Cada vez está más cerca el momento en que las herramientas más precisas que han existido nunca lleguen a los quirófanos: las nuevas tecnologías están “afilándose” para asistir al cirujano en la sala de operaciones y para hacer más sencillos, ágiles y precisos los pasos anteriores y posteriores a la intervención. Y en todos esos procesos trabajan investigadores de la Universidad de Oviedo y del Hospital de Cabueñes. Su último resultado de investigación es una herramienta que permite planificar de forma digital operaciones para colocar prótesis.
Si hasta ahora lo más habitual era seleccionar la “talla” de prótesis que se ajusta al paciente mediante una plantilla que se coloca sobre la radiografía de la articulación, ya es posible trabajar sobre una reconstrucción digital en tres dimensiones que incluso permite simular el resultado de la operación. Éste es el salto que ha conseguido este novedoso sistema para planificar digitalmente operaciones de colocación de prótesis (artroplastias) en tres dimensiones, que se ha desarrollado en Asturias. En el proyecto han colaborado investigadores de la Universidad de Oviedo en el área de Expresión Gráfica en la Ingeniería y del área de Traumatología del Hospital de Cabueñes, además de la empresa SOCINSER. Los responsables de la nueva herramienta acaban de “desembarcar” del proyecto, que ha cofinanciado con 52.000 euros el PCTI del Principado.
“Aunque las grandes compañías fabricantes de prótesis tienen sus propios sistemas de navegación para que el cirujano pueda planificar de forma digital la operación, en la mayoría de los casos sólo son aplicables a sus productos. Por eso, nosotros buscamos herramientas más abiertas, que puedan aplicarse a diversos tipos de prótesis y a cualquier tipo de intervención”, explica Rafael Pedro García Díaz, profesor de Expresión Gráfica en la Ingeniería de la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de la Universidad e investigador principal de proyecto.
Sin sorpresas en quirófano
El punto del que parte la nueva herramienta para generar la reconstrucción virtual de la articulación son imágenes radiológicas en dos dimensiones como las que proporciona la TAC (Tomografía Axial Computerizada). Apoyándose en ellas, el sistema elabora una especie de “réplica virtual” de la articulación en tres dimensiones que los cirujanos pueden desplazar y sobre la que pueden actuar para estudiarla desde todos los ángulos posibles. De esta forma, es posible planificar la operación de forma virtual mediante el uso de plantillas digitales, cortes de la imagen y otros procedimientos que permiten ver mejor cómo “se acopla” la prótesis en el paciente. Ésta es una de las partes del proceso quirúrgico que ha probado a conciencia el servicio de Traumatología de Cabueñes, que coordina el Doctor Antonio Murcia.
“La herramienta es muy útil porque evita sorpresas en quirófano y permite seleccionar el tamaño de los elementos protésicos de forma más precisa. Además, el sistema permite simular el resultado de la operación, tanto en dos como en tres dimensiones para lograr un mejor restablecimiento biomecánico de la articulación”, destaca Rafael García.
Novedad internacional
Hay casos especialmente complejos, como los que requieren la reconstrucción completa de articulaciones y huesos a raíz de un accidente, por ejemplo. En estas ocasiones es necesario que cirujanos e ingenieros trabajen codo con codo para diseñar una prótesis a medida. En respuesta a esta necesidad, y como novedad internacional, explica Rafael García, “la herramienta permite compartir datos de forma colaborativa para que distintos especialistas puedan hacer planificaciones conjuntas y desarrollar, aunando los conocimientos de todos, los elementos protésicos para una misma operación”. Una nueva forma de trabajo que ya ha permitido desarrollar prótesis para casos especiales tanto en Asturias como en otras comunidades.
Ahora, para continuar sembrando la cosecha en el campo de la planificación quirúrgica digital “y para llegar a resultados pioneros en España”, remarca el profesor Rafael García, acaba de comenzar CUSTIMPLANT. Este ambicioso proyecto aspira a acometer el diseño, fabricación y validación de implantes a medida a través de una única herramienta. El quirófano no volverá a ser el mismo desde su encuentro con las nuevas tecnologías.
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Más información:
- En el proyecto CUSTIMPLANT, junto a SOCINSER colaboran la Fundación Prodintec, la Fundación ITMA y el grupo GIworks de la Universidad, del que forma parte Rafael García. Se trata de uno de los Proyectos Estratégicos del PCTI del Principado, que recibe una ayuda de 305.000 euros.
- Además, el Grupo GIworks de la Universidad de Oviedo está desarrollando en colaboración con el Servicio de Traumatología de Cabueñes un sistema piloto que permitirá integrar en los sistemas de navegación quirúrgica la planificación preoperatoria que han desarrollado. El proyecto recibe el apoyo del Plan PROFIT del Plan Nacional de I+D+i.
- Una vez que el sistema esté plenamente desarrollado, será posible verificar durante la operación que el resultado de la intervención responde exactamente a lo que el cirujano había planificado previamente, explica Rafael García. El sistema basará su funcionamiento en un sistema de registro espacial similar al GPS: mediante localizadores, identificará la posición exacta tanto del paciente como del instrumental, y avisará de cuándo éste se encuentra en la posición correcta. “Esperamos que a lo largo de este año la herramienta piloto esté lista”, afirma el investigador.
La Fundación BBVA ha galardonado al informático japonés, de la Universidad Carnegie Mellon (EE UU), por crear los algoritmos que permiten a las máquinas comprender las imágenes y procesar los movimientos. Sus técnicas están presentes en los coches autónomos, los drones y todos los robots con capacidad de visión, como los que se usan en cirugía.
Investigadores de la Universidad de León han aplicado redes neuronales artificiales a imágenes captadas con drones para reconocer, con un 95 % de acierto, la huella que dejaron las explotaciones auríferas de los romanos en el noroeste peninsular. El sistema se puede aplicar para reducir los riesgos asociados a las minas abandonadas, que causan pérdidas humanas y económicas en todo el mundo.
