Navegación asistida por robot para neurocirugía estereotáctica: evaluación de alta precisión

La neurocirugía estereotáctica ha sido un pilar fundamental en la planificación y ejecución de procedimientos mínimamente invasivos dentro del cráneo, permitiendo la localización precisa de estructuras cerebrales profundas. Tradicionalmente, este enfoque ha dependido del uso de marcos estereotácticos, los cuales requieren cálculos manuales de coordenadas y ajustes físicos del marco, lo que introduce una fuente potencial de error humano.

Aunque estos sistemas han demostrado ser efectivos, las limitaciones inherentes a su configuración manual resaltan la necesidad de innovaciones tecnológicas que optimicen la precisión y la eficiencia del procedimiento.

En este contexto, la navegación asistida por robot (RAN) ha surgido como una solución prometedora para mejorar la exactitud y reducir los inconvenientes de la estereotaxia craneal tradicional. A continuación vamos a poder evaluar el desempeño del sistema robótico independiente ExcelsiusGPS® en este ámbito, es una plataforma avanzada que integra planificación preoperatoria, está guiado en tiempo real y facilita asistencia robótica en la colocación de instrumentos neuroquirúrgicos. Este enfoque busca minimizar la variabilidad asociada al error humano y optimizar la seguridad del procedimiento, consolidando la robótica como un aliado esencial en la evolución de la neurocirugía estereotáctica.

Por este motivo desde PRIM os traemos el siguiente estudio realizado en cadáveres y dirigido por el doctor William Anderson acompañado de su equipo desde el departamento de neurocirugía en el hospital Johns Hopkins de Baltimore (Maryland) en Estados Unidos que tiene como objetivo analizar la navegación asistida por robot independiente como un medio para reducir los inconvenientes de la estereotaxia craneal tradicional y mejorar la precisión de la orientación.

Introducción

La estereotaxia craneal es una técnica neuroquirúrgica utilizada en procedimientos diagnósticos y terapéuticos que requieren la implantación de electrodos, agujas de biopsia, catéteres y derivaciones ventriculares con alta precisión. Tradicionalmente, se emplean marcos estereotácticos fijados al cráneo para la inmovilización y localización exacta de los objetivos intracraneales. Sin embargo, estos sistemas presentan limitaciones, como la necesidad de cálculos manuales, el riesgo de error humano, la incomodidad para los pacientes y los desafíos ergonómicos para los cirujanos.

Este estudio evalúa la navegación asistida por robot (RAN) como una alternativa para optimizar la estereotaxia craneal. Se comparan la precisión del objetivo, el tiempo operatorio y la exposición a la radiación entre un sistema estereotáxico convencional basado en arco y un nuevo sistema robótico independiente. Se plantea la hipótesis de que la RAN mejora la precisión quirúrgica, reduce el tiempo de procedimiento y minimiza la exposición a la radiación en comparación con los métodos tradicionales.

Estas son fotografías representativas de la colocación de los cables utilizando A, un sistema estereotáctico tradicional basado en arco y B, un novedoso sistema robótico independiente (ExcelsiusGPS®, Globus Medical) con una estación base de suelo, un brazo robótico rígido y una cámara de navegación.

Materiales y métodos del estudio

Este estudio utilizó siete especímenes cadavéricos para comparar la precisión y eficiencia de dos técnicas de estereotaxia craneal: el método convencional basado en arco (ARC) y la navegación asistida por robot (RAN) con ExcelsiusGPS®. Se seleccionaron muestras sin antecedentes de traumatismos o cirugías craneales previas y se sometieron a resonancia magnética (RM) y tomografía computarizada (TC) antes de la prueba.

Siete neurocirujanos realizaron ambos procedimientos en cada muestra, implantando 16 cables en total (8 por técnica) en estructuras anatómicas clave como el núcleo subtalámico, el globo pálido interno y el núcleo accumbens. La asignación de técnicas y el orden de ejecución se determinaron aleatoriamente.

En la técnica ARC, se utilizó un marco estereotáctico convencional con registro basado en TC y coordenadas exportadas a un sistema de navegación. La colocación de los electrodos requirió posicionamiento manual en cinco coordenadas para cada trayectoria. En la técnica RAN, un sistema robótico con base montada en el piso y control asistido por software permitió la planificación preoperatoria, el registro con imágenes fluoroscópicas y la inserción automatizada de los cables mediante un brazo robótico estabilizado.

Este estudio evaluó tres puntos finales de medición para comparar la técnica estereotáctica convencional basada en arco (ARC) y la navegación asistida por robot (RAN):

1. Precisión del objetivo: Se realizaron tomografías computarizadas posoperatorias para medir la distancia entre la posición planificada e implantada de los electrodos. La precisión se evaluó mediante el error euclidiano del objetivo (distancia entre la punta del electrodo y el objetivo planificado) y el error de trayectoria radial (distancia más corta entre la trayectoria planificada y la real).

