Cirugía asistida por ordenador

Cirugía asistida por ordenador
Intervención
ICD-9-CM	00.3

Cirugía asistida por ordenador (CAS) representa un concepto quirúrgico y un conjunto de métodos, que utilizan tecnología informática para la planificación prequirúrgica y para orientar o realizar intervenciones quirúrgicas. CAS es también conocido como cirugía asistida por ordenador, intervención asistida por computadora, cirugía guiada por imágenes y navegación quirúrgica, pero estos términos que son más o menos Sinónimos con CAS. CAS ha sido un principal factor para el desarrollo de cirugía robótica.

Principios generales

Imagen reuniendo ("segmentación") en la estación de trabajo de LUCAS

Crear una imagen virtual del paciente

El componente más importante para CAS es el desarrollo de un modelo exacto del paciente. Esto puede llevarse a cabo a través de una serie de proyección de imagen médica tecnologías incluyendo CT, MRI, rayos x, ultrasonido y muchos más. Para la generación de este modelo, la región anatómica a operar debe escanearse y cargado en el sistema informático. Es posible emplear un número de métodos, con los conjuntos de datos combinados a través de la exploración fusión de datos técnicas. El objetivo final es la creación de un 3D conjunto de datos reproduce la situación geométrica exacta de los tejidos normales y patológicos y las estructuras de esa región. De los métodos de análisis disponibles, el CT es preferido, porque los conjuntos de datos MRI son conocidos por tener deformaciones volumétricas que pueden llevar a imprecisiones. Un conjunto de datos de ejemplo se pueden incluir la colección de datos compilados con rebanadas de 180 CT, que están de 1 mm de separación, cada uno teniendo 512 por 512 pixeles. Los contrastes del conjunto de datos 3D (con sus decenas de millones de pixeles) proporcionar el detalle de suaves vs estructuras de tejido duro, y así permiten a un ordenador distinguir y separar visualmente por un ser humano, los distintos tejidos y estructuras. Los datos de imagen tomados de un paciente a menudo incluirá características hito intencional, para poder luego realinear el dataset virtual contra el actual paciente durante la cirugía. Ver registro de pacientes.

Procesamiento y análisis de imagen

Análisis de la imagen consiste en la manipulación del modelo 3D para extraer información relevante de los datos de los pacientes. Usando los diferentes niveles de contraste de los diferentes tejidos dentro de las imágenes, como ejemplos, se puede cambiar un modelo para mostrar sólo duras estructuras como los huesos, o ver el flujo de las arterias y venas a través del cerebro.

Diagnóstico planificación preoperatoria, simulación quirúrgica

Usando software especializado que puede representar el conjunto de datos reunido como un modelo 3D virtual del paciente, este modelo puede ser fácilmente manipulado por un cirujano que proporcionan vistas desde cualquier ángulo y a cualquier profundidad dentro del volumen. Por lo tanto el cirujano mejor puede evaluar el caso y establecer un diagnóstico más preciso. Además, la intervención quirúrgica será planeada y simulada virtualmente, antes de la cirugía (asistido por ordenador simulación quirúrgica [CASS]). Usando el software dedicado, el robot quirúrgico se programará para llevar a cabo las acciones previamente planificadas durante la intervención quirúrgica real.

Navegación quirúrgica

En la cirugía asistida por ordenador, la intervención real se define como navegación quirúrgica. Usando el sistema de navegación quirúrgico el cirujano usará instrumentos especiales, que están conectados al sistema de navegación para tocar una posición anatómica del paciente. Esta posición al mismo tiempo se muestra en las imágenes tomadas de este paciente. El cirujano puede utilizar así el instrumento ' navegar ' las imágenes del paciente moviendo el instrumento.

Cirugía robótica

Cirugía robótica es un término usado para acciones correlacionadas de un cirujano y un robot quirúrgico (que ha sido programado para llevar a cabo ciertas acciones durante el procedimiento de planificación preoperatorio). Un robot quirúrgico es un dispositivo mecánico (generalmente mirando como un brazo robótico) que es controlado por ordenador. Cirugía robótica se puede dividir en tres tipos, dependiendo del grado de interacción del cirujano durante el procedimiento: supervisión controlado, intervención y control compartido. En un sistema controlado por supervisión, el procedimiento es ejecutado únicamente por el robot, que se pueden realizar las acciones preprogramadas. Un sistema de intervención, también conocido como cirugía remota, requiere que el cirujano pueda manipular los brazos robóticos durante el procedimiento, en lugar de permitir que los brazos robóticos trabajar desde un programa predeterminado. Con sistemas de control compartido, el cirujano realiza el procedimiento con el uso de un robot que ofrece mano firme las manipulaciones del instrumento. En la mayoría de los robots, se puede elegir el modo de funcionamiento para cada intervención separada, dependiendo de la complejidad quirúrgica y las particularidades del caso.

