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Corrección de deformaciones óseas asistida por ordenador

Una intervención relativamente frecuente a la que la informática le ha permitido novedosos avances

El estudio bidimensional realizado mediante radiografía resulta impreciso para casos en los que la deformación es compleja. La utilización de herramientas informáticas ha supuesto un gran avance en el manejo de este tipo de lesiones que, entre otras ventajas, permite que el cirujano ensaye y planifique la intervención anticipándose a las posibles complicaciones.

Alejandro Bañares Rodríguez-Miñon, acred. AVEPA-Traumatología, CM³ GEVO [1]
Javier López Castillo, acred. AVEPA-Traumatología, CM³ GEVO [2]
Antón Rodríguez Cortegoso, ingeniero especializado en biomecánica [3]
1. Orotavet Clínica Veterinaria. Caso 2
2. Hospital Veterinario Sur. Caso 1
3. BETA
Nota: autores principales recogidos en orden alfabético.

Imágenes cedidas por los autores

La corrección de deformaciones angulares en el aparato locomotor es una intervención relativamente frecuente en la práctica diaria y supone un gran reto para el veterinario especialista.

En los últimos años se ha avanzado mucho en el estudio biomecánico de los perros y gatos, principalmente siguiendo dos líneas de trabajo:

  • Aumento del número de estudios específicos para cada una de las deformaciones angulares más comunes.
  • Adaptación de la metodología CORA originalmente desarrolladla en humana por el doctor Dror Paley.

El uso de herramientas informáticas supone una gran revolución que, aplicada a las líneas de trabajo tradicionales, permite alcanzar resultados impensables.

La corrección de deformaciones asistida por ordenador representa novedosos avances en:

  1. Cálculo de las osteotomías.
    Los procedimientos para la corrección de deformaciones que se emplean habitualmente se basan en un estudio radiográfico (bidimensional) en el cual la deformación se descompone en dos planos perpendiculares sobre los que se realizan las mediciones (típicamente anteroposterior y mediolateral) y mediante trigonometría básica se calculan las osteotomías necesarias.
    Este método está muy extendido por su aparente sencillez y en casos simples puede proporcionar buenos resultados. Lamentablemente, esta metodología basada en un estudio bidimensional resulta tediosa e imprecisa para casos en los que la deformación es compleja.
    En los últimos años, la generalización de estudios mediante TAC permite al cirujano evaluar mejor la deformación, pero el cálculo de osteotomías se sigue haciendo por la metodología bidimensional.
    El uso de modelos tridimensionales obtenidos aplicando herramientas informáticas a un estudio mediante TAC supone una gran novedad y permite realizar un estudio tridimensional para calcular osteotomías complejas con gran precisión de forma que se consiga una alineamiento perfecto.
  2. Ejecución de las correcciones calculadas.
    Las deformaciones complejas que afectan a varios planos requieren correcciones igualmente complejas en varios planos simultáneamente.
    Para facilitar la labor del cirujano especialista, y gracias al uso de herramientas informáticas, se pueden diseñar y fabricar guías quirúrgicas especificas para conseguir las osteotomías óptimas en orientación y posición.
  3. Planificación quirúrgica.
    Partiendo de los modelos digitales tridimensionales generados para calcular las osteotomías se puede obtener mediante impresión 3D un modelo anatómico en el que poder ensayar la cirugía con un acceso total.
    Esto supone una gran ayuda para el cirujano, que puede ensayar y planificar la intervención anticipándose a las posibles complicaciones.

Materiales y métodos

El procedimiento necesario para corregir una deformación angular empleando herramientas informáticas consiste en realizar, en este orden: estudio biomecánico, guía quirúrgica, modelo anatómico y cirugía.

Estudio biomecánico

A partir de un estudio realizado mediante un TAC se genera un modelo tridimensional digital sobre el que se identifican los puntos de referencia para poder trazar el eje mecánico de la extremidad deformada y calcular la geometría corregida sin la deformación (figura 1).

Comparando el eje mecánico de la extremidad deformada con el eje mecánico biológicamente correcto se identifican los puntos de desviación (figura 2).

Finalmente, se calculan las osteotomías y los desplazamientos y rotaciones necesarios para recomponer la funcionalidad biomecánica de la extremidad con la mínima pérdida de longitud (figura 3).

Figura 4. Guía quirúrgica.

Guía quirúrgica

Una vez calculadas las osteotomías, los desplazamientos y las rotaciones necesarias para corregir la deformación angular, es fundamental trasladar con precisión estos datos al quirófano (figuras 4 y 5).

El uso de una guía quirúrgica permite realizar la intervención con precisión de una forma segura, acortando tiempos y evitando incertidumbres. La guía quirúrgica se diseña específicamente para cada paciente a partir del modelo digital elaborado para el estudio biomecánico, y ha de cumplir una doble funcionalidad (figura 6):

  • Función de guiado del corte: la guía quirúrgica se adapta a la geometría de la extremidad y guía la sierra oscilante con la orientación adecuada para realizar cortes con precisión.
  • Función de alineación y reducción temporal: la geometría de la guía está diseñada para, una vez realizadas las osteotomías, indicar los desplazamientos y rotaciones necesarios para conseguir el correcto alineamiento biomecánico.

