El registro de pacientes se utiliza para correlacionar la posición de referencia de un conjunto de datos 3D virtuales , obtenidos mediante imágenes médicas computarizadas , con la posición de referencia del paciente. Este procedimiento es crucial en la cirugía asistida por computadora , para 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 consiste en 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 tomografías computarizadas (TC) o resonancias magnéticas (RM) de dicha región. El registro del paciente tiene como función obtener una reproducibilidad de referencia casi ideal del conjunto de datos, para correlacionar la posición (desplazamiento) del conjunto de datos recopilado 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 tanto durante la exploración preoperatoria como durante la cirugía, y (2) proporciona al robot quirúrgico la información de referencia necesaria para actuar con precisión sobre el paciente, incluso si este se ha movido durante la intervención.
Solicitud
El registro de pacientes se utilizaba principalmente en cirugía craneal (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 .
Utilizando marcos de cabeza
Los primeros intentos de mapeo tridimensional de tejidos humanos fueron realizados por V. Horsley y R. Clarke en 1906. [ 1 ] Construyeron un marco estereotáctico rectangular para la cabeza que debía fijarse a ella. Basado en principios cartesianos, les permitió guiar con precisión y reproducibilidad electrodos en forma de aguja para experimentos neurofisiológicos. Experimentaron con animales y contribuyeron al mapeo del cerebelo . Versiones mejoradas del aparato de Horsley-Clarke se siguen utilizando hoy en día en neurocirugía experimental.
El primer dispositivo estereotáctico 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 craneales como en imágenes de rayos X tomadas en los tres planos del espacio.
Brown, Roberts y Wells desarrollaron aún más la cirugía estereotáctica en 1980. [ 3 ] Desarrollaron un anillo de halo que se aplicaba en el cráneo durante una tomografía computarizada y las intervenciones neuroquirúrgicas. Este método proporcionó una mejor guía quirúrgica y, de hecho, fue el primer avance en la cirugía guiada por computadora.
El registro de pacientes en la zona de la cabeza se ha desarrollado durante casi dos décadas siguiendo el mismo principio: combinar tomografías computarizadas con dispositivos de referencia mecánicos como marcos craneales o anillos de halo. Sin embargo, la experiencia clínica ha demostrado que estos dispositivos son muy incómodos de usar e incluso imposibles de colocar en niños pequeños debido a su falta de cooperación; además, los marcos craneales pueden generar artefactos en la recopilación de datos preoperatorios o durante la cirugía.
marcadores de referencia
Piel
En 1986, Roberts y Strohbehn desarrollaron un enfoque diferente. [ 4 ] Utilizaron como puntos de referencia varios marcadores en la piel del paciente, tanto para el registro preoperatorio mediante TC como durante la cirugía. Esto representó una novedad en el registro de pacientes en aquel entonces. Sin embargo, el método es laborioso y la reproducibilidad exacta de la posición de los marcadores es cuestionable.
Hueso
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 una técnica adicional: 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 requerir un procedimiento quirúrgico mínimo adicional para la colocación de los implantes óseos, con cierto riesgo de infección para el paciente.

Marcadores de férulas dentales
Las férulas dentales se han utilizado tradicionalmente para transferir y reproducir puntos de referencia 3D para el posicionamiento de modelos de yeso en articuladores , en prótesis dentales , ortodoncia y cirugía ortognática . Al aplicar varios marcadores infrarrojos en las férulas y utilizar una cámara infrarroja, se obtuvo un mejor registro. [ 7 ]
Registro de pacientes sin marcadores
Puntos de referencia anatómicos
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 tomografía computarizada. Sin embargo, estos puntos de referencia no pueden señalarse ni reproducirse con exactitud durante el registro de los datos del paciente y la cirugía, por lo que el método no es lo suficientemente preciso.
Registro de superficie


Desde 1998, Marmulla y colaboradores desarrollaron nuevos procedimientos, empleando un enfoque diferente para el problema. [ 9 ] [ 10 ] Tanto durante la adquisición 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 mediante el uso de 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 desarrolló varios sistemas de registro y navegación. El Navegador de Segmentos Quirúrgicos (SSN y SSN++) es uno de estos sistemas, desarrollado por primera vez para cirugía oral y maxilofacial . Este sistema correlaciona tres conjuntos de coordenadas diferentes: datos de tomografía computarizada (TC), datos de escaneo láser de superficie y datos generados por un pequeño transmisor de guía colocado en la cabeza del paciente. La Unidad de Laboratorio para Cirugía Asistida por Computadora (LUCAS) se utiliza para planificar la cirugía en el laboratorio. Este avance tecnológico y quirúrgico ha permitido eliminar los sistemas de guía mecánica y ha mejorado la precisión de las determinaciones y, por lo 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 con conjuntos de datos de TC y RM para la navegación neuroquirúrgica . [ 11 ] [ 12 ] La tecnología OTI está siendo licenciada por 7D Surgical para su plataforma de navegación. [ 12 ]
Referencias
- ↑ Clarke RH, Horsley V (1906). "Sobre un método para investigar los ganglios profundos y los tractos del sistema nervioso central (cerebelo)". British Medical Journal . 2 : 1799–1800 .
