La cirugía asistida por computadora ( CAS ) representa un concepto quirúrgico y un conjunto de métodos que utilizan tecnología informática para la planificación quirúrgica y para guiar o realizar intervenciones quirúrgicas. CAS también se conoce como cirugía asistida por ordenador , intervención asistida por ordenador , cirugía guiada por imágenes , cirugía digital y navegación quirúrgica , pero son términos que son más o menos sinónimos de CAS. CAS ha sido un factor líder en el desarrollo de la cirugía robótica .
El componente más importante de CAS es el desarrollo de un modelo preciso del paciente. Esto se puede realizar a través de una serie de tecnologías de imágenes médicas que incluyen CT , MRI , rayos X , ultrasonido y muchas más. Para generar este modelo, es necesario escanear la región anatómica a operar y cargarla en el sistema informático. Es posible emplear varios métodos de escaneo, combinando los conjuntos de datos mediante técnicas de fusión de datos . El objetivo final es la creación de un conjunto de datos 3D que reproduzca la situación geométrica exacta de los tejidos y estructuras normales y patológicos de esa región. De los métodos de exploración disponibles, se prefiere la TC [1] porque se sabe que los conjuntos de datos de la resonancia magnética tienen deformaciones volumétricas que pueden provocar imprecisiones. Un conjunto de datos de ejemplo puede incluir la recopilación de datos compilados con 180 cortes de TC, separados por 1 mm, y cada uno de 512 por 512 píxeles . Los contrastes del conjunto de datos 3D (con sus decenas de millones de píxeles ) proporcionan detalles de las estructuras de los tejidos blandos y duros y, por lo tanto, permiten que una computadora diferencie y separe visualmente para un ser humano los diferentes tejidos y estructuras. Los datos de imagen tomados de un paciente a menudo incluirán características de referencia intencionales, para poder luego realinear el conjunto de datos virtuales con el paciente real durante la cirugía. Ver registro de pacientes .
El análisis de imágenes implica la manipulación del modelo 3D del paciente para extraer información relevante de los datos. Usando los diferentes niveles de contraste de los diferentes tejidos dentro de las imágenes, como ejemplos, se puede cambiar un modelo para mostrar solo estructuras duras como el hueso, o ver el flujo de arterias y venas a través del cerebro.
Utilizando un software especializado, el conjunto de datos recopilados se puede representar como un modelo virtual 3D del paciente; este modelo puede ser manipulado fácilmente por un cirujano para proporcionar vistas desde cualquier ángulo y a cualquier profundidad dentro del volumen. De esta forma el cirujano puede valorar mejor el caso y establecer un diagnóstico más preciso. Además, la intervención quirúrgica se planificará y simulará virtualmente, antes de que se realice la cirugía real (simulación quirúrgica asistida por ordenador [CASS]). Mediante un software específico, el robot quirúrgico se programará para llevar a cabo las acciones planificadas durante la intervención quirúrgica real.
En la cirugía asistida por ordenador, la intervención real se define como navegación quirúrgica. Al utilizar el sistema de navegación quirúrgica, el cirujano utiliza instrumentos especiales, que son rastreados por el sistema de navegación. La posición de un instrumento rastreado en relación con la anatomía del paciente se muestra en imágenes del paciente, a medida que el cirujano mueve el instrumento. De este modo, el cirujano utiliza el sistema para "navegar" la ubicación de un instrumento. La información que proporciona el sistema sobre la ubicación del instrumento es particularmente útil en situaciones en las que el cirujano no puede ver la punta del instrumento, como en cirugías mínimamente invasivas.
La cirugía robótica es un término utilizado para las acciones correlacionadas de un cirujano y un robot quirúrgico (que ha sido programado para realizar determinadas acciones durante el procedimiento de planificación preoperatoria). Un robot quirúrgico es un dispositivo mecánico (que generalmente parece un brazo robótico) controlado por computadora. La cirugía robótica se puede dividir en tres tipos, según el grado de interacción del cirujano durante el procedimiento: controlada por supervisión, telequirúrgica y de control compartido. [2] En un sistema controlado por supervisión, el procedimiento lo ejecuta únicamente el robot, que realizará las acciones preprogramadas. Un sistema telequirúrgico, también conocido como cirugía remota , requiere que el cirujano manipule los brazos robóticos durante el procedimiento en lugar de permitir que los brazos robóticos funcionen según un programa predeterminado. Con los sistemas de control compartido, el cirujano lleva a cabo el procedimiento con el uso de un robot que ofrece manipulaciones del instrumento con mano firme. En la mayoría de los robots, el modo de trabajo se puede elegir para cada intervención por separado, en función de la complejidad quirúrgica y las particularidades del caso.
