , un prefijo derivado de la palabra griega στερεός ( estéreo , "sólido"), y -taxis (un sufijo del neolatín e ISV , derivado del griego taxis , "disposición", "orden", de tassein , "arreglar").
La cirugía se utiliza para tratar diversos cánceres de cerebro, trastornos benignos y funcionales del cerebro. [1] Esto a veces se combina con radioterapia de todo el cerebro , y una revisión sistemática de 2021 encontró que esta combinación condujo a la mayor mejora en la supervivencia de 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 pituitario . [1] Los trastornos funcionales son: neuralgia del trigémino , enfermedad de Parkinson y epilepsia . [1]
La cirugía estereotáxica funciona sobre la base de tres componentes principales: [ cita necesaria ]
Los sistemas modernos de planificación estereotáxica se basan en computadoras. 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. Por lo tanto, 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 estereotáctico utiliza un conjunto de tres coordenadas ( x , y y z ) en un sistema de referencia ortogonal ( coordenadas cartesianas ), o, alternativamente, un sistema de coordenadas cilíndrico , también con tres coordenadas: ángulo, profundidad y anteroposterior (o axial) ubicación. El dispositivo mecánico tiene abrazaderas y barras que sujetan la cabeza y colocan la cabeza en una posición fija con referencia al sistema de coordenadas (el llamado cero u origen). En animales de laboratorio pequeños, se trata normalmente de puntos de referencia óseos que se sabe que mantienen una relación espacial constante con el tejido blando. Por ejemplo, los atlas cerebrales suelen utilizar el meato auditivo externo , las crestas orbitarias inferiores y el punto mediano del maxilar superior entre los dientes incisivos . o el bregma (confluencia de suturas de los huesos frontal y parietal), como tales puntos de referencia. En el ser humano, los puntos de referencia, como se describió anteriormente, son estructuras intracerebral que se pueden distinguir claramente en una radiografía o tomografía . 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 esta brecha se cierra. [3]
Las 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 agujero trepanado en el cráneo.
Actualmente, varios fabricantes producen dispositivos estereotácticos adaptados a la neurocirugía en humanos, tanto para procedimientos cerebrales como de columna, así como para experimentación con animales.
La radiocirugía estereotáxica utiliza radiación ionizante generada externamente para inactivar o erradicar objetivos definidos en la cabeza o la columna sin la necesidad de realizar una incisión. [5] Este concepto requiere gradientes de dosis pronunciados para reducir la lesión al tejido normal adyacente y al mismo tiempo mantener 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 mejores. [7] Para utilizar este paradigma de manera óptima y tratar a los pacientes con la mayor exactitud y precisión posibles , todos los errores, desde la adquisición de imágenes hasta la planificación del tratamiento hasta los aspectos mecánicos de la administración del tratamiento y los problemas de movimiento intrafracción, deben optimizarse sistemáticamente. [8] Para garantizar la calidad de la atención al paciente, el procedimiento implica un equipo multidisciplinario formado por un oncólogo radioterapeuta , un físico médico y un radioterapeuta. [9] [10] Los programas de radiocirugía estereotáctica dedicados y disponibles comercialmente son proporcionados por los dispositivos Gamma Knife , [11] CyberKnife , [12] y Novalis Radiosurgery [13] independientemente . [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, incluidos, entre otros, tumores primarios y secundarios . [16] La radiocirugía estereotáxica 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 estereotáxica 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 objetivo preservando al mismo tiempo el tejido normal adyacente, donde la radioterapia fraccionada se basa en una sensibilidad diferente del objetivo 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, reordenamiento, 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 demasiado cercanos a 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 estereotáxica a objetivos extracraneales, sobre todo en el pulmón, el hígado, el páncreas y la próstata. Este enfoque de tratamiento, denominado radioterapia corporal estereotáxica 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 estereotáxica es erradicar un objetivo extracraneal definido. Sin embargo, el movimiento del objetivo requiere márgenes de tratamiento mayores alrededor del objetivo para compensar la incertidumbre del posicionamiento. Esto, a su vez, implica que más tejido normal esté expuesto a dosis altas, lo que podría provocar 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 estereotáxica con los beneficios terapéuticos de la radioterapia fraccionada. [22] Para monitorear y corregir el movimiento del objetivo para un posicionamiento exacto y preciso del paciente antes y durante el tratamiento, se encuentran disponibles comercialmente tecnologías avanzadas guiadas por imágenes que se incluyen 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 consistieron 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 el globo pálido . Se hicieron intentos exitosos de abolir el dolor intratable mediante la sección del tracto espinotalámico a nivel de la médula espinal y más proximalmente, incluso a niveles mesencefálicos. [ cita necesaria ]
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 corioidal anterior mejoraba la enfermedad de Parkinson. De manera similar, cuando Grood estaba operando a un paciente con Parkinson, accidentalmente lesionó el tálamo . Esto hizo que los temblores del paciente cesaran. A partir de entonces las lesiones talámicas pasaron a ser el objetivo con resultados más satisfactorios. [25]
