Experiencia con un sistema de neuronavegación en el INN desde el punto de vista de ingeniería  biomédica

En el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía existe un neuronavegador modelo Vector Vision2 de BrainLAB® que funciona en base a una navegación pasiva de infrarrojo, lo que permite tener una navegación sin cables dentro del área quirúrgica. Este sistema se compone de dos elementos principales, una estación de planeación y una estación de navegación

Fig. 1. Sistema de Neuronavegación

La estación de planeación es un sistema basado en PC con un programa especializado, que recibe las imágenes transferidas de la tomografía computarizada (TC) y/o de la resonancia magnética (RM) para crear el mapa anatómico-fisiológico tridimensional del paciente, en el cual el cerebro es visto como un volumen geométrico que puede dividirse en tres planos espaciales ortogonales entre sí, definidos con el sistema de coordenadas cartesiano. Esta estación de trabajo permite realizar la planeación de la mejor ruta de cirugía para las intervenciones de cráneo y biopsia, y transforma el formato de las imágenes utilizadas, a un formato compatible con la estación de navegación, las cuales son transferidas junto con la planeación hacia la estación de navegación a través de un medio de almacenamiento masivo (p.e.USB). Debido al procesamiento de imágenes que realiza el sistema, es necesario adquirir las imágenes de TC y/o RM con un protocolo de adquisición especial proporcionado junto con el equipo  en el que se tenga una cantidad de cortes que abarquen la mayor área posible con un mínimo grosor a fin de que los programas del sistema puedan hacer la reconstrucción y cálculos necesarios para la navegación con el menor error posible.

Los errores potenciales en la estación de planeación son: una mala adquisición de imágenes preoperatorias que impidan una eficiente planeación, o realizar una planeación apresurada que no contemple todos los elementos que se necesiten para el abordaje de acuerdo al caso a tratar, por lo cual siempre es necesario que el proveedor capacite a los usuarios en la operación de esta estación.

La estación de navegación es el equipo que se encuentra dentro del quirófano que establece la referencia y la ubicación en tres dimensiones del paciente y de los instrumentos utilizados durante la cirugía en base a luz infrarroja reflejada por esferas reflectantes que se colocan dentro del campo de cirugía y que es constantemente monitorizada por la cámara infrarroja del equipo que emite y recibe esta luz.

El proceso de navegación dentro del quirófano se compone principalmente de las siguientes partes:

    Registro del paciente: procedimiento en el cual el equipo reconocerá al paciente de acuerdo a las imágenes de TC y/o RM con las que se trabaje y a una estrella de referencia que se fija cerca del paciente.
    • Calibración de instrumental de cirugía: procedimiento en el cual se colocan estrellas de referencia conocidas por el equipo, en los diversos instrumentos empleados por el cirujano, a fin de que el equipo los “vea” y muestre su ubicación con respecto al paciente.
    • Navegación: procedimiento en el cual el cirujano realiza su intervención en el paciente registrado utilizando el instrumental calibrado y con ayuda del equipo a fin de corroborar el abordaje que planeó con anterioridad en la estación de planeación.

    Neuronavegación Pantalla del neuronavegador mostrando abordaje sobre planeación

    Figura A (izquierda) Neuronavegación
    Figura B (derecha) Pantalla del neuronavegador mostrando abordaje sobre planeación

    En general la mayoría de los errores que se presentan en el equipo son debidos a errores de usuario, en cualquiera de las etapas que conlleva la neuronavegación. Los errores más comunes son: mover la estrella de referencia del paciente después de que éste ha sido registrado, dañar físicamente el instrumental quirúrgico del neuronavegador como son las estrellas de referencia o el puntero, instrumental que al estar precalibrado en el sistema de neuronavegación permite verificar la precisión del registro del paciente y de los instrumentales anexos calibrados, que los mismos médicos obstruyan la estrella de referencia y/o el instrumental de neuronavegación utilizado dentro del área quirúrgica del campo visual de las cámaras del neuronavegador, o que éstas se dañen debido a un golpe por mal uso.

      De acuerdo a disposiciones de fábrica y al procesamiento de imágenes que realiza el sistema de neuronavegación, tanto la estación de planeación como la de navegación no soportan el uso de un antivirus, es por eso que el uso de un medio de almacenamiento infectado con virus en cualquiera de las dos estaciones del sistema de neuronavegación pone en riesgo la integridad de los programas especializados en el procesamiento de imágenes necesarios para la precisión requerida en la navegación del paciente.

    Como se puede ver hay muchos errores de usuario que sólo implican modificar el modo en el que el usuario se desenvuelve con el equipo y existen menos errores de usuario que implican un daño severo en el equipo pues equivalen a un tiempo muerto del mismo ya que queda inutilizable durante el periodo necesario para solucionar el problema, ya sea un cambio de refacción, de instrumental o de carga de software. Recordemos que este tipo de correctivos debido a mal uso del usuario por lo general no se incluyen en los contratos de servicio.

    Se trata de una tecnología muy especializada y sofisticada que debido a sus características, por lo general únicamente el personal capacitado por la fábrica puede realizar el mantenimiento preventivo y correctivo de este sistema, tanto a sus partes físicas como a los programas que se incluyen en la estación de planeación y en la de navegación para la fusión de imágenes, planeación y correlación de la planeación con el paciente físicamente dentro de quirófano.

    Como ingenieros biomédicos el problema más relevante con este tipo de tecnología, debido a que es nueva y a que no existen muchos equipos en México, es que el personal técnico especializado nacional, que colabora con los fabricantes del equipo, aún no cuenta con la experiencia necesaria, lo que nos hace un poco dependientes de esperar la respuesta del ingeniero técnico de la fábrica ante errores poco comunes con el sistema de neuronavegación.

    El principal papel que tiene el ingeniero biomédico del Instituto para con este equipo es el de proporcionarle los primeros auxilios ante cualquier problema con el mismo (ajuste de elementos mecánicos, restauración del sistema ante fallas de energía eléctrica, etc.), también está el identificar los problemas más comunes y más severos del equipo para implementar mecanismos que prevengan que éstos ocurran. Como parte del mantenimiento preventivo mensual que se realiza a cada sala de quirófano, se puede realizar el procedimiento de navegación ya sea con el maniquí de prueba del fabricante o con un maniquí de diseño propio del Instituto para verificar que las funciones básicas del sistema de neuronavegación se realizan correctamente (estación de planeación  y de navegación).

     Debido a que la mayoría de las fallas con el sistema de neuronavegación corresponden a errores de usuario, la principal acción preventiva que el ingeniero biomédico del Instituto puede tener es el de procurar la capacitación de todo el personal involucrado con el uso del mismo y continuamente monitorizar el desempeño del personal a fin de reducir éstos errores y los generados por la constante rotación de los usuarios.

    >>>>Página siguiente