La cirugía asistida por ordenador es el comienzo de una revolución en la cirugía. Ya marca una gran diferencia en los ámbitos quirúrgicos de alta precisión, pero también se utiliza en procedimientos quirúrgicos estándar.
Los telemanipuladores se utilizaron por primera vez en neurocirugía en los años 80. Esto permitió un mayor desarrollo de la microcirugía cerebral (compensando 10 veces el temblor fisiológico del cirujano), una mayor exactitud y precisión de la intervención. También abrió una nueva puerta a la cirugía cerebral mínimamente invasiva, reduciendo además el riesgo de morbilidad posquirúrgica al evitar daños accidentales a los centros adyacentes.
La neurocirugía asistida por computadora también incluye procedimientos de columna que utilizan sistemas de navegación y robótica. Los sistemas de navegación actuales disponibles incluyen Medtronic Stealth, BrainLab , 7D Surgical y Stryker ; Los sistemas robóticos actuales disponibles incluyen Mazor Renaissance, MazorX, Globus Excelsius GPS y Brainlab Cirq. [3]
La navegación de segmentos óseos es el abordaje quirúrgico moderno en cirugía ortognática (corrección de las anomalías de los maxilares y el cráneo), en cirugía de la articulación temporomandibular (ATM) o en la reconstrucción de la parte media de la cara y la órbita . [4]
También se utiliza en implantología donde se puede ver el hueso disponible y simular la posición, angulación y profundidad de los implantes antes de la cirugía. Durante la operación, el cirujano es guiado visualmente y mediante alertas sonoras. IGI (Implantología Guiada por Imágenes) es uno de los sistemas de navegación que utiliza esta tecnología.
Se están desarrollando y aplicando nuevos conceptos terapéuticos como la cirugía guiada en la colocación de implantes dentales. La cirugía guiada en el campo de la Implantología se describe actualmente como "Implantología Asistida por Computadora" (CAIS), que actualmente abarca tres tecnologías distintas: estática, dinámica y robótica. [5] La estática utiliza guías prefabricadas para dirigir la osteotomía y la colocación de implantes, [6] la dinámica se basa en el seguimiento en tiempo real de la posición de las fresas a través de tecnología óptica [7] mientras que la robótica incluye la colocación de implantes mediante un brazo robótico autónomo. [8]
La rehabilitación protésica también se planifica y realiza paralelamente a los procedimientos quirúrgicos. Los pasos de planificación son prioritarios y se llevan a cabo en colaboración entre el cirujano, el odontólogo y el protésico dental. Los pacientes desdentados, ya sea de una o ambas mandíbulas, se benefician ya que se reduce el tiempo de tratamiento. [ cita necesaria ]
En cuanto a los pacientes edéntulos, el soporte de la prótesis convencional a menudo se ve comprometido debido a una atrofia ósea moderada, incluso si las prótesis se construyen basándose en la morfología anatómica correcta. [ cita necesaria ]
Mediante tomografía computarizada de haz cónico se escanean al paciente y la prótesis existente. Además, también se escanea la prótesis sola. Se colocan perlas de vidrio de diámetro definido en la prótesis y se utilizan como puntos de referencia para la próxima planificación. Los datos resultantes se procesan y se determina la posición de los implantes. El cirujano, utilizando un software especialmente desarrollado, planifica los implantes basándose en conceptos protésicos considerando la morfología anatómica. Una vez completada la planificación de la parte quirúrgica, se construye una guía quirúrgica CAD/CAM para la colocación dental. La férula quirúrgica soportada por mucosas garantiza la colocación exacta de los implantes en el paciente. Paralelamente a este paso, se construye la nueva prótesis implantosoportada. [ cita necesaria ]