Las guías quirúrgicas son un producto tecnológicamente avanzado que ha de satisfacer los requerimientos técnicos siguientes:

  • Autoclavable, para una correcta esterilización.
  • Biocompatible, por si se desprendiese algún fragmento.
  • Resistente, para soportar la acción de la sierra y el taladro y una manipulación.
  • Facilitar fabricación a medida, para que se adapte a la geometría del hueso.
  • Alta precisión para evitar errores.

Modelo anatómico para ensayar la cirugía

Aunque no es imprescindible, tiene una gran utilidad. Este modelo anatómico permite al cirujano ensayar la cirugía para familiarizarse y detectar posibles dificultades en el quirófano.

Partiendo del modelo digital generado para calcular la corrección angular mediante impresión 3D se obtiene un modelo anatómico de los huesos involucrados en la corrección anatómica.

Caso 1. Yumi

Yumi (figura 7) es una hembra castrada, Galgo de 21 kg y 18 meses, con un nivel de actividad que calificaríamos como “activo”.

Figura 7. Yumi, paciente del caso 1.

Con 6 meses de edad, el paciente sufrió una fractura de cúbito y radio derecho que fue estabilizada con una placa de bloqueo y cicatrizó correctamente.

En el momento en que acude a la consulta, Yumi muestra una deformación en valgus y rotación externa del carpo de la extremidad operada. Esta deformación provoca una forma de caminar asimétrica con deformación de la articulación del carpo (figura 8). Es difícil determinar si esta alteración se debe a un trastorno del desarrollo óseo, dada la edad a la que ocurrió el traumatismo, o a una incorrecta reducción de la fractura.

Cirugía

Para intentar corregir este problema planificamos una ostectomía correctora en cuña. El objetivo es conseguir un correcto alineamiento de las articulaciones del carpo y codo.

Para ello, primero se retiró la placa, ya que la osificación del hueso estaba completada. Llevamos a cabo un TAC de la extremidad, y sobre este estudio se planificó la ostectomía realizando un estudio biomecánico asistido por ordenador (figura 9).

Los cálculos obtenidos para realizar la ostectomía en cuña se trasladaron a una guía quirúrgica fabricada expresamente para Yumi y que se ajustaba a los relieves de la superficie ósea en una determinada posición (ver cuadro a continuación).

Procedimiento de trabajo con guía quirúrgica

Además del estudio asistido por ordenador sobre la deformación, también se dispuso de un molde del hueso que se iba a intervenir fabricado con impresión 3D sobre el que se realizó previamente la intervención:

  1. A través de un acceso medial al radio exponemos la superficie ósea, identificamos los relieves sobre los que se adapta la guía y acoplamos la misma.
  1. Una vez en su posición correcta la fijamos mediante cuatro agujas de 2.0 mm.
  1. Con sierra oscilante cortamos el radio a través de las hendiduras que para este fin tiene la guía. Durante el corte del radio y cúbito se protegen los tejidos blandos y se mantiene la irrigación con suero fisiológico.
  1. Completado el corte para retirar la guía, es necesario sacar al menos dos de las agujas, ya que al estar anguladas no es posible extraerlas directamente.
  1. Colocamos de nuevo las agujas y usamos los orificios que la guía tiene tallados para este fin, para alinear los fragmentos óseos en la posición correcta.
  1. En esta posición colocamos una placa de osteosíntesis (3,5 mm LCP) en la cara dorsal del radio para estabilizar la ostectomía.

Evolución

La evolución de Yumi ha sido buena desde el punto de vista de cicatrización ósea y recuperación funcional de la extremidad intervenida.

En cuanto al objetivo de realinear correctamente el miembro, esto no se ha conseguido completamente, ya que aunque bastante menos que antes de la cirugía, sigue existiendo cierta deformación distal de la extremidad. Como responsables de esta corrección incompleta de la deformación original consideramos:

  • Presencia de cierto grado de laxitud de los ligamentos del carpo.
  • Pequeños errores en la ejecución y planificación ocasionados por el reducido tamaño de la cuña, que exige mucha precisión.

En cualquier caso la mejoría funcional de Yumi es considerable, y en estos momentos realiza un nivel de actividad normal para un animal de sus características.

Conclusiones y discusión

El uso de guías quirúrgicas para la corrección de deformidades simplifica enormemente la preparación y ejecución de este tipo de intervenciones. La introducción de mejoras tanto en el diseño y materiales de la guía como en la técnica quirúrgica para su aplicación probablemente harán de este sistema un procedimiento de rutina en ortopedia veterinaria.

Caso 2. Haydee

Haydee (figura 10), la paciente del caso 2, es una perra de 20 kg y 2 años (aproximadamente), de raza Podenco Ibicenco, recogida por una protectora y con actividad muy reducida debido a la lesión que presenta: una luxación lateral bilateral de rótula que le impide caminar normalmente. Una de las extremidades, la derecha, presenta una gran deformidad en el fémur que da lugar a una gran desviación angular del miembro, asociada a la luxación rotuliana de grado IV.

