Un sistema de escaneo 3D sin radiación promete cirugías cerebrales más seguras y precisas, y abre la puerta a quirófanos guiados por IA.
“GPS” 3D para operar dentro del cerebro
Un equipo de especialistas de Mayo Clinic desarrolló y probó un sistema de escaneo 3D que funciona como un “GPS” de altísima precisión para el cerebro. La tecnología alinea el rostro del paciente, la cabeza y el marco estereotáxico que se usa en neurocirugía con las imágenes de su cerebro, logrando una exactitud por debajo de un milímetro.
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Esa diferencia diminuta —más fina que la punta de un lápiz— puede marcar el límite entre llegar exactamente al núcleo cerebral que se quiere tratar o desviarse lo suficiente para perder eficacia o provocar efectos secundarios. El nuevo método se probó en un estudio de factibilidad publicado en Journal of Neurosurgery y demostró ser más preciso que la tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés) que se usa de manera habitual durante estas cirugías, con la ventaja extra de eliminar la exposición a radiación.
Los investigadores señalan que la técnica podría hacer más seguras y eficientes intervenciones complejas como la deep brain stimulation (estimulación cerebral profunda), el drenaje de líquidos o la toma de biopsias, además de mejorar la comodidad de los pacientes y facilitar el trabajo de los equipos quirúrgicos.
Cómo funciona el nuevo escaneo 3D
En lugar de llevar al paciente a un tomógrafo dentro del quirófano, el sistema utiliza cámaras y escaneo por luz estructurada para crear modelos 3D de alta resolución del rostro y del marco que inmoviliza la cabeza. Esos modelos se convierten en un mapa espacial muy detallado de la posición del paciente en la mesa de operación.
Después, ese mapa se alinea con los estudios de imagen obtenidos antes de la cirugía —principalmente resonancias magnéticas (MRI) o CT— y le muestra al neurocirujano, en tiempo casi real, por dónde avanzar y qué tan cerca está del punto objetivo dentro del cerebro