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. La CAS también se conoce como cirugía asistida por computadora , intervención asistida por computadora , cirugía guiada por imágenes , cirugía digital y navegación quirúrgica , pero estos son términos que son más o menos sinónimos de CAS. La CAS ha sido un factor líder en el desarrollo de la cirugía robótica .
El componente más importante para CAS es el desarrollo de un modelo preciso del paciente. Esto se puede llevar a cabo a través de una serie de tecnologías de imágenes médicas , incluyendo TC , MRI , rayos X , ultrasonido y muchos más. Para la generación de este modelo, la región anatómica que se va a operar tiene que ser escaneada y cargada en el sistema informático. Es posible emplear una serie de métodos de escaneo, con los conjuntos de datos combinados a través de 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 escaneo disponibles, se prefiere la TC, [1] porque se sabe que los conjuntos de datos de MRI tienen deformaciones volumétricas que pueden conducir a imprecisiones. Un conjunto de datos de ejemplo puede incluir la recopilación de datos compilados con 180 cortes de TC, que están separados por 1 mm, cada uno con 512 por 512 píxeles . Los contrastes del conjunto de datos 3D (con sus decenas de millones de píxeles ) proporcionan el detalle de las estructuras de tejido blando y duro, y permiten así 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 realinear posteriormente el conjunto de datos virtuales con el paciente real durante la cirugía. Consulte el registro de pacientes .
El análisis de imágenes implica la manipulación del modelo 3D del paciente para extraer información relevante de los datos. Utilizando los diferentes niveles de contraste de los distintos tejidos dentro de las imágenes, por ejemplo, se puede modificar un modelo para mostrar solo estructuras duras, como huesos, o para ver el flujo de arterias y venas a través del cerebro.
Mediante un software especializado, el conjunto de datos recopilados se puede representar como un modelo virtual en 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 este modo, el cirujano puede evaluar 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 computadora [CASS]). Mediante un software dedicado, 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 propiamente dicha se define como navegación quirúrgica. Mediante 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" hacia la ubicación de un instrumento. La información que proporciona el sistema sobre la ubicación del instrumento es especialmente útil en situaciones en las que el cirujano no puede ver realmente la punta del instrumento, como en las 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 llevar a cabo ciertas acciones durante el procedimiento de planificación preoperatoria). Un robot quirúrgico es un dispositivo mecánico (generalmente parecido a un brazo robótico) que está controlado por computadora. La cirugía robótica se puede dividir en tres tipos, dependiendo del 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 es ejecutado únicamente por 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 trabajen a partir de 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 firmes del instrumento. En la mayoría de los robots, el modo de trabajo se puede elegir para cada intervención por separado, dependiendo 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 el temblor fisiológico del cirujano en 10 veces), aumentó la exactitud y precisión de la intervención y abrió una nueva puerta a la cirugía cerebral mínimamente invasiva, reduciendo además el riesgo de morbilidad posquirúrgica al evitar daños accidentales en centros adyacentes.
La neurocirugía asistida por computadora también incluye procedimientos de columna vertebral que utilizan sistemas de navegación y robótica. Los sistemas de navegación disponibles actualmente incluyen Medtronic StealthStation, BrainLab , 7D Surgical, Stryker y Zeta Surgical Zeta; los sistemas robóticos disponibles actualmente incluyen Mazor Renaissance, MazorX, Globus Excelsius GPS y Brainlab Cirq. [3]
La navegación del segmento óseo es el abordaje quirúrgico moderno en cirugía ortognática (corrección de las anomalías de las mandíbulas y el cráneo), en la 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 Imagen) 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 dental se describe actualmente como "implantología asistida por ordenador" (CAIS), que actualmente abarca tres tecnologías distintas: estática, dinámica y robótica. [5] La estática utiliza guías prefabricadas para dirigir la osteotomía y la colocación del implante, [6] la dinámica se basa en el seguimiento en tiempo real de la posición de las fresas mediante tecnología óptica [7], mientras que la robótica incluye la colocación del implante mediante un brazo robótico autónomo. [8]
La rehabilitación protésica también se planifica y se lleva a cabo en paralelo a los procedimientos quirúrgicos. Los pasos de planificación son los primeros y se llevan a cabo en cooperación entre el cirujano, el dentista y el protésico dental. Los pacientes desdentados, ya sea en uno o ambos maxilares, se benefician ya que el tiempo de tratamiento se reduce. [ cita requerida ]
En el caso de los pacientes edéntulos, el soporte de las prótesis dentales convencionales suele verse comprometido debido a una atrofia ósea moderada, incluso si las prótesis se construyen según una morfología anatómica correcta. [ cita requerida ]
Mediante tomografía computarizada de haz cónico, se escanea al paciente y la prótesis existente. Además, también se escanea la prótesis sola. Se colocan perlas de vidrio de un diámetro definido en la prótesis y se utilizan como puntos de referencia para la planificación posterior. Los datos resultantes se procesan y se determina la posición de los implantes. El cirujano, utilizando un software desarrollado especialmente, planifica los implantes basándose en conceptos protésicos teniendo en cuenta la morfología anatómica. Una vez finalizada la planificación de la parte quirúrgica, se construye una guía quirúrgica CAD/CAM para la colocación dental. La férula quirúrgica con soporte mucoso garantiza la colocación exacta de los implantes en el paciente. Paralelamente a este paso, se construye la nueva prótesis soportada por implantes. [ cita requerida ]
El técnico dental, a partir de los datos obtenidos de las exploraciones anteriores, fabrica un modelo que representa la situación después de la colocación del implante. Los componentes protésicos, los pilares, ya están prefabricados. La longitud y la inclinación se pueden elegir. Los pilares se conectan al modelo en una posición que tiene en cuenta la situación protésica. Se registra la posición exacta de los pilares. El técnico dental ahora puede fabricar la prótesis. [ cita requerida ]
El ajuste de la férula quirúrgica se comprueba clínicamente. Después, se fija la férula mediante un sistema de clavijas de soporte de tres puntos. Antes de la fijación, se recomienda irrigar con un desinfectante químico. Las clavijas se introducen a través de vainas definidas desde el lado vestibular hasta el lado oral de la mandíbula. Se debe tener en cuenta la anatomía de los ligamentos y, si es necesario, se puede lograr una descompensación con intervenciones quirúrgicas mínimas. El ajuste correcto de la plantilla es crucial y debe mantenerse durante todo el tratamiento. Independientemente de la resistencia de la mucosa, se logra una fijación correcta y estable mediante la fijación ósea. El acceso a la mandíbula ahora solo se puede lograr a través de los manguitos incrustados en la plantilla quirúrgica. Usando fresas específicas a través de los manguitos se elimina la mucosa. Cada fresa utilizada lleva un manguito compatible con los manguitos de la plantilla, lo que garantiza que se alcance la posición final, pero no se puede realizar ningún otro avance en la cresta alveolar. El procedimiento posterior es muy similar a la colocación tradicional de implantes. Se perfora el orificio piloto y luego se expande. Con la ayuda de la férula, finalmente se colocan los implantes. Después de esto, se puede quitar la férula. [ cita requerida ]
Con la ayuda de una plantilla de registro, los pilares se pueden colocar y conectar 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 la colocación paralela de los pilares. Es necesario un control radiológico para verificar la correcta colocación y conexión del implante y el pilar.
En un paso posterior, los pilares se cubren con conos de oro, que representan las coronas secundarias. En caso necesario, la transición de los conos de oro a la mucosa se puede aislar con anillos de dique de goma.
