El registro de pacientes se utiliza para correlacionar la posición de referencia de un conjunto de datos 3D virtuales recopilados mediante imágenes médicas por computadora con la posición de referencia del paciente. Este procedimiento es crucial en la cirugía asistida por computadora , a fin de garantizar la reproducibilidad del registro preoperatorio y la situación clínica durante la cirugía. El uso del término "registro de pacientes" fuera de este contexto puede generar confusión con el procedimiento de registro de un paciente en los archivos de una institución médica.
En la cirugía asistida por ordenador , el primer paso es recopilar un conjunto de datos 3D que reproduzca con gran precisión la geometría de los tejidos normales y patológicos de la región que se va a operar. Esto se obtiene principalmente mediante el uso de exploraciones por TC o RMN de esa región. La función del registro del paciente es obtener una reproducibilidad de referencia cercana a la ideal del conjunto de datos, con el fin de correlacionar la posición (desplazamiento) del conjunto de datos recopilados con la posición del paciente durante la intervención quirúrgica. El registro del paciente (1) elimina la necesidad de mantener la misma posición estricta del paciente durante la exploración preoperatoria y la cirugía, y (2) proporciona al robot quirúrgico la información de referencia necesaria para actuar con precisión sobre el paciente, incluso si se ha movido (o se ha movido) durante la intervención.
El registro de pacientes se utilizaba principalmente en cirugía de cabeza (cirugía oral y maxilofacial, neurocirugía y otorrinolaringología). Con la llegada del registro con y sin marcadores, el concepto se ha extendido a la cirugía abdominal.
Los primeros intentos de mapeo tridimensional de tejidos humanos fueron realizados por V. Horsley y R. Clarke en 1906. [1] Construyeron un armazón craneal estereotáxico rectangular que debía fijarse a la cabeza. Se basaba en principios cartesianos y les permitía guiar de forma precisa y reproducible electrodos con forma de aguja para experimentos neurofisiológicos. Experimentaron con animales y pudieron contribuir al mapeo del cerebelo. Versiones mejoradas del aparato de Horsley-Clarke todavía se utilizan hoy en día en neurocirugía experimental. [ cita requerida ]
El primer dispositivo estereotáxico para humanos también fue desarrollado en neurocirugía, por E. Spiegel y H. Wycis en 1947. [2] Se utilizó para el tratamiento quirúrgico de la enfermedad de Parkinson y, con el tiempo, su aplicabilidad se extendió al tratamiento quirúrgico de tumores, malformaciones vasculares, neurocirugía funcional, etc. El sistema se basaba tanto en marcos de cabeza como en imágenes de rayos X tomadas para los tres planos del espacio.
En 1980, Brown, Roberts y Wells realizaron un mayor desarrollo de la cirugía estereotáctica. [3] Desarrollaron un anillo de halo que se aplicaba sobre el cráneo durante una tomografía computarizada y en intervenciones neuroquirúrgicas. Este método proporcionó una guía quirúrgica mejorada y, de hecho, fue el primer desarrollo de la cirugía guiada por computadora.
El registro de pacientes para la zona de la cabeza se ha desarrollado durante casi dos décadas sobre el mismo principio de combinar las tomografías computarizadas con dispositivos de referencia mecánicos como los marcos craneales o los anillos de halo. Pero la experiencia clínica ha demostrado que los marcos craneales son muy incómodos de usar e incluso imposibles de aplicar en niños pequeños, debido a su falta de cooperación; además, los marcos craneales pueden crear artefactos en la recopilación de datos preoperatorios o durante la cirugía. [ cita requerida ]
En 1986, Roberts y Strohbehn desarrollaron un enfoque diferente [4] . Utilizaron como puntos de referencia varios marcadores en la piel del paciente, tanto en el registro de TC preoperatorio como durante la operación. Esta era una nueva corriente de la época en el registro de pacientes. Aun así, el método requiere mucho tiempo y la reproducibilidad exacta de las posiciones de los marcadores es cuestionable.
Las estructuras óseas pueden proporcionar una estabilidad y reproducibilidad mucho mejores de los puntos de referencia para el registro del paciente. Basándose en este concepto, se utilizó otra técnica: implantar marcadores temporales en estructuras óseas superficiales a la piel, bajo anestesia local. [5] Esto también se combinó con marcadores de superficie y registro por TC. [6] La técnica tiene la desventaja de un procedimiento quirúrgico mínimo adicional para colocar los implantes óseos, con cierto riesgo de infección para el paciente.
Las férulas dentales se han utilizado tradicionalmente para transferir y reproducir puntos de referencia 3D para posicionar modelos de fundición en articuladores , en prótesis dentales , ortodoncia y cirugía ortognática. Mediante la aplicación de varios marcadores infrarrojos en las férulas y el uso de una cámara infrarroja, se obtuvo un mejor registro. [7]
Los primeros intentos, basados en la identificación de puntos de referencia anatómicos, fueron realizados por Caversaccio y Zulliger [8] . El método se basaba en la identificación de ciertos puntos antropométricos y otros puntos de referencia anatómicos en el cráneo, en correlación con el registro de la TC. Pero los puntos de referencia no pueden señalarse y reproducirse con exactitud durante el registro del conjunto de datos del paciente y la cirugía, por lo que el método no es lo suficientemente preciso.
Desde 1998, Marmulla y sus colaboradores han desarrollado nuevos procedimientos que utilizan un enfoque diferente para el problema. [9] [10] Tanto durante la recopilación de datos de TC como durante la intervención quirúrgica, el registro del paciente se realizó registrando áreas y superficies completas, en lugar de marcadores de superficie distintivos. Esto se logró utilizando escáneres láser y un pequeño transmisor guía. La precisión del registro del paciente mejoró significativamente con este método.
Basándose en este concepto, el mismo equipo ha construido varios sistemas de registro y navegación. El Surgical Segment Navigator (SSN y SSN++) es uno de estos sistemas, desarrollado por primera vez para la cirugía oral y maxilofacial . Este sistema correlaciona tres conjuntos de coordenadas diferentes: el conjunto de datos de la TC, el conjunto de datos del escáner láser de superficie y el conjunto de datos producidos por un pequeño transmisor guía, colocado en la cabeza del paciente. La Unidad de Laboratorio para Cirugía Asistida por Ordenador (LUCAS) se utiliza para la planificación de la cirugía en el laboratorio. Este avance tecnológico y quirúrgico ha permitido la eliminación de los sistemas de guía mecánicos y ha mejorado la precisión de las determinaciones y, por tanto, del acto quirúrgico.
Un grupo de investigación de la Universidad Ryerson (ahora Universidad Metropolitana de Toronto) desarrolló un método para utilizar imágenes topográficas ópticas (OTI) para crear un modelo 3D de la superficie de sitios quirúrgicos abiertos y realizar el registro de la superficie en conjuntos de datos de TC y RMN para la navegación neuroquirúrgica . [11] [12] La tecnología OTI está siendo licenciada por 7D Surgical para su plataforma de navegación. [12]