Comunicación Neuroraquis 2024: Nuevo método para cuantificar la precisión en la colocación de tornillos pediculares en la cirugía de columna mediante inteligencia artificial
El reputado neurocirujano y cirujano espinal, Dr. Antonio Luis Mostaza, abordó en el congreso Neuroraquis Bilbao 2024, que organiza la Sociedad Española de Cirugía Vertebral y Medular, dos áreas cruciales para las patologías y cirugías espinales: guías 3D y biomodelos aplicados a la patología vertebral.
- Biomodelos 3D:
- El Dr. Mostaza ha sido pionero en la creación y uso de biomodelos 3D generados con inteligencia artificial (IA). Estos modelos tridimensionales permiten una planificación quirúrgica más precisa y personalizada. Mediante la impresión de réplicas exactas de las estructuras vertebrales afectadas, los cirujanos pueden estudiar la anatomía específica de cada paciente antes de la intervención. Esto optimiza la precisión y reduce los riesgos asociados con la cirugía de columna12.
- Guías 3D:
- Las guías 3D son herramientas que asisten al cirujano durante la operación. Utilizando imágenes médicas y tecnología de modelado, se crean guías personalizadas para cada paciente. Estas guías ayudan a posicionar implantes, tornillos y otros dispositivos de manera más eficiente y segura. La combinación de guías 3D y biomodelos permite una cirugía menos invasiva y una recuperación más rápida3.
En colaboración con Digital Anatomics, el Dr. Mostaza ha llevado la cirugía de columna a un nuevo nivel. Su enfoque multidisciplinario y su compromiso con la excelencia han beneficiado a numerosos pacientes, brindándoles soluciones avanzadas y esperanza en su lucha contra las afecciones vertebrales.
Nuevo método para cuantificar la precisión en la colocación de tornillos pediculares en la cirugía de columna mediante inteligencia artificial
INTRODUCCIÓN
La artrodesis vertebral, es una técnica esencial para el tratamiento de patologías espinales. Esta cirugía implica la inserción de tornillos pediculares, los riesgos de complicaciones neurológicas aumentan notablemente en caso de malposición, por la proximidad de los tornillos al canal vertebral. Los métodos convencionales de evaluación, como la escala de Gertzbein-Robbins, valora la distancia de los tornillos al pedículo, pero la información es insuficiente para identificar tendencias, sesgos en los sistemas de colocación, o la relevancia clínica de las desviaciones. Además, no brindan una solución para determinar la verdadera precisión en sistemas que planifican previamente la ubicación del tornillo, como el sistema que hemos desarrollado de guías quirúrgicas personalizadas y las técnicas de navegación y robótica.
OBJETIVOS
- Obtener y alinear adecuadamente las trayectorias vectoriales de los tornillos pediculares con las planeadas idealmente.
- Identificar automáticamente puntos de referencia anatómicos relevantes para la evaluación de la trayectoria.
- Estudiar la trayectoria en secciones transversales.
- Proporcionar información cuantitativa y cualitativa sobre posibles violaciones en la pared del pedículo, la desviación en milímetros y la desviación angular en diferentes planos.
METODOLOGÍA
Hemos realizado un estudio en 142 pacientes sometidos a cirugía vertebral compleja (escoliosis degenerativa, espondilolistesis, estenosis de canal lumbar y cervical severa). Analizamos 1580 tornillos incluidos tornillos transpediculares cervicales. Desarrollamos un método que determina con exactitud la desviación, en milímetros y grados, del tornillo después de la cirugía. Evaluamos trayectorias de los tornillos colocados con guías en 3D, utilizando un software automatizado. La desviación de la dirección real del tornillo se determina con un TC postoperatorio, comparándola con la trayectoria ideal planeada en una TC preoperatoria. La inteligencia artificial, especialmente una red neuronal diseñada para identificar la anatomía vertebral en las imágenes de TC, es fundamental en esta automatización.
RESULTADOS
Con las guías en 3D, obtenemos una alineación de las trayectorias de los tornillos con las planificadas idealmente, usando datos de pacientes. Identificamos automáticamente puntos de referencia anatómicos relevantes para la evaluación de la trayectoria. Nuestro diseño proporciona información cuantitativa y cualitativa sobre posibles violaciones de la pared del pedículo, la desviación en milímetros y la desviación angular en diferentes planos
CONCLUSIONES
Este desarrollo automatizado y detallado representa una oportunidad significativa para mejorar los sistemas futuros de instrumentación en la inserción de tornillos pediculares, como las guías quirúrgicas, la navegación o la robótica, con el objetivo final de reducir las tasas de malposición de estos tornillos empleando una red neuronal mediante inteligencia artificial.