Robótica quirúrgica de columna vertebral

Actualmente, los robots quirúrgicos son cada vez más reconocidos como un ejemplo destacado de tecnología de inteligencia artificial. Además, la utilización de robots quirúrgicos para procedimientos médicos se considera una dirección para futuros avances en cirugía.

Los robots quirúrgicos, como el Da Vinci, que consisten en una combinación de tecnologías médicas avanzadas, se han utilizado ampliamente en cirugía general. Además, también se han desarrollado varias generaciones de robots diseñados específicamente para ortopedia de columna.

El propósito de diseñar estos robots no se limita a proporcionar una mayor precisión a los cirujanos. También tienen como objetivo eliminar los errores causados por la intervención humana, mejorar la eficiencia de las cirugías y cumplir con los requisitos de minimizar las complicaciones postoperatorias.

Aplicación limitada en cirugía de columna vertebral

Algunos de los trastornos de la columna vertebral más comunes incluyen hernia de disco, cambios degenerativos en la columna vertebral, espondilolistesis y fracturas vertebrales. Estas condiciones generalmente requieren intervención quirúrgica utilizando un sistema de fijación de punción de uñas.

Aunque la tasa de morbilidad no es muy alta, el método convencional de inserción de tornillo pedicular a mano alzada puede provocar daño pedicular y dislocación del tornillo, lo que puede provocar complicaciones clínicas significativas como hematomas durales, lesiones neurovasculares y daños en los músculos y órganos internos.

El desarrollo de la asistencia robótica para la cirugía de columna vertebral estaba destinado principalmente a mejorar la precisión y la conveniencia de la colocación de tornillos pediculares al tiempo que reducía la aparición de errores manuales y complicaciones postoperatorias. Según lo informado por la literatura, parece que los robots se utilizan principalmente para la inserción de tornillos en los procedimientos de fijación interna espinal, y no hay muchas otras aplicaciones de esta tecnología que se hayan introducido todavía.

Es cierto que en el futuro, los robots de columna vertebral tendrán una gama más amplia de aplicaciones más allá de simplemente ayudar a los cirujanos con la colocación de tornillos pediculares. El uso de robots de columna vertebral también debe contribuir a un enfoque integral y multidimensional para realizar diferentes métodos quirúrgicos para diversas enfermedades.

Sitio de operación limitada de robots de columna vertebral

La mayor parte de la investigación sobre la cirugía de columna asistida por robot se ha centrado en las vértebras lumbares o lumbosacras, con solo un pequeño porcentaje de estudios que examinan otros segmentos de la columna vertebral. Una posible razón para la falta de atención a los estudios clínicos sobre la cirugía asistida por robot para las vértebras cervicales y torácicas podría ser que esta tecnología aún se encuentra en una etapa relativamente temprana y aún no se puede garantizar la precisión y estabilidad de la ejecución del robot.

Además, la importancia vital de los nervios periféricos, los vasos sanguíneos y otras estructuras anatómicas en estas regiones también puede contribuir a la vacilación de los investigadores para realizar estudios clínicos más extensos.

Suponiendo que se pueda garantizar la precisión y estabilidad del robot, existe un inmenso potencial para la aplicación de cirugía asistida por robot en los segmentos de vértebras cervicales y torácicas. Se espera que la asistencia robótica mejore la precisión, la velocidad y la conveniencia de la cirugía de columna cervical y torácica de alguna manera.

Además, las vértebras cervicales superiores están estrechamente relacionadas con la anatomía de la base del cráneo, y las cirugías en este segmento a menudo están estrechamente asociadas con la neurocirugía. La aplicación del sistema Mazor Robotics™ se está ampliando para incluir cirugías cerebrales, como la colocación de electrodos de estimulación cerebral profunda (DBS).

Errores que ocurren antes, durante y después de la cirugía, y se agravan entre sí

Los robots diseñados para la asistencia quirúrgica tienen como objetivo mejorar la precisión, la estabilidad, la comodidad y minimizar el error humano mediante la utilización de las últimas tecnologías en cada etapa. A pesar de los beneficios previstos de los robots quirúrgicos, aún pueden ocurrir errores durante el uso clínico real.

Los errores pueden ocurrir en cualquier etapa de la cirugía, incluso antes, durante o después del procedimiento, y estos errores pueden acumularse, lo que lleva a mayores desviaciones y riesgos potenciales que pueden afectar la calidad de la operación e incluso amenazar la seguridad del paciente.

Este problema es particularmente importante en la cirugía de columna vertebral, donde la precisión de la fijación del tornillo pedicular es crucial, ya que una colocación incorrecta del tornillo puede provocar daños graves en la médula espinal, los nervios y los vasos críticos. A diferencia de los ajustes flexibles y manuales realizados por los humanos, los robots no son tan efectivos para evitar errores debido a su mayor estabilidad y parámetros complejos, y hay varios factores que pueden reducir la precisión de la robótica.