La nueva prótesis corresponde a una prótesis total convencional pero la base contiene cavidades para que se puedan 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 la 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. Se puede eliminar el exceso de cemento y pueden ser necesarias algunas correcciones como pulir o rellenar poco alrededor de las coronas secundarias. La nueva prótesis se ajusta utilizando una construcción de coronas telescópicas de doble cono. En la posición final, la prótesis se abrocha 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 reduce al mínimo. Debido a la aplicación de la férula, no es necesario un reflejo de los tejidos blandos. El paciente experimenta menos sangrado, hinchazón y molestias. También se evitan complicaciones como lesiones de las estructuras vecinas. El uso de imágenes en 3D durante la fase de planificación, la comunicación entre el cirujano, el dentista y el técnico dental es muy fácil y cualquier problema se puede detectar y eliminar fácilmente. Cada especialista acompaña todo el tratamiento y se puede establecer una interacción. Como el resultado final ya está planificado y toda la intervención quirúrgica se lleva a cabo de acuerdo con el plan inicial, la posibilidad de cualquier desviación se reduce al mínimo. Dada la eficacia de la planificación inicial, la duración total del tratamiento es más corta que cualquier otro procedimiento de tratamiento.
La cirugía guiada por imágenes y la SCA en otorrinolaringología consisten comúnmente en navegar por datos de imágenes preoperatorias como la TC o la 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 de oído medio, se ha aplicado cierta cantidad 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 rutinarias, como el reemplazo total de cadera [11] o la inserción de tornillos pediculares durante la fusión espinal. [12] También es útil para planificar y guiar la posición anatómica correcta de los fragmentos óseos desplazados en las fracturas, lo que permite una buena fijación por osteosíntesis , especialmente para huesos malrotados. Los primeros sistemas CAOS incluyen HipNav , OrthoPilot y Praxim. Recientemente, se han desarrollado herramientas de navegación minióptica llamadas Intellijoint HIP para procedimientos de artroplastia de cadera. [13]
Con la llegada de la cirugía asistida por ordenador, se han producido grandes avances en la cirugía general hacia abordajes mínimamente invasivos. La laparoscopia en cirugía abdominal y ginecológica es una de las beneficiadas, permitiendo que los robots quirúrgicos realicen operaciones rutinarias, como colecistectomías o incluso histerectomías. En cirugía cardíaca, los sistemas de control compartidos pueden realizar el reemplazo de la válvula mitral o la estimulación ventricular mediante pequeñas toracotomías. En urología, los robots quirúrgicos contribuyeron a los abordajes laparoscópicos para la pieloplastia o la nefrectomía o las intervenciones prostáticas. [14] [15]
Las aplicaciones incluyen la fibrilación auricular y la terapia de resincronización cardíaca. La resonancia magnética o la tomografía computarizada preoperatoria se utilizan para planificar el procedimiento. Las imágenes, los modelos o la información de planificación preoperatorios se pueden registrar en imágenes fluoroscópicas intraoperatorias para guiar los procedimientos. [ cita requerida ]
La radiocirugía también está incorporando sistemas robóticos avanzados. CyberKnife es un sistema que tiene un acelerador lineal ligero montado en el brazo robótico. Se lo guía hacia los procesos tumorales, utilizando las estructuras esqueléticas como sistema de referencia (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. [16]
El 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 computadora mejora la precisión geométrica de los gestos quirúrgicos y también reduce la redundancia de los actos 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]
La cirugía asistida por ordenador tiene varias desventajas. Muchos sistemas cuestan millones de dólares, lo que los convierte en una gran inversión incluso para los grandes hospitales. Algunas personas creen que las mejoras en la tecnología, como la retroalimentación háptica , el aumento de la velocidad de los procesadores y un software más complejo y capaz, aumentarán el coste de estos sistemas. [18] Otra desventaja es el tamaño de los sistemas. Estos sistemas ocupan un espacio relativamente grande. Esta es una desventaja importante en los quirófanos actuales, que ya están abarrotados. Puede resultar difícil que tanto el equipo quirúrgico como el robot quepan en el quirófano. [18]
Medios relacionados con Cirugía asistida por ordenador en Wikimedia Commons