Figura 10. Haydee, paciente del caso 2.

Las luxaciones de rótula laterales son generalmente más complicadas de resolver que las mediales, debido a que desarrollan con más frecuencia grados altos de luxación (III-IV) que generan en muchas ocasiones desviaciones angulares importantes tanto en tibia como en fémur.

Cirugía

Haydee presentaba una desviación femoral compleja, consistente en valgo, procurvado y supinado. Al tratarse del fémur, no se plantea la corrección dinámica con fijadores circulares y solo se puede programar la corrección en agudo, mediante ostectomía y fijación interna (figura 11).

Las mayores dificultades que plantea esta cirugía son:

  • Realizar los cálculos de corrección de una desviación que se desarrolla en los tres ejes del plano en función de un estudio radiográfico y la propia exploración del paciente. Por ello se decidió realizar un TAC que nos permitiera estudiar correctamente el hueso.
    • Trasladar los cálculos de corrección del ordenador al paciente:
    • Se realizó un modelo anatómico del hueso afectado para obtener así una imagen clara de la deformidad. Además, este modelo permitió intervenir primero el hueso en el despacho y, posteriormente, en el quirófano.
  • Se diseñó y fabricó una guía quirúrgica específica para Haydee que nos facilitó la ejecución.
  • Evaluar y considerar en todo momento el tejido blando, musculatura y tendones que rodean el hueso deformado y de qué manera van a dificultar la cirugía. Hay que tener en cuenta que al tratarse de una luxación lateral grado IV, la masa muscular del cuádriceps se lateraliza, dificultando el acceso lateral al fémur.

Una vez en quirófano, se siguió un proceso análogo al expuesto en el caso 1. La principal ventaja fue poder decidir fácilmente el lugar y orientación de la ostectomía y el principal inconveniente, realizar el procedimiento respetando lo más posible los tejidos blandos.

En este caso, además, se tuvo que corregir la luxación de rótula realizando una surcoplastia y una transposición de la cresta tibial, donde existió alguna dificultad a la hora de reducir la osteotomía de la cresta debido al acortamiento del cuádriceps.

Evolución

La evaluación clínica del paciente en el posoperatorio inmediato fue muy buena. La flexión de la rodilla se corrigió completamente en el plano sagital, si bien el rango de movimientos (ROM) de la misma estaba muy limitado por la musculatura y la artrosis que presentaba.

Haydee está actualmente en una familia de acogida que la atiende, pero con la que no hemos conseguido mantener un contacto fluido. Evoluciona lentamente pero de forma positiva.

Conclusiones

Contar con un modelo anatómico del hueso deformado para poder simular la corrección previamente facilitó muchísimo la cirugía posterior. Además, disponer de una guía quirúrgica específicamente diseñada para el caso de Haydee supuso una enorme ayuda.

Como aspecto destacable, es importante que el material del que está hecha la guía sea resistente y, a poder ser, contar con más de una durante la intervención.

Discusión de los resultados

En función de la experiencia adquirida en estos dos casos, los cirujanos que realizaron las intervenciones identificaron las ventajas e inconvenientes de la corrección asistida por ordenador y guía de corte personalizada que se mencionan a continuación.

Ventajas:

  • Se facilita enormemente la planificación y ejecución de la intervención.
  • Se reducen el tiempo y el trabajo de planificación.
  • Disminuyen los errores durante la intervención.
  • Los cálculos son muy precisos.

Inconvenientes:

  • Resistencia de la guía.
  • La holgura de las ranuras de corte limita la precisión en correcciones sutiles.

Una de las preocupaciones de los cirujanos era la adaptación de la guía a la superficie del hueso para su exacta colocación en el lugar apropiado. En este sentido, la superficie de la guía quirúrgica que contactaba con el hueso encajaba perfectamente en él, lo que nos permitía estar completamente seguros de que la posición era correcta.

En la realineación de los fragmentos en la posición buscada resultan de gran ayuda los orificios que a tal efecto incorpora la guía quirúrgica. Además, una vez reducidos los fragmentos es fácil mantenerlos estables mientras se coloca la placa de fijación definitiva.

Bibliografía

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Computer-assisted 3D planned corrective osteotomies in eight malunited radius fractures. M. M. J. Walenkamp et al. 3D corrective osteotomy of malunited upper limb fractures. Tsuyoshi Murase.
Rapid prototyping model for surgical planning of corrective osteotomy for cubitus varus: Report of two cases. Banchong Mahaisavariya, Kriskrai Sitthiseripratip, Philip Oris, Trongtum Tongdee.
Computer-Assisted Planning and Patient-Specific Instruments for Bone Tumor Resection within the Pelvis: A Series of 11 Patients. François Gouin,Laurent Paul, Guillaume Anthony Odr, and Olivier Cartiaux

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