Un ejemplo de esto es cuando la carcasa se coloca en la entrada, lo que podría resultar en un derrape lateral. Durante el proceso de perforación, la presión aplicada puede causar potencialmente el desplazamiento del cuerpo vertebral que se está midiendo. El software del robot puede introducir errores debido a la configuración de los parámetros, y también se debe tener en cuenta la forma en que el robot está conectado a la columna vertebral.

Es importante tener en cuenta que la fijación del soporte de la cama puede no ser lo suficientemente fuerte, lo que puede provocar movimiento entre el robot y el paciente. Este error en el montaje podría resultar en una desviación lateral. La presión de los tejidos blandos también debe considerarse como un factor que puede causar desviación en el brazo robótico. Los tejidos gruesos y resistentes pueden hacer que el taladro del robot se desvíe debido a la alta presión aplicada por el robot.

Cuestionando la ventaja de los robots de cirugía de columna vertebral

Actualmente, los resultados de la evaluación de la inserción de tornillos pediculares asistidos por robot consisten predominantemente en factores como la precisión de la colocación del tornillo, la exposición / tiempo de radiación, la duración quirúrgica, la pérdida de sangre, etc.

Si bien la literatura ha mostrado resultados positivos para la colocación de tornillos pediculares asistidos por robot, con el grupo experimental superando al grupo de control (que puede usar métodos como la fluoroscopia o las técnicas a mano alzada), todavía hay algunos artículos que presentan diferentes opiniones sobre el asunto. Los cirujanos pueden encontrar los sistemas asistidos por robot menos atractivos cuando la anatomía ya está clara, ya que no hay ninguna ventaja en la precisión sobre la cirugía convencional a mano alzada.

Un ensayo controlado aleatorio encontró que el uso del robot Mazor™ para la colocación de tornillos en realidad disminuyó la precisión. Una pregunta sobre la precisión del robot puede surgir de varios factores, como la planificación preoperatoria, la calidad de las imágenes y la manipulación intraoperatoria. La mayoría de los sistemas robóticos aún requieren que el cirujano verifique, ajuste o planifique manualmente el cálculo automático de los parámetros del robot.

La precisión y la eficiencia de la planificación dependen del procesamiento de la corrección de la imagen y del patrón de la imagen. Actualmente, la fusión de imágenes multimodo 2D y 3D se puede lograr automáticamente, pero puede llevar mucho tiempo o no lograr una alta precisión para casos complejos.

El diseño de la inserción del tornillo depende principalmente de la evaluación manual, y no tiene la capacidad de planificar o verificar en función de una combinación de condición física y cinemática. Uno de los principales factores que afecta la precisión durante la cirugía es el deslizamiento lateral del pasador de localización, que a menudo se considera un problema importante y generalmente ocurre en la faceta de la ranura de la espiga.

Por lo tanto, el posicionamiento del riel de guía podría verse afectado por un punto de entrada incorrecto causado por el deslizamiento lateral del pasador de localización, lo que resulta en una desviación de la trayectoria planificada. Además, los cambios menores en la posición del cuerpo debido a la manipulación del cirujano y el movimiento respiratorio del paciente, especialmente en la vértebra torácica y lumbar, también pueden tener un impacto en la precisión de la posición del robot.

Otra preocupación en la cirugía de columna vertebral es la exposición a la radiación que ocurre durante la fluoroscopia intraoperatoria, que puede ser particularmente problemática para los cirujanos y otro personal involucrado en procedimientos mínimamente invasivos. Los robots quirúrgicos están diseñados para minimizar la necesidad de radiación intraoperatoria, que es una de sus ventajas.

Actualmente, la cirugía asistida por robot no ha demostrado una ventaja clara para minimizar la exposición a la radiación. La confianza y la experiencia de nuestros médicos son los principales factores que determinan la exposición a la radiación.

Necesidad de investigación adicional sobre las complicaciones posoperatorias y la relación costo-efectividad de la cirugía asistida por robot

Cuando se introduce y defiende una nueva técnica quirúrgica, es esencial evaluar no solo su impacto en los resultados quirúrgicos, sino también sus efectos sobre la recuperación postoperatoria, las complicaciones, los factores sociales y otros factores relevantes. El uso de tecnología robótica para la colocación de tornillos pediculares puede reducir potencialmente el riesgo de destrucción del segmento adyacente, una complicación común en la cirugía de la columna vertebral, al evitar la necesidad de que los cirujanos invadan las articulaciones facetarias proximales.

Tal vez debido al hecho de que los robots de cirugía de columna todavía están en la fase de desarrollo, los pacientes pueden tener que pagar más para someterse a una cirugía asistida por robot. Como resultado, puede ser percibido como una herramienta de negocio costosa o lucrativa.

La posible aplicación futura de la robótica quirúrgica de la columna vertebral sigue siendo ampliamente considerada como prometedora. Tiene un potencial significativo para su aplicación tanto en campos horizontales como verticales.

Los robots de cirugía espinal parecen ofrecer una mejor precisión en la colocación de tornillos pediculares en comparación con la colocación a mano alzada o la colocación mediante fluoroscopia. Una vez que se aborden y mejoren las principales limitaciones e inconvenientes de los robots quirúrgicos de columna vertebral, se espera que su uso se generalice en la práctica clínica.

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