Publicado el: 22 de enero de 2025 / Actualizado el: 22 de enero de 2025 – Autor: Konrad Wolfenstein
La aplicación para navegación espacial neuroquirúrgica en una cabeza de modelo. Gracias a la información de realidad real y aumentada visualizada en gafas inteligentes estándar, el cirujano puede guiar su instrumento de forma segura y minimizar el riesgo de lesiones a los pacientes. Imagen: Fraunhofer IWU
Pronto será una realidad en el quirófano: gafas de datos estándar para la “navegación” durante los procedimientos neuroquirúrgicos.
Revolución en neurocirugía: gafas de datos de realidad aumentada como sistema de navegación en el quirófano
La medicina avanza incansablemente, y un área particularmente emocionante es la integración de la realidad aumentada (RA) en el quirófano. No se trata de ciencia ficción, sino de una realidad cada vez más tangible que tiene el potencial de hacer que los procedimientos quirúrgicos sean más seguros, precisos y menos invasivos para los pacientes. La neurocirugía, en particular, un campo que exige la máxima precisión debido a la complejidad del cerebro, se beneficia significativamente de estos avances tecnológicos.
Un enfoque prometedor es el uso de gafas inteligentes que superponen datos de imágenes preoperatorias, como las de resonancia magnética (RM), sobre el campo quirúrgico real en tiempo real. Esta tecnología permite al cirujano ver virtualmente a través del cuerpo del paciente, obteniendo así una visión más precisa de la región a operar. A diferencia de los sistemas de navegación convencionales, que suelen ser voluminosos y costosos, las gafas inteligentes de RA abren una nueva dimensión de orientación espacial en el quirófano. Esto es especialmente relevante para procedimientos con acceso limitado al campo quirúrgico, como la extirpación de tumores cerebrales por la nariz. Esta técnica mínimamente invasiva se ve reforzada por la mejor visualización que ofrecen las gafas de RA, lo que podría resultar en un menor daño tisular, tiempos de recuperación más cortos y una reducción de complicaciones.
La aplicación como clave para una navegación precisa
- Campo de visión del cirujano: Las gafas muestran una representación virtual del quirófano. La aplicación superpone los datos individuales del paciente a la cabeza real. Imagen: Fraunhofer IWU
- La pieza de mano para instrumentos quirúrgicos, desarrollada e impresa en 3D en el Fraunhofer IWU en Zittau, contiene geometrías de marcadores que son reconocidas por las gafas de datos – Imagen: Fraunhofer IWU
En el corazón de esta innovadora tecnología se encuentra una aplicación especialmente desarrollada que sincroniza la imagen de resonancia magnética adquirida antes de la operación con una vista en tiempo real del campo quirúrgico. Este desarrollo es el resultado de años de investigación y desarrollo en colaboración entre el grupo de investigación LEGEND del Departamento de Neurocirugía del Hospital Universitario de Leipzig (UKL) y el Instituto Fraunhofer de Máquinas-Herramienta y Tecnología de Conformado IWU en Zittau. La aplicación funciona esencialmente como un sistema GPS para el cirujano, mostrando no solo la posición del objetivo quirúrgico, sino también la ruta de acceso óptima, es decir, la menos invasiva. Esta forma de ayuda a la navegación representa una mejora significativa con respecto a los métodos anteriores que se basaban en datos de imágenes estáticas y el razonamiento espacial del cirujano.
Otra ventaja significativa de esta nueva tecnología es la posibilidad de integrar los instrumentos quirúrgicos en el sistema de navegación. Al rastrear con precisión la posición de los instrumentos en tiempo real y visualizarla en las gafas inteligentes, el cirujano puede guiarlos con mayor precisión y seguridad. Esta visualización en tiempo real, habilitada por la aplicación, minimiza el riesgo de errores y permite al cirujano planificar y ejecutar movimientos con precisión milimétrica. Además, información adicional crucial, como la distancia al área objetivo, se muestra directamente en el campo de visión del cirujano, optimizando el flujo de información y permitiendo una respuesta rápida y segura. Esto no solo aumenta la seguridad del procedimiento, sino que también reduce potencialmente el tiempo de operación, aliviando así la carga tanto del paciente como del personal médico.