Se pueden observar aplicaciones clínicas más recientes [26] en cirugías utilizadas para tratar la enfermedad de Parkinson, como la palidotomía o la talamotomía (procedimientos lesionantes) o la estimulación cerebral profunda (DBS). [27] Durante la estimulación cerebral profunda, se coloca un electrodo en el tálamo, el pálido del núcleo subtalámico, partes del cerebro que participan en el control motor y que se ven afectadas por la enfermedad de Parkinson. El electrodo está conectado a un pequeño estimulador que funciona con baterías que se coloca debajo de la clavícula, donde pasa un cable debajo de la piel para conectarlo al electrodo en el cerebro. El estimulador produce impulsos eléctricos que afectan las células nerviosas alrededor del electrodo y deberían ayudar a aliviar los temblores o síntomas asociados con el área afectada. [ cita necesaria ]
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 necesaria ]
En la palidotomía , un procedimiento casi idéntico a la talamotomía, se destruye una pequeña parte del pálido y el 80% de los pacientes ven una mejora en la rigidez y la hipocinesia y un alivio o mejora del temblor se produce semanas después del procedimiento. [ cita necesaria ]
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 utilizaba un sistema cartesiano (tres ejes ortogonales). Ese dispositivo está 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 utilizó el original para realizar investigaciones que dieron lugar a publicaciones de atlas cerebrales de primates y gatos . No hay evidencia de que alguna vez se haya utilizado en una cirugía humana. [28] [29] : 12 [30] El primer dispositivo estereotáctico 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 estereotáctico utilizado en humanos fue utilizado por Martin Kirschner , como método para tratar la neuralgia del trigémino mediante la inserción de un electrodo en el nervio trigémino y su ablación. Publicó esto 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 Horsley-Clarke. aparatos para utilizar un sistema cartesiano; se fijó a la cabeza del paciente con un yeso en lugar de tornillos. Su dispositivo fue el primero que se utilizó para cirugía cerebral; Lo usaron para psicocirugía . También crearon el primer atlas del cerebro humano y utilizaron puntos de referencia intracraneales, generados mediante 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 estereotáctico, publicando su primer trabajo en 1949 y eventualmente 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 utilizaba su dispositivo para dirigir un haz de radiación hacia un 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, utilizando aceleradores lineales , terapia con haz de protones y terapia de captura de neutrones. Lars Leksell continuó comercializando sus inventos fundando Elekta en 1972. [37]
En 1979, Russell A. Brown propuso un dispositivo, [38] ahora conocido como N-localizer , [39] que permite guiar la cirugía estereotáxica utilizando imágenes tomográficas que se obtienen mediante tecnologías de imágenes médicas como la tomografía computarizada de rayos X (CT). ), [40] resonancia magnética (MRI), [41] o tomografía por emisión de positrones (PET). [42] El localizador N comprende una varilla diagonal que se extiende sobre dos varillas verticales para formar una forma de N que permite mapear imágenes tomográficas en el espacio físico. [43] Este dispositivo fue adoptado casi universalmente en la década de 1980 [44] y está incluido en Brown-Roberts-Wells (BRW), [45] Kelly-Goerss, [46] Leksell, [47] Cosman-Roberts-Wells ( CRW), [48] Micromar-ETM03B, FiMe-BlueFrame, Macom y Adeor-Zeppelin [49] marcos estereotácticos y en el sistema de radiocirugía Gamma Knife . [44] Una alternativa al localizador N es el localizador Sturm-Pastyr [50] que se incluye en los marcos estereotácticos de Riechert-Mundinger y Zamorano-Dujovny. [51]
También existen otros métodos de localización que no utilizan imágenes tomográficas producidas por CT, MRI 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 necesaria ]
En 1970, en la ciudad de Buenos Aires, Argentina, la empresa Aparatos Especiales, produjo el primer Sistema Estereotáctico de América Latina. Antonio Martos Calvo, junto con Jorge Candia y Jorge Olivetti por encargo del neurocirujano Jorge Schvarc (1942-2019), desarrollaron un equipo basado en el principio del Sistema Estereotáctico de Hitchcock. El paciente estaba sentado en una silla adaptada con dos brazos telescópicos acoplados en su base, que fijaban el marco estereotáctico impidiendo el movimiento del paciente.
Una doble regla radiopaca fijada al costado del marco permitió obtener las imágenes radiológicas anteroposterior y laterolateral sin necesidad de mover la regla radiopaca. La lesión por coagulación térmica se realizó mediante electrodos monopolo de tungsteno de 1,5 mm de diámetro (sin control de temperatura) con punta activa de 3 mm, utilizando un coagulador eléctrico bipolar. 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 del 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 siguió mejorando en la historia de la neurocirugía.
Este fue el comienzo del desarrollo de la tecnología para producir dispositivos estereotácticos en América Latina. Este fue el comienzo del primer fabricante de estereotácticas de América Latina: la brasileña Micromar.
La cirugía estereotáxica a veces se utiliza 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 otro modo no podrían cruzar la barrera hematoencefálica . [53] En roedores, las principales aplicaciones de la cirugía estereotáxica son introducir líquidos directamente en el cerebro o implantar cánulas y sondas de microdiálisis . Las microinyecciones centrales de sitio específico se utilizan cuando los roedores no necesitan estar despiertos y comportándose o cuando la sustancia a inyectar tiene una acción de larga duración. Para los protocolos en los que se debe evaluar el comportamiento de los roedores poco después de la inyección, se puede utilizar la cirugía estereotáxica para implantar una cánula a través de la cual se puede inyectar al animal después de recuperarse de la cirugía. Estos protocolos toman más tiempo que las inyecciones centrales en sitios específicos 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 para protocolos de microdiálisis para implantar y sujetar la sonda de diálisis y guiar la cánula. [55]
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