Aplicaciones

Asistida por ordenador la cirugía es el comienzo de una revolución en la cirugía. Ya hace una gran diferencia en los dominios quirúrgica de alta precisión, pero también se utiliza en procedimientos quirúrgicos estándar.

Neurocirugía asistida por ordenador

Telemanipuladores se han utilizado por primera vez en neurocirugía, en la década de 1980. Esto permitió un mayor desarrollo en microcirugía cerebral (compensando el temblor fisiológico del cirujano por diez), mayor exactitud y precisión de la intervención. También se abrió una nueva puerta a la cirugía mínimamente invasiva, además reduce el riesgo de morbilidad postquirúrgica por dañar accidentalmente centros adyacentes.

Cirugía oral y maxilofacial asistida por computadora

Navegación de segmento de hueso es el método quirúrgico moderno en cirugía ortognática (corrección de las anomalías de los maxilares y cráneo), en articulación temporo-mandibular (ATM) cirugía, o en la reconstrucción de la cara media y órbita.

También se utiliza en implantología donde puede verse el hueso disponible y la posición, la angulación y la profundidad de los implantes pueden ser simulados antes de la cirugía. Durante la operación de cirujano es guiado por alertas de sonido y visualmente. IGI (Implantología guiada por imagen) es uno de los sistemas de navegación que utiliza esta tecnología.

Implantología guiada

Nuevos conceptos terapéuticos como la cirugía guiada están siendo desarrollados y aplicados en la colocación de los implantes dentales. La rehabilitación protésica también planeada y realizada paralelamente a los procedimientos quirúrgicos. Los pasos de planificación están en primer plano y llevaron a cabo en una cooperación del cirujano, el dentista y el protésico dental. Pacientes desdentados, uno o ambos maxilares, se benefician ya que se reduce el tiempo de tratamiento.

Con respecto a los pacientes desdentados, soporte de la prótesis dental convencional está comprometida a menudo debido a la atrofia ósea moderada, incluso si las dentaduras se construyen basado en la morfología anatómica correcta.

Utilizando cono rayo computado tomografía, el paciente y la prótesis existente están siendo analizados. Además, también se analiza la prótesis sola. Perlas de vidrio de diámetro definido se colocan en la prótesis y utilizadas como puntos de referencia para la planificación de la próxima. Los datos resultantes se procesaron y determina la posición de los implantes. El cirujano, utilizando un software especial desarrollado, los planes de los implantes basados en conceptos prótesis teniendo en cuenta la morfología anatómica. Una vez finalizada la planificación de la pieza quirúrgica, se construye una guía quirúrgica de CAD/CAM dental colocación. La férula quirúrgica respaldados por la mucosa asegura la colocación exacta de los implantes en el paciente. Paralelamente a este paso, se construyen la nueva prótesis de implante apoyado.

El técnico dental, utilizando los datos resultantes de las exploraciones anteriores, fabrica un modelo que representa la situación después de la colocación del implante. Los compuestos de prótesis, pilares, ya son prefabricados. Pueden elegir la longitud y la inclinación. Los pilares están conectados a la modelo en una posición en la consideración de la situación de la prótesis. Se registra la posición exacta de los estribos. El técnico dental ahora puede fabricar la prótesis.