El protésico dental, a partir de los datos resultantes de los escaneos previos, fabrica un modelo que representa la situación tras la colocación del implante. Los compuestos protésicos, pilares, ya están prefabricados. Se puede elegir la longitud y la inclinación. Los pilares se conectan al modelo en una posición que tenga en cuenta la situación protésica. Se registra la posición exacta de los pilares. El protésico dental ahora puede fabricar la prótesis. [ cita necesaria ]
El ajuste de la férula quirúrgica está clínicamente probado. Después de eso, la férula se fija mediante un sistema de pasadores de soporte de tres puntos. Previo a la fijación se aconseja irrigar con un desinfectante químico. Los clavos se introducen a través de vainas definidas desde el lado vestibular al oral de la mandíbula. Se debe considerar la anatomía de los ligamentos y, si es necesario, se puede lograr la descompensación con intervenciones quirúrgicas mínimas. El ajuste adecuado de la plantilla es crucial y debe mantenerse durante todo el tratamiento. Independientemente de la resistencia de la mucosa, mediante la fijación ósea se consigue una fijación correcta y estable. El acceso a la mandíbula ahora sólo se puede lograr a través de las vainas incrustadas en la plantilla quirúrgica. Utilizando fresas específicas a través de las vainas se elimina la mucosa. Cada fresa utilizada lleva un casquillo compatible con los casquillos de la plantilla, lo que garantiza que se consiga la posición final pero que no se pueda avanzar más en la cresta alveolar. El procedimiento adicional es muy similar a la colocación de implantes tradicional. El orificio piloto se perfora y luego se expande. Con ayuda de la férula se colocan finalmente los implantes. Después de eso, se puede quitar la férula. [ cita necesaria ]
Con ayuda de una plantilla de registro se pueden fijar y conectar los pilares a los implantes en la posición definida. Se deben conectar al menos un par de pilares simultáneamente para evitar cualquier discrepancia. Una ventaja importante de esta técnica es el posicionamiento paralelo de los pilares. Es necesario un control radiológico para verificar la correcta colocación y conexión de implante y pilar.
En un paso posterior, los pilares se cubren con cofias cónicas de oro, que representan las coronas secundarias. Cuando sea necesario, la transición de los conos de oro a la mucosa se puede aislar con anillos de goma.
La nueva prótesis corresponde a una prótesis total convencional pero la base contiene cavidades para poder incorporar las coronas secundarias. La prótesis se controla en la posición terminal y se corrige si es necesario. Las cavidades se rellenan con un cemento autopolimerizable y la prótesis se coloca en posición terminal. Después del proceso de autopolimerización, las tapas de oro se cementan definitivamente en las cavidades de la prótesis y ahora se puede retirar la prótesis. Es posible que se elimine el exceso de cemento y que sean necesarias algunas correcciones, como pulir o rellenar poco alrededor de las coronas secundarias. La nueva prótesis se coloca mediante una construcción de coronas telescópicas de doble cono. En la posición final, la prótesis se abotona sobre los pilares para garantizar una sujeción adecuada.
En la misma sesión, el paciente recibe los implantes y la prótesis. No es necesaria una prótesis provisional. La extensión de la cirugía se mantiene al mínimo. Debido a la aplicación de la férula, no es necesario el reflejo de los tejidos blandos. El paciente experimenta menos sangrado, hinchazón y malestar. También se evitan complicaciones como daños a estructuras vecinas. Al utilizar imágenes 3D durante la fase de planificación, la comunicación entre el cirujano, el dentista y el técnico dental es altamente compatible y cualquier problema puede detectarse y eliminarse fácilmente. Cada especialista acompaña todo el tratamiento y se puede realizar interacción. Como el resultado final ya está planificado y toda la intervención quirúrgica se lleva a cabo según el plan inicial, la posibilidad de cualquier desviación se mantiene al mínimo. Dada la eficacia de la planificación inicial, la duración total del tratamiento es más corta que la de cualquier otro procedimiento de tratamiento.