- ↑ Spiegel EA, Wycis HT, Marks M, Lee AJ (octubre de 1947). "Aparato estereotáxico para operaciones en el cerebro humano". Science . 106 (2754): 349– 50. Bibcode : 1947Sci...106..349S . doi : 10.1126/science.106.2754.349 . PMID 17777432 .
- ↑ Heilbrun MP, Roberts TS, Apuzzo ML, Wells TH, Sabshin JK (agosto de 1983). "Experiencia preliminar con el sistema de guía estereotáxica por tomografía computarizada Brown-Roberts-Wells (BRW)". Journal of Neurosurgery . 59 (2): 217–22 . doi : 10.3171/jns.1983.59.2.0217 . PMID 6345727 .
- ↑ Roberts DW, Strohbehn JW, Hatch JF, Murray W, Kettenberger H (octubre de 1986). "Una integración estereotáxica sin marco de imágenes tomográficas computarizadas y el microscopio quirúrgico". Journal of Neurosurgery . 65 (4): 545– 9. doi : 10.3171/jns.1986.65.4.0545 . PMID 3531430 .
- ↑ Alp MS, Dujovny M, Misra M, Charbel FT, Ausman JI (enero de 1998). "Técnicas de registro de cabeza para cirugía guiada por imágenes". Neurological Research . 20 (1): 31– 7. doi : 10.1080/01616412.1998.11740481 . PMID 9471100 .
- ↑ Maurer Jr CR, Aboutanos GB, Dawant BM, Margolin RA, Maciunas RJ, Fitzpatrick JM (mayo de 1995). "Registro de imágenes cerebrales de TC y RM mediante una combinación de puntos y superficies". Medical Imaging . Vol. 2434. Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica. págs. 109–123 .
- ↑ Hassfeld S, Mühling J, Zöller J (febrero de 1995). "Navegación intraoperatoria en cirugía oral y maxilofacial". Revista Internacional de Cirugía Oral y Maxilofacial . 24 (1 Pt 2): 111– 9. doi : 10.1016/s0901-5027(05)80871-9 . PMID 7782645 .
- ↑ Caversaccio M, Zulliger D, Bächler R, Nolte LP, Häusler R (noviembre de 2000). "Aspectos prácticos para el registro óptimo (coincidencia) en la base lateral del cráneo con un sistema de puntero asistido por computadora sin marco óptico". The American Journal of Otology . 21 (6): 863–70 . PMID 11078077 .
- ↑ Marmulla R, Niederdellmann H (diciembre de 1998). "Navegación de segmentos óseos asistida por computadora". Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery . 26 (6): 347– 59. doi : 10.1016/s1010-5182(98)80067-x . PMID 10036650 .
- ↑ Marmulla R, Lüth T, Mühling J, Hassfeld S (julio de 2004). "Registro láser sin marcadores en cirugía oral y maxilofacial guiada por imágenes". Journal of Oral and Maxillofacial Surgery . 62 (7): 845– 51. doi : 10.1016/j.joms.2004.01.014 . PMID 15218564 .
- ↑ Jakubovic R, Guha D, Gupta S, Lu M, Jivraj J, Standish BA, et al. (octubre de 2018). "Imágenes topográficas ópticas intraoperatorias 3D de alta velocidad y alta densidad con registro eficiente a resonancia magnética y tomografía computarizada para navegación quirúrgica craneoespinal" . Scientific Reports . 8 (1): 14894. Bibcode : 2018NatSR...814894J . doi : 10.1038/s41598-018-32424-z . PMC 6173775. PMID 30291261 .
- 1 2 Guha D, Jakubovic R, Alotaibi NM, Deorajh R, Gupta S, Fehlings MG, et al. (agosto de 2019). "Imágenes topográficas ópticas para navegación intraoperatoria tridimensional de la columna cervical: viabilidad preclínica y clínica inicial" . Clinical Spine Surgery . 32 (7): 303–308 . doi : 10.1097/BSD.0000000000000795 . PMID 30839418 .
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