Sistema portátil de navegación por ultrasonido podría mejorar la precisión de la punción lumbar

Se utiliza para diagnosticar enfermedades neurológicas graves como la meningitis o la encefalitis, y también para administrar anestésicos o quimioterapia. Los médicos suelen referirse a las punciones lumbares como "procedimientos a ciegas" porque se basan en palpar el espacio entre dos huesos lumbares y luego intentar insertar la aguja en el lugar correcto. Este proceso puede ser particularmente complicado en pacientes con sobrepeso o de edad avanzada. En algunos casos, los puntos de referencia óseos que guían la aguja pueden no sentirse fácilmente y, en pacientes de edad avanzada, la degeneración espinal se suma a la dificultad. Múltiples intentos fallidos pueden causar dolor y aumentar el riesgo de contaminación de sangre en el líquido cefalorraquídeo, lo que puede afectar la precisión de las pruebas diagnósticas para condiciones como la meningitis, encefalitis o hemorragia subaracnoidea. Ahora, los investigadores han desarrollado un innovador sistema de navegación por ultrasonidos diseñado para proporcionar una guía precisa y en tiempo real para la inserción de la aguja durante las punciones lumbares.

El sistema, creado por un equipo de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, MD, EUA) y Clear Guide Medical (Baltimore, MD, EUA), incorpora tres componentes clave para mejorar la precisión de la aguja: un ecógrafo del tamaño de un teléfono móvil que se puede colocar sobre la piel del paciente a lo largo de la columna vertebral inferior, algoritmos de imagen que estiman las superficies óseas y una pantalla de realidad aumentada que superpone una guía digital para la inserción de la aguja sobre la vista de la columna vertebral del paciente. Esta investigación se basa en hallazgos anteriores, que demostraron que el ecógrafo mejoraba significativamente la visibilidad del espacio lumbar.

Publicado en la revista IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, el estudio actual evaluó la precisión general del sistema de navegación, comparando dos métodos de realidad aumentada: uno que utiliza una tableta con seguimiento basado en cámara y el otro que utiliza una pantalla montada en la cabeza similar a las gafas, con seguimiento basado en óptica. Ambos enfoques guiaron con éxito la colocación de la aguja, con una precisión de 2,83 mm para la tableta y 2,76 mm para la pantalla montada en la cabeza, ambos dentro del parámetro de 4 mm que se usa comúnmente en cirugías de columna para la precisión de colocación de la aguja.

Los investigadores también realizaron un estudio preliminar de usuarios para recopilar comentarios y comparar los dos sistemas de realidad aumentada. Dieciséis usuarios completaron ocho series de punciones lumbares utilizando un modelo anatómico realista (fantasma) de la columna vertebral. La tasa de éxito para las inserciones de aguja por primera vez fue del 89 %. En promedio, los usuarios necesitaron 1,14 intentos con la pantalla montada en la cabeza y 1,12 intentos con el sistema de tableta para alcanzar el objetivo, definido como un tubo de goma incrustado en el canal de la vértebra fantasma. En comparación, otros estudios han demostrado que los métodos tradicionales que utilizan la palpación a menudo requieren múltiples intentos. Un estudio descubrió que la inserción de aguja por primera vez fue exitosa en el 71 % de los pacientes, mientras que casi el 30 % necesitó múltiples intentos o fracasó por completo. Desde que completaron este estudio, los investigadores han reemplazado su método de seguimiento de agujas utilizando códigos QR y otros con inteligencia artificial, simplificando el sistema para uso clínico.

“Este sistema portátil de navegación por ultrasonidos tiene varias ventajas sobre otros métodos de navegación por imágenes”, dijo el Dr. Peter Kazanzides, profesor de investigación en ciencias de la computación en la Universidad Johns Hopkins. “No sería necesaria una tomografía computarizada preoperatoria y los médicos podrían usar ambas manos para controlar la aguja cuando utilicen el sistema de navegación. Actualmente, utilizan una mano para sostener y guiar la sonda de imágenes y la otra para insertar la aguja”.

“Nuestro equipo en Hopkins está muy entusiasmado con la dirección que estamos tomando hacia los dispositivos de ultrasonidos portátiles. Nuestro dispositivo puede capturar la forma compleja de los huesos lumbares sin las sombras que a menudo se ven en los escáneres de ultrasonido típicos y tiene la flexibilidad para adaptarse al movimiento”, agregó el Dr. Emad Boctor, profesor asociado de investigación en la Universidad Johns Hopkins y cofundador de Clear Guide Medical.

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