La cirugía guiada por imágenes y CAS en ORL comúnmente consisten en navegar por datos de imágenes preoperatorias, como TC o TC de haz cónico, para ayudar a localizar o evitar estructuras anatómicamente importantes, como el nervio óptico o la abertura del seno frontal. [9] Para su uso en cirugía del oído medio ha habido alguna aplicación de cirugía robótica debido al requisito de acciones de alta precisión. [10]
La aplicación de la cirugía robótica está muy extendida en ortopedia, especialmente en intervenciones de rutina, como el reemplazo total de cadera [11] o la inserción de tornillos pediculares durante la fusión espinal. [12] También es útil para planificar previamente y guiar la posición anatómica correcta de fragmentos óseos desplazados en fracturas, permitiendo una buena fijación mediante osteosíntesis , especialmente para huesos malrotados. Los primeros sistemas CAOS incluyen HipNav , OrthoPilot y Praxim. Recientemente, se han desarrollado miniherramientas de navegación óptica llamadas Intellijoint HIP para procedimientos de artroplastia de cadera. [13]
Con la llegada de la cirugía asistida por ordenador, se han logrado grandes avances en la cirugía general hacia abordajes mínimamente invasivos. La laparoscopia en cirugía abdominal y ginecológica es uno de los beneficiarios, ya que permite a los robots quirúrgicos realizar operaciones de rutina, como colecistectomías o incluso histerectomías. En cirugía cardíaca, los sistemas de control compartido pueden realizar reemplazo de la válvula mitral o estimulación ventricular mediante pequeñas toracotomías. En urología, los robots quirúrgicos contribuyeron en abordajes laparoscópicos para pieloplastia o nefrectomía o intervenciones prostáticas. [14] [15]
Las aplicaciones incluyen fibrilación auricular y terapia de resincronización cardíaca. Se utiliza resonancia magnética o tomografía computarizada preoperatoria para planificar el procedimiento. Se pueden registrar imágenes, modelos o información de planificación preoperatorios en una imagen fluoroscópica intraoperatoria para guiar los procedimientos. [ cita necesaria ]
La radiocirugía también está incorporando sistemas robóticos avanzados. CyberKnife es un sistema que tiene un acelerador lineal liviano montado en el brazo robótico. Se orienta hacia procesos tumorales, utilizando como sistema de referencia las estructuras esqueléticas (Sistema de Radiocirugía Estereotáctica). Durante el procedimiento, se utilizan rayos X en tiempo real para posicionar con precisión el dispositivo antes de administrar el haz de radiación. El robot puede compensar el movimiento respiratorio del tumor en tiempo real. [dieciséis]
CAS parte de la premisa de una visualización mucho mejor del campo operatorio, permitiendo así un diagnóstico preoperatorio más preciso y una planificación quirúrgica bien definida, mediante el uso de la planificación quirúrgica en un entorno virtual preoperatorio . De esta manera, el cirujano puede evaluar fácilmente la mayoría de las dificultades y riesgos quirúrgicos y tener una idea clara sobre cómo optimizar el abordaje quirúrgico y disminuir la morbilidad quirúrgica. Durante la operación, la guía por ordenador mejora la precisión geométrica de los gestos quirúrgicos y también reduce la redundancia de las acciones del cirujano. Esto mejora significativamente la ergonomía en el quirófano, disminuye el riesgo de errores quirúrgicos, reduce el tiempo operatorio y mejora el resultado quirúrgico. [17]
Existen varias desventajas de la cirugía asistida por computadora. Muchos sistemas tienen costos de millones de dólares, lo que los convierte en una gran inversión incluso para los hospitales más grandes. Algunas personas creen que las mejoras en la tecnología, como la retroalimentación háptica , el aumento de la velocidad del procesador y un software más complejo y capaz, aumentarán el costo de estos sistemas. [18] Otra desventaja es el tamaño de los sistemas. Estos sistemas tienen huellas relativamente grandes. Esta es una desventaja importante en los quirófanos actuales, ya de por sí abarrotados. Puede resultar complicado que tanto el equipo quirúrgico como el robot encajen en el quirófano. [18]
Medios relacionados con la cirugía asistida por computadora en Wikimedia Commons
