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Navegación por segmentos óseos

La navegación por segmentos óseos es un método quirúrgico utilizado para encontrar la posición anatómica de fragmentos óseos desplazados en fracturas o para posicionar fragmentos creados quirúrgicamente en cirugía craneofacial . Dichos fragmentos se fijan posteriormente en su posición mediante osteosíntesis . Se ha desarrollado para su uso en cirugía craneofacial y oral y maxilofacial .

La navegación de segmentos óseos es un procedimiento quirúrgico patentado [1] [2] que utiliza una técnica de registro sin marco ni marcadores. Utiliza por primera vez superficies de registro naturales en lugar de marcadores artificiales individuales visibles por rayos X, con el fin de lograr una mayor precisión (1 mm y mejor). [3] Los métodos anteriores de Cutting y Watzinger no cumplen los criterios de navegación de segmentos óseos. [4]

Después de un accidente o lesión, se puede producir una fractura y los fragmentos óseos resultantes pueden desplazarse. En el área oral y maxilofacial, dicho desplazamiento puede tener un efecto importante tanto en la estética facial como en la función del órgano: una fractura que se produce en un hueso que delimita la órbita puede provocar diplopía ; una fractura mandibular puede inducir modificaciones significativas de la oclusión dental ; de la misma manera, una fractura de cráneo ( neurocráneo ) puede producir un aumento de la presión intracraneal . [ cita requerida ]

En las malformaciones congénitas graves del esqueleto facial se requiere la creación quirúrgica de segmentos óseos generalmente múltiples [5] [6] con un movimiento preciso de estos segmentos para producir una cara más normal.

Planificación quirúrgica y simulación quirúrgica

Una osteotomía es una intervención quirúrgica que consiste en cortar el hueso y reposicionar los fragmentos resultantes en el lugar anatómico correcto. Para asegurar un reposicionamiento óptimo de las estructuras óseas mediante osteotomía , la intervención puede planificarse con antelación y simularse. La simulación quirúrgica es un factor clave para reducir el tiempo real de la operación. A menudo, durante este tipo de operación, el acceso quirúrgico a los segmentos óseos está muy limitado por la presencia de los tejidos blandos: músculos, tejido graso y piel; por lo tanto, el reposicionamiento anatómico correcto es muy difícil de evaluar, o incluso imposible. Se puede realizar una planificación y simulación preoperatorias en modelos de las estructuras óseas desnudas. Una estrategia alternativa es planificar el procedimiento completamente en un modelo generado por tomografía computarizada y generar las especificaciones de movimiento de forma puramente numérica. [7]

Materiales y dispositivos necesarios para la planificación y simulación preoperatoria

Las osteotomías que se realizan en cirugía ortognática se planifican clásicamente sobre modelos de yeso de los maxilares que portan los dientes, fijados en un articulador . En el caso de pacientes desdentados , la planificación quirúrgica puede realizarse utilizando modelos estereolitográficos . Estos modelos tridimensionales se cortan a lo largo de la línea de osteotomía planificada, se deslizan y se fijan en la nueva posición. Desde los años 90, se desarrollaron técnicas modernas de planificación prequirúrgica que permiten al cirujano planificar y simular la osteotomía en un entorno virtual, basándose en una TC o una RMN preoperatorias ; este procedimiento reduce los costos y la duración de la creación, posicionamiento, corte, reposicionamiento y refijación de los modelos de yeso para cada paciente.

Trasladar la planificación preoperatoria al quirófano

Representación esquemática del principio de navegación del segmento óseo; DRF1 y DRF2 = IR

La utilidad de la planificación preoperatoria, por muy precisa que sea, depende de la exactitud de la reproducción de la osteotomía simulada en el campo quirúrgico. La transferencia de la planificación se basó principalmente en las habilidades visuales del cirujano. Se desarrollaron diferentes marcos de cabeza guía para guiar mecánicamente la reubicación de los fragmentos óseos. [ cita requerida ]

Este tipo de armazón se coloca sobre la cabeza del paciente durante la TC o la RMN y la cirugía. El uso de este dispositivo presenta ciertas dificultades. En primer lugar, se necesita una reproducibilidad exacta de la posición del armazón sobre la cabeza del paciente, tanto durante el registro de la TC o la RMN como durante la cirugía. El armazón es relativamente incómodo de llevar y muy difícil o incluso imposible de usar en niños pequeños, que pueden no cooperar durante los procedimientos médicos. Por este motivo, se han abandonado los armazones en favor de la estereotaxia sin armazón de los segmentos movilizados con respecto a la base del cráneo. El registro intraoperatorio de la anatomía del paciente con el modelo informático se realiza de forma que no es necesaria la colocación de puntos fiduciales antes de la TC. [ cita requerida ]

