Navegación de segmentos óseos

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

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

Tras un accidente o lesión, puede producirse una fractura y los fragmentos óseos resultantes pueden desplazarse. En la zona oral y maxilofacial, dicho desplazamiento podría tener un efecto importante tanto en la estética facial como en la función de los órganos: una fractura en un hueso que delimita la órbita puede provocar diplopía ; una fractura mandibular puede inducir modificaciones significativas en la oclusión dental ; del mismo modo, una fractura de cráneo ( neurocráneo ) puede producir un aumento de la presión intracraneal .

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

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

Las osteotomías realizadas en cirugía ortognática se planifican clásicamente sobre modelos de yeso de las mandíbulas con dientes, fijados en un articulador . En pacientes edéntulos , la planificación quirúrgica puede realizarse mediante modelos estereolitográficos . Estos modelos tridimensionales se cortan siguiendo la línea de osteotomía planificada, se deslizan y se fijan en la nueva posición. Desde la década de 1990, se han desarrollado técnicas modernas de planificación prequirúrgica que permiten al cirujano planificar y simular la osteotomía en un entorno virtual, basándose en una tomografía computarizada (TC) o una resonancia magnética (RM) preoperatorias . Este procedimiento reduce los costos y el tiempo necesarios para crear, posicionar, cortar, reposicionar y volver a fijar los modelos de yeso para cada paciente.

La utilidad de la planificación preoperatoria, por muy precisa que sea, depende de la exactitud con la que se reproduzca la osteotomía simulada en el campo quirúrgico. La transferencia de la planificación se basaba principalmente en la habilidad visual del cirujano. Se desarrollaron además diferentes marcos de referencia para guiar mecánicamente el reposicionamiento de los fragmentos óseos.

Este tipo de marco craneal se fija a la cabeza del paciente durante la tomografía computarizada (TC) o la resonancia magnética (RM), así como durante la cirugía. El uso de este dispositivo presenta ciertas dificultades. En primer lugar, se requiere una reproducibilidad exacta de la posición del marco craneal en la cabeza del paciente, tanto durante el registro de la TC o la RM como durante la cirugía. El marco craneal resulta relativamente incómodo de llevar y muy difícil, o incluso imposible, de usar en niños pequeños, que pueden mostrarse poco cooperativos durante los procedimientos médicos. Por este motivo, se han abandonado los marcos craneales en favor de la estereotaxia sin marco 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 tal manera que no es necesario colocar puntos de referencia antes de la TC.

Los esfuerzos iniciales de posicionamiento de fragmentos óseos mediante un sistema electromagnético fueron abandonados debido a la necesidad de un entorno libre de metales ferrosos. ^{[ 8 ]} En 1991, Taylor de IBM, 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 adheridos al cráneo. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Este sistema fue patentado por IBM en 1994. ^{[ 11 ]} Se colocan al menos tres transmisores IR en el área del neurocráneo para compensar los movimientos de la cabeza del paciente. Se colocan tres o más transmisores IR en los huesos donde se realizará la osteotomía y el reposicionamiento óseo. La posición 3D de cada transmisor es medida por la cámara IR, utilizando el mismo principio que en la navegación por satélite . Una estación de trabajo informática visualiza constantemente la posición real de los fragmentos óseos, comparándola con la posición predeterminada, y también realiza determinaciones espaciales en tiempo real de los segmentos óseos móviles resultantes de la osteotomía. De este modo, los fragmentos pueden colocarse con gran precisión en la posición objetivo, predeterminada mediante simulación quirúrgica. Más recientemente, en 1997, se desarrolló un sistema similar, el Navegador de Segmentos Quirúrgicos (SSN), en la Universidad de Ratisbona, Alemania , con el apoyo de la empresa Carl Zeiss . ^{[ 12 ]}