Precisión en tiempo real: un salto cuántico en neurocirugía
Uno de los logros más notables del grupo de investigación es la disponibilidad operativa prácticamente instantánea del sistema. «Nuestro equipo ha logrado una primicia mundial con el registro totalmente automatizado para la navegación espacial neuroquirúrgica», informa con entusiasmo el Dr. Ronny Grunert, investigador asociado del Fraunhofer IWU y jefe del grupo de investigación «Legend» del UKL. «La calibración y el registro se completan en un segundo, y la navegación para la detección de la posición del instrumento en tiempo real está lista para funcionar. El sistema desarrollado es muy intuitivo y se asemeja mucho a la asistencia GPS». Esta velocidad e intuitividad son cruciales para mantener el flujo de trabajo en el quirófano y proporcionar a los cirujanos una ayuda de navegación intuitiva y fiable.
Otro detalle importante es la facilidad de uso del sistema. La interfaz de usuario fue desarrollada por médicos para médicos y se limita a mostrar información esencial, minimizando así los errores operatorios. Un ejemplo de la clara lógica de visualización es una cruz verde que indica la posición de la punta del instrumento y se integra perfectamente en la imagen de resonancia magnética que se muestra en las gafas inteligentes. Esta presentación clara y concisa es un factor crucial para la aceptación y el éxito del sistema en el quirófano, ya que permite a los cirujanos centrarse en lo más importante: la correcta ejecución de la operación.
Eficiencia y accesibilidad: una revolución para todos
Además de la innovación técnica, otro aspecto clave de este proyecto es la viabilidad económica y la consiguiente accesibilidad de la tecnología. Mientras que los sistemas de navegación convencionales, aptos para uso hospitalario, suelen costar cientos de miles de euros en neurocirugía, el grupo de desarrollo se centra en gafas inteligentes estándar con precios accesibles. «Estas gafas cuestan una fracción del precio de los sistemas de navegación asistida por ordenador para neurocirugía», explica Grunert. Esta reducción de costes es un paso crucial para que la tecnología sea accesible no solo a sistemas e instituciones sanitarias con una financiación sólida, sino también a países y regiones con recursos limitados. Esta democratización de la tecnología permitirá que más pacientes se beneficien de un tratamiento neuroquirúrgico preciso y mínimamente invasivo.
El desarrollo de la pieza de mano, que sujeta los instrumentos y permite su posicionamiento preciso, también es un aspecto clave del proyecto. En Fraunhofer IWU, se desarrollaron marcadores especiales cuyas geometrías y patrones son reconocidos por las gafas inteligentes. Estos marcadores pueden adoptar diversas formas, como esferas, cuboides u otras, y sirven para determinar la posición de los instrumentos en el espacio tridimensional. Las piezas de mano de plástico se fabrican mediante impresión 3D en Zittau y Leipzig, lo que permite un alto grado de flexibilidad y adaptabilidad a las necesidades de los cirujanos.
El camino hacia la práctica clínica: una perspectiva
El primer curso piloto de formación sobre el modelo anatómico se impartió en el Hospital Universitario de Leipzig (UKL) en otoño de 2024. Este paso constituye un hito importante en el camino hacia la aplicación clínica de la tecnología. El próximo objetivo del equipo es completar el prototipo, que posteriormente deberá someterse al proceso de aprobación según el Reglamento sobre Productos Sanitarios (MDR) para el mercado europeo y las regulaciones de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) estadounidense para EE. UU. El objetivo es poder utilizar el sistema en pacientes en aproximadamente dos años.
El desarrollo de sistemas de navegación basados en RA para neurocirugía no solo representa un avance tecnológico, sino también un cambio de paradigma en la práctica médica. La integración de datos de imágenes en tiempo real, la guía precisa de instrumentos y soluciones rentables tiene el potencial de transformar radicalmente el tratamiento neuroquirúrgico, haciéndolo más seguro, preciso y accesible. Con cada paso de este desarrollo, se acerca la visión de un futuro donde tecnologías innovadoras como las gafas inteligentes de RA se conviertan en estándar en el quirófano. Esto abre nuevas perspectivas no solo para médicos y cirujanos, sino, sobre todo, para los pacientes, quienes pueden beneficiarse de una mejor calidad del tratamiento y procedimientos menos invasivos. Con esta tecnología, el futuro de la neurocirugía ha tomado un rumbo prometedor, donde la precisión y la innovación van de la mano.
Adecuado para: