Antonio Luis Mostaza Saavedra, doctor Mostaza, fue uno de los primeros neurocirujanos que realizó cirugía mínimamente invasiva a nivel internacional. Cuando los cirujanos de la columna vertebral más importantes del mundo comenzaron a explorar técnicas menos invasivas para sus pacientes, Mostaza fue uno de los pioneros involucrados en el desarrollo de lo que se convertiría en el nuevo estándar de atención al paciente. Ahora, vuelve a revolucionar la cirugía de columna sumando al uso de Biomodelos y guías 3D en sus intervenciones la Inteligencia Artificial (IA). Responsable de la Unidad de Cirugía Avanzada e Innovadora de la Columna Vertebral del Hospital San Juan de Dios de León, fue el jefe de Servicio de Neurocirugía del Complejo Asistencial Universitario de León.
P- Explíquenos qué adelanto suponen estos Biomodelos y guías 3D y cómo integra la Inteligencia Artificial para su desarrollo.
La implementación de guías quirúrgicas facilita la colocación de tornillos transpediculares de manera más segura y precisa, logrando tasas de éxito cercanas al 100% en los ya más de 1500 implantes realizados. Estas guías ofrecen una precisión superior a los sistemas de navegación o robótica, dado que la referencia se establece en cada vértebra, sin afectar la movilidad de la columna o la posición del paciente. Además, reducen el tiempo quirúrgico y minimizan casi completamente la exposición a rayos X tanto del paciente como del equipo médico.
Tener un Biomodelo anatómico, acompañado de las plantillas, brinda una visión más clara de la patología del paciente antes y durante la cirugía, contribuyendo a la toma de decisiones. Todo esto se ofrece sin requerir una elevada inversión inicial, como ocurre con otros sistemas, y con un coste recurrente asequible.
La Inteligencia Artificial es esencial en la fase de planificación y diseño de las guías. El equipo de software de Digital Anatomics, apoyado por mi, ha desarrollado dos redes neuronales entrenadas con alrededor de 100 casos reales para segmentar cada vértebra y generar una reconstrucción 3D a partir de las imágenes médicas del TAC preoperatorio.
Poder predecir la posición y longitud óptima de los tornillos a través de los pedículos ha permitido reducir el proceso de diseño a menos de un minuto, tarea que anteriormente demandaba horas a ingenieros especializados. Esta eficiencia elimina los altos costes y extensos tiempos de entrega que caracterizaban a otros sistemas de guías quirúrgicas. Además, al contar con una anatomía vertebral tan detallada, el diseño se puede automatizar e identificar anomalías sin la revisión de un experto. Gracias a estas innovaciones, Digital Anatomics puede entregar el producto en un plazo de 48 a 72 horas
P- ¿Cómo surge su colaboración con Digital Anatomics?
El desarrollo del BIOMODELO llevó un par de años de trabajo, hubo que hacer programas específicos para ello, era necesario un equipo de bioingeniería. Yo conocía a los ingenieros de la empresa digital anatomics porque nos habían desarrollado con anterioridad BIOMODELO 3D en tumores, aneurismas y malformaciones cerebrales. También en determinadas patología de rodilla en colaboración con el servicio de traumatología del Hospital Universitario de León.
Al cabo de estos 2 años de trabajo nació por así decirlo el primer modelo tridimensional vertebral con guías tridimensionales.
P- ¿Qué diferencia una intervención llevada a cabo utilizando esta tecnología a una en la que no se cuente con ella? ¿Cómo mejora la cirugía y el post operatorio del paciente?
Desde hace unos años estamos viviendo una continuar evolución en el tratamiento de la patología degenerativa de la columna vertebral. La cirugía mínimamente invasiva ha desbancado por completo a la cirugía convencional. En determinadas intervenciones quirúrgicas que requieren realizar una estabilización del raquis vertebral mediante tornillos pediculares como sucede en la escoliosis degenerativa del adulto, estenosis de canal cervical, dorsal y lumbar por Espondiloartrosis multinivel. Es necesario realizar lo que se conoce con el nombre de artrodesis transpedicular. Esta técnica consiste en colocar tornillos en las vértebras para posteriormente unirlas mediante unas barras y lograr un correcto equilibrio. Esta técnica de insertar tornillos transpediculares se está desarrollando desde hace 50 años y se hace con la técnica de manos libres con control radiológico. Este procedimiento tiene un porcentaje de malposición de los tornillos guarda estrecha relación con la habilidad del cirujano que la ejecuta. Desde hace unos años con los sistemas de navegación vertebral y el empleo de un escáner intraoperatorio (escáner dentro del quirófano) y ha logrado mejorar notablemente la malposición antes descrita. Posteriormente se han desarrollado una navegación a través de robots. Estos dispositivos intraoperatorios (mal llamados “robots”, sólo sirven para colocar los tornillos transpediculares, ya que no están diseñados para realizar la descompresión de la médula espinal ni de las raíces nerviosas. Son simplemente una ayuda más avanzada que la navegación vertebral. Durante 2 años he empleado la navegación intraoperatoria mediante escáner intra quirúrgico, debido a mi amplia experiencia en la inserción de tornillos transpediculares, no me proporcionó demasiada ayuda y sin embargo se disparaban los costes.
En mi empeño de estar continuamente pensando en la innovaciones quirúrgicas hemos diseñado un programa tridimensional que con la ayuda de la inteligencia artificial, previamente es necesario hacer un escáner con el que vamos a generar un BIOMODELO 3D que posteriormente imprimimos. Con estos BIOMODELOS logramos:
- Tener una columna vertebral exacta milímetro a milímetro a la del paciente con lo cual podemos ver en una imagen real y no virtual como son las imágenes de resonancia magnética, radiografía simple y escáner.