El ajuste de la férula quirúrgica está clínicamente probado. Después de eso, la férula se coloca utilizando un sistema de pasador de apoyo de tres puntos. Antes de la fijación, se aconseja la irrigación con un desinfectante químico. Los pernos son conducidos a través de las vainas definidas desde el vestibular a la parte oral de la mandíbula. Anatomía de los ligamentos se debe considerar, y si necesaria descompensación puede lograrse con mínimas intervenciones quirúrgicas. El ajuste adecuado de la plantilla es crucial y debe mantenerse a lo largo de todo el tratamiento. Independientemente de la resistencia de la mucosa, se logra una fijación correcta y estable a través de la fijación ósea. Sólo el acceso a la mandíbula ahora puede lograrse a través de las mangas incrustadas en la plantilla quirúrgica. Utilizando una fresa específico a través de las mangas se retira la mucosa. Cada fresa utilizado, lleva una funda compatible con las mangas en la plantilla, que asegura que se alcanza la posición final, pero no seguir avanzando en la cresta alveolar puede llevarse a cabo. Otro procedimiento es muy similar a la colocación de los implantes tradicionales. El orificio piloto es perforado y luego ampliado. Con la ayuda de la tablilla, finalmente se colocan los implantes. Después de eso, puede retirarse la férula.

Con la ayuda de una plantilla de registro, los estribos pueden ser Unidos y conectados a los implantes en la posición definida. No menos de un par de pilares deben ser conectados simultáneamente para evitar cualquier discrepancia. Una ventaja importante de esta técnica, es la colocación paralela de los estribos. Un control radiológico es necesario verificar la correcta colocación y conexión del implante y Pilar.

En un paso ulterior, pilares estén cubiertos con tapas de oro del cono, que representan las coronas secundarias. En caso necesario, la transición de los casquillos de oro del cono de la mucosa puede ser aislada con anillos de goma dique.

La nueva prótesis corresponde a una prótesis total convencional, pero la base contiene cavidades para que las coronas secundarias pueden ser incorporadas. La prótesis es controlada en la posición de la terminal y corregir si es necesario. Las cavidades se llenan con cemento autopolimerizable y la prótesis se coloca en la posición de la terminal. Tras el proceso de autocurado, las tapas de oro se cementan definitivamente en las cavidades de la prótesis y ahora se puede extraer la prótesis. El cemento sobrante puede extraerse y algunas correcciones como pulido o bajo relleno alrededor de las coronas secundarias pueden ser necesarios. La nueva prótesis está equipado con una construcción de telescopio cono doble de coronas. En la posición final, mantenga los prótesis botones sobre los pilares para garantizar una adecuada.

En la misma sesión, el paciente recibe los implantes y la prótesis. No es necesaria una prótesis provisional. La extensión de la cirugía se mantiene al mínimo. Debido a la aplicación de la férula, no hace falta un reflejo de los tejidos blandos en. El paciente experimenta menos sangrado, inflamación y molestias. También se evitan las complicaciones tales como lesiones de las estructuras vecinas. Utilizando 3D de imágenes durante la fase de planificación, la comunicación entre el cirujano, dentista y protésico dental es altamente compatible y cualquier problema puede fácilmente detectado y eliminado. Cada especialista acompaña todo el tratamiento y posible interacción. Como el resultado final ya está previsto y toda intervención quirúrgica se desarrolla según el plan inicial, la posibilidad de cualquier desviación se mantiene al mínimo. Dada la efectividad de la planificación de todo el tratamiento inicial duración es más bajo que cualquier otro procedimiento de tratamiento.

Otorinolaringològica asistida por computadora

Cirugía guiada por imágenes y CAS en Otorrinolaringología comúnmente consiste en navegar por datos de imagen preoperatoria como CT o cono beam CT para ayudar a localizar o evitando anatómicamente importantes regiones como el nervio óptico o la apertura de los senos frontales. Para el uso en cirugía de oído medio ha habido alguna aplicación de la cirugía robótica debido a la necesidad de acciones de alta precisión.

Cirugía ortopédica asistida por ordenador (CAOS)

La aplicación de la cirugía robótica es generalizada en ortopedia, especialmente en las intervenciones de rutina, como total reemplazo de cadera. También es útil en la planificación previa y guiando la posición anatómica correcta de fragmentos óseos desplazados en las fracturas, lo que permite una buena fijación por Osteosíntesis. Temprano CAOS sistemas incluyen el HipNav, OrthoPiloty Praxim.