2. Tiempo operatorio: Se midieron y compararon los tiempos de registro y colocación de los electrodos entre ambas técnicas. Se calculó el tiempo promedio por electrodo y el tiempo total del procedimiento.

3. Exposición a la radiación: Se registraron las dosis de radiación (mGy) durante la etapa de registro. Para ARC, se incluyó la tomografía computarizada de registro fusionada con la resonancia magnética. Para RAN, se contabilizaron las imágenes de fluoroscopia utilizadas en el registro. Las tomografías posoperatorias no se incluyeron en la medición de la radiación.

El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando el software IBM SPSS® v22. Se aplicaron pruebas t independientes de dos colas para comparar el tiempo de registro, el tiempo total del procedimiento y la exposición a la radiación entre las dos técnicas evaluadas. Además, se realizó una prueba t independiente adicional para analizar diferencias en el tiempo por derivación, la precisión del objetivo y la precisión de la trayectoria. Se consideró significativo un valor de P < 0,05 en todas las comparaciones.

Resultados del estudio

Los resultados del estudio mostraron que la técnica de navegación asistida por robot (RAN) fue más precisa, rápida y redujo la exposición a la radiación en comparación con la técnica estereotáctica convencional basada en arco (ARC).

• Precisión: La técnica RAN presentó un menor error de destino (1.2 ± 0.5 mm vs. 1.7 ± 1.2 mm, P = .005) y un menor error de trayectoria (0.9 ± 0.6 mm vs. 1.3 ± 0.9 mm, P = .004) en comparación con ARC.

• Tiempo operatorio: RAN fue significativamente más rápida, con un menor tiempo por derivación (2.9 ± 0.9 min vs. 5.8 ± 2.0 min, P < .001), menor tiempo de registro (21.6 ± 5.8 min vs. 37.5 ± 3.2 min, P < .001) y menor tiempo total de procedimiento (44.6 ± 7.7 min vs. 86.0 ± 12.5 min, P < .001).

• Exposición a la radiación: La dosis de radiación fue significativamente menor con RAN (1.9 ± 1.1 mGy vs. 76.2 ± 5.0 mGy, P < .001).

Estos hallazgos sugieren que la técnica RAN mejora la precisión, reduce el tiempo quirúrgico y disminuye la exposición a la radiación en procedimientos estereotácticos craneales.

Discusión del estudio

Los marcos estereotácticos tradicionales siguen siendo ampliamente utilizados en neurocirugía, pero presentan limitaciones en precisión y eficiencia. La navegación asistida por robot (RAN) aborda estos inconvenientes, mejorando la precisión y optimizando el flujo de trabajo, lo que es especialmente útil en procedimientos prolongados como la estimulación cerebral profunda.

Hallazgos principales:

• Precisión: La técnica RAN redujo el error de objetivo y trayectoria en un 29% y 31%, respectivamente, en comparación con la técnica convencional basada en arco (ARC). Sin embargo, la precisión con ARC depende en gran medida de la experiencia del cirujano.

• Tiempo operatorio: RAN redujo el tiempo total del procedimiento en un 48%, el tiempo de registro en un 42% y el tiempo por inserción de electrodo en un 50%, alineándose con estudios previos que destacan la rapidez como una ventaja clave de la cirugía asistida por robot.

• Exposición a la radiación: RAN redujo en un 98% la dosis de radiación necesaria para el registro en comparación con ARC.

Limitaciones:

• Pruebas cadavéricas: La degradación del tejido cerebral afecta la precisión anatómica.

• Uso de varillas rígidas: No replican completamente la desviación de electrodos en un entorno clínico real.

• Factores no evaluados: No se consideraron el dolor del paciente, el mantenimiento del campo estéril ni pruebas funcionales de precisión del electrodo.

• Uso de RM sin TC: Podría reducir la exposición a la radiación, pero su impacto en precisión y costos sigue siendo incierto.

• Entorno controlado: No refleja completamente la variabilidad de escenarios clínicos reales.

En conclusión, este estudio, los principales hallazgos que encontró fueron: mayor precisión con RAN en comparación con ARC, menor tiempo operatorio con la técnica RAN y menor exposición a la radiación en el grupo RAN. Estos resultados sugieren que la estereotaxia robótica podría mejorar la cirugía craneal estereotáctica, aunque se necesitan más estudios clínicos para confirmar estos beneficios en la práctica real.

Referencia

Anderson, W., Ponce, F. A., Kinsman, M. J., Sani, S., Hwang, B., Ghinda, D., Kogan, M., Mahoney, J. M., Amin, D. B., Van Horn, M., McGuckin, J. P., Razo-Castaneda, D., & Bucklen, B. S. (2023). Robotic-assisted navigation for stereotactic neurosurgery: A cadaveric investigation of accuracy, time, and radiation. Neurosurgery DOI: 10.1227/ons.0000000000001024