- Apreciamos perfectamente la estenosis de canal. La patología degenerativa de los discos intervertebrales, de las articulaciones y las desviaciones tanto en el plano coronal como sagital de la columna vertebral en el caso de las fracturas vertebrales, espondilolistesis y escoliosis.
- Diseñamos unas guías personalizadas para cada paciente con las que navegamos los tornillos transpediculares en los cuerpos vertebrales como se hace con la navegación y el sistema robotizado. La ventaja del BIOMODELO sobre estas otras técnicas es que es un sistema muchísimo más barato, nos ahorra tiempo quirúrgico y la seguridad de la colocación de los tornillos es superior como lo hemos demostrado en estudios realizados posoperatoriamente, habiendo sido presentados en diferentes congresos médicos.
P- ¿Cómo se planifica la intervención utilizando estos Biomodelos 3D generados a través de IA?
El proceso de planificación comienza con el envío de las imágenes radiológicas del TAC al equipo de Digital Anatomics. Posteriormente, el cirujano recibe un informe detallando la colocación, diámetro y longitud de los tornillos para su validación. También tiene la opción, a través de un software online, de ajustar la posición de los tornillos y visualizar todo en un modelo 3D. Finalmente, se diseñan y fabrican las guías a través de impresión 3D, las cuales son enviadas al hospital para su esterilización.
P- ¿Qué pacientes se ven más beneficiados con este tipo de intervenciones y cómo mejora su calidad de vida?
La cirugía mediada mediante BIOMODELO 3D, permite a los cirujanos espinales realizar muchos procedimientos complejos con más precisión, flexibilidad y control que las terapias convencionales, que involucran la patología de la columna.
El procedimiento, por lo general, sirve para patologías degenerativas: estenosis de canal lumbar, espondilolistesis, fracturas vertebrales, escoliosis degenerativa columna vertebral (cervical, dorsal y lumbar).
Desde el año 2019, hemos llevado a cabo unas 150 intervenciones diseñadas mediante BIOMODELO 3D y guías personalizadas en pacientes de prácticamente todas las regiones del territorio nacional y de alguno internacional. Estas cirugías han llevado a la obtención temprana de resultados positivos y a que disminuya el tiempo del procedimiento, así como la estancia posoperatoria.
De los 150 pacientes sometidos a cirugía de la columna diseñada por BIOMODELO entre octubre de 2019 y octubre de 2023 y en quienes se colocaron 1500 tornillos, ninguno requirió una revisión postoperatoria y ninguno de los pacientes del estudio presentó complicaciones relacionadas con la colocación de los instrumentos.
Cuantos más procedimientos realizamos, la duración de las operaciones se redujo considerablemente, la cantidad de procedimientos realizados semanalmente aumentó y el tiempo de internamiento en el hospital después de la cirugía fue de entre 3 y 7 días dependiendo de la complejidad de la intervención quirúrgica, así como de la vía patología del paciente.
«La tecnología mediante inteligencia artificial en el diseño de BIOMODELO los 3D hace a las cirugías de la columna aún más seguras y eficaces, además de aportar mejores resultados».
P- ¿Qué balance hace de las intervenciones llevadas a cabo con esta tecnología?
Esta tecnología mejora la planificación, la cirugía vertebral realizada mediante BIOMODELO los 3D me permite obtener un modelo tridimensional de la columna vertebral del paciente y planificar la técnica quirúrgica y también colocar los instrumentos. La precisión es fundamental porque la cirugía involucra a los nervios y a la médula espinal.
Además, el software diseñado, con la ayuda de la IA, permite la colocación de los instrumentos en la posición adecuada con una exactitud submilimétrica.
La duración de la cirugía diseñada mediante BIOMODELO 3D lleva menos tiempo y la intervención quirúrgica también es menos invasiva que la tradicional cirugía abierta. Después de la operación, el tiempo de hospitalización de los pacientes suele ser menor, así como la necesidad de analgésicos y antiinflamatorios para el dolor.
La cirugía de la columna realizada mediante BIOMODELO 3D disminuye la agresividad de los músculos, los tendones y los ligamentos, que conforman la anatomía natural del paciente.
P- ¿De dónde viene esa inquietud por innovar y seguir buscando las mejores alternativas para tratar las dolencias de columnas y mejorar la vida de las personas?
En la última década, la innovación se ha convertido en una prioridad social. Más aún en el sector sanitario. El incremento continuo de conocimiento y el progreso tecnológico han facilitado la proliferación de proyectos de innovación entre investigadores biomédicos, bioingenieros y profesionales médicos. Desde hace 30 años mi inquietud por innovar en las técnicas quirúrgicas ha estado siempre permanente. He diseñado instrumentales, tornillos transpediculares dispositivos intersomáticos y por supuesto técnicas quirúrgicas.
La cirugía requiere una gran exigencia física y psicológica y la tecnología es bienvenida para minimizar estas tensiones. Puede aliviar parte de esta ansiedad debido a la mínima exposición a la radiación del personal hospitalario, el consumo de tiempo relativamente menor relacionado con la curva de aprendizaje y la mejora de la precisión quirúrgica. Con el empleo de la tecnología innovadora de los BIOMODELO los 3D, hemos demostrado una precisión quirúrgica reproducible mediante múltiples estudios retrospectivos sobre la colocación de tornillos pediculares. La eficacia, la seguridad, menor radiación, mejor evolución posoperatoria y menor estancia hospitalaria son uno de los objetivos de esta cirugía innovadora. Como recompensa el pasado noviembre de 2022 nos concedieron el premio nacional 2022 en la categoría de innovación en el sector sanitario.