Cirugía visceral asistida por ordenador

Con el advenimiento de la cirugía asistida por ordenador, grandes progresos se han hecho en general cirugía hacia mínimos invasivos. Laparoscopia en cirugía abdominal y ginecológica es uno de los beneficiarios, permitiendo que los robots quirúrgicos para llevar a cabo operaciones de rutina, como colecystectomies, o incluso histerectomías. En cirugía cardiaca, sistemas de control compartido pueden realizar la válvula mitral o estimulación ventricular por pequeñas toracotomías. En urología, robots quirúrgicos contribuyeron en abordajes laparoscópicos para Pieloplastia o nefrectomía o intervenciones prostáticas.

Radiocirugía asistida por ordenador

La radiocirugía también incorpora sistemas robóticos avanzados. CyberKnife es un sistema que tiene un ligero acelerador lineal montado sobre el brazo robótico. Es guiado hacia procesos de tumor, utilizando las estructuras esqueléticas como un sistema de referencia (sistema de radiocirugía estereotáctica). Durante el procedimiento, tiempo real rayos x se utiliza para colocar con precisión el dispositivo antes de entregar el haz de radiación. El robot puede compensar el movimiento respiratorio del tumor en tiempo real.

Ventajas de la cirugía asistida por ordenador

CAS comienza con la premisa de una mucho mejor visualización del campo operatorio, permitiendo un diagnóstico preoperatorio más preciso y una bien definida planificación quirúrgica, mediante el uso de la planificación quirúrgica en un preoperatorio entorno virtual. De esta manera, el cirujano puede fácilmente evaluar la mayoría de los riesgos y dificultades quirúrgicas y tener una idea clara sobre cómo optimizar el abordaje quirúrgico y disminuir la morbidity.science quirúrgica de diseño de interacción del usuario con el equipo y lugares de trabajo para el usuario. Durante la operación, la dirección de informática mejora la precisión geométrica de los gestos quirúrgicos y también reducir la redundancia de los actos del cirujano. Esto mejora significativamente la ergonomía en el quirófano, disminuye el riesgo de errores quirúrgicos y reduce el tiempo de funcionamiento.

Más notables sistemas de cirugía asistida por ordenador

Desde 1989 hasta 2007, más de 200 sistemas CAS han sido desarrollados por diferentes universidades e institutos, de investigación casi todos los restantes dispositivos experimentales. En la actualidad, los sistemas más utilizados comercialmente disponible aprobados para uso clínico son StealthStation (Medtronic, USA); eNLight y NavSuite (Stryker CorporationUSA); VectorVision, Kolibri y desde 2011, curva, retroceso y Dash (Brainlab, Alemania); DigiPointeur (Lombard MD; Ste COLLIN, Francia); Unidad del Panel de navegación (Storz, Alemania); Nanostation portable (Praxim, Francia) y matriz POLAR (Scopis medical / XION, Alemania). Todos estos salvo DigiPointeur utilizan un óptico IR sistema de seguimiento. DigiPointeur utiliza un sistema de rastreo electromagnético. StealthStation utiliza un electromagnética (AxiEM) y sistema de rastreo óptico IR.

El primer robot quirúrgico fue llamado a Aesop (computadora pushkar, USA); Aesop 1000 recibió el U.S. Food and Drug Administration Aprobación (FDA) en 1993. Tenía múltiples mejoras y variantes, como Zeus o Hermes. El sistema quirúrgico da Vinci fue desarrollado por Intuitive Surgical, derivado del Stanford Research Institute, USA. En 1997 se había recibido la aprobación de la FDA para ayudar al cirujano y fue el primero Manipulante alejado para tener la aprobación de la FDA para realizar la cirugía independiente, en el año 2000. Es un sistema de intervención, que se utiliza sobre todo para la cirugía abdominal laparoscópica. Después de duras disputas y ensayos, los dos productores se fusionaron bajo el nombre de Intuitive Surgical. Orthodoc y Robodoc son robots desarrollados para asistencia en cirugía ortopédica, desarrollada por sistemas quirúrgicos integrados. La misma empresa ha producido Neuromate, para ser utilizado en conjunción con Orthodoc/Robodoc en neurocirugía. CyberKnife (Accuray Incorporated) es un robot que incorpora un acelerador lineal y se utiliza desde el año 2001 en radiocirugía.

Supervisión reglamentaria para promover la seguridad del paciente es importante. Los controles financieros para proteger pagadores públicos contra costos más elevados que no ofrecen beneficios correspondientes también son importantes.

Enlaces externos

Los medios de comunicación relacionados con la Cirugía asistida por ordenador en Wikimedia Commons

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