Uso del SSN en el quirófano; 1=Receptor IR, 2 y 4=Dispositivos de referencia IR, 3=Estación de trabajo SSN

Navegador de segmentos quirúrgicos

Los esfuerzos iniciales de posicionamiento de fragmentos óseos utilizando un sistema electromagnético fueron abandonados debido a la necesidad de un entorno sin metales ferrosos. [8] En 1991, Taylor en IBM, trabajando en colaboración con el equipo de cirugía craneofacial de la Universidad de Nueva York, desarrolló un sistema de seguimiento de fragmentos óseos basado en una cámara infrarroja (IR) y transmisores IR unidos al cráneo. [9] [10] Este sistema fue patentado por IBM en 1994. [11] Al menos tres transmisores IR están unidos en el área del neurocráneo para compensar los movimientos de la cabeza del paciente. Hay tres o más transmisores IR unidos a los huesos donde se va a realizar la osteotomía y el reposicionamiento óseo. La posición 3D de cada transmisor se mide mediante la cámara IR, utilizando el mismo principio que en la navegación por satélite . Una estación de trabajo de computadora visualiza constantemente la posición real de los fragmentos óseos, en comparación con la posición predeterminada, y también realiza determinaciones espaciales en tiempo real de los segmentos óseos de movimiento libre resultantes de la osteotomía. De esta manera, los fragmentos pueden posicionarse con gran precisión en la posición objetivo, predeterminada mediante simulación quirúrgica. Más recientemente, en 1997, la Universidad de Ratisbona (Alemania ) desarrolló un sistema similar, el Surgical Segment Navigator (SSN), con el apoyo de la empresa Carl Zeiss . [12]

Referencias

  1. ^ Marmulla R (inventor), Carl Zeiss (presentador): Sistema y método para la navegación de segmentos óseos. Patente de Estados Unidos 6.241.735, 2001.
  2. ^ Marmulla R y Lüth T: Método y dispositivo para la navegación de instrumentos, segmentos óseos, tejidos y órganos, Patente de los Estados Unidos 7.079.885, 2006
  3. ^ Marmulla R, Niederdellmann H: Navegación por segmentos óseos asistida por computadora. En: Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery. 1998; 26, págs. 347–359.
  4. ^ Marmulla R: navegación por el segmento Knochens. Quintessenz-Verlag, Berlín 2000, ISBN 3-87652-869-0.
  5. ^ Obwegeser, HL (1969). "Corrección quirúrgica de maxilares pequeños o retrodesplazados. La deformidad en "cara de plato"". Plast Reconstr Surg . 43 (4): 351–65. doi :10.1097/00006534-196904000-00003. PMID  5776622. S2CID  41856712.
  6. ^ Cutting, C; Grayson, B; Bookstein, F; Kim, H; McCarthy, J (1991). "El caso de las osteotomías craneomaxilares múltiples en la enfermedad de Crouzon". En Caronni, EP (ed.). Cirugía craneofacial 3. Bolonia: Monduzzi Editore. ISBN 9788832300000.
  7. ^ Cutting, C; Bookstein, F; Grayson, B; Fellingham, L; McCarthy, J (1986). "Diseño tridimensional asistido por computadora de procedimientos quirúrgicos craneofaciales: optimización e interacción con modelos cefalométricos y basados ​​en TC". Plast. Reconstr. Surg . 77 (6): 877–87. doi :10.1097/00006534-198606000-00001. PMID  3714886. S2CID  41453653.
  8. ^ Cutting, C; Grayson, B; Kim, H (1990). "Posicionamiento óseo de precisión de múltiples segmentos utilizando métodos asistidos por computadora en procedimientos quirúrgicos craneofaciales". Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc . 12 : 1926–7.
  9. ^ Taylor, RH; Cutting, C; Kim, Y; et al. (1991). Un sistema de planificación y ejecución óptima basado en modelos con detección activa y manipulación pasiva para aumentar la precisión humana en cirugía integrada por computadora . Toulouse, Francia: Springer-Verlag. {{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )
  10. ^ Taylor, RH; Paul, H; Cutting, C; et al. (1992). "Aumento de la precisión humana en cirugía integrada por computadora". Innovación y tecnología en biología y medicina . 13 (4): 450–68.
  11. ^ Taylor, R; Kim, Y (inventores) (1994). Dispositivo de señalización y método para monitorizar posiciones en una operación quirúrgica . Ossining, NY: Patente de Estados Unidos 5.279.309.
  12. ^ Marmulla R, Niederdellmann H: Navegación de segmentos óseos asistida por computadora , J Craniomaxillofac Surg 26: 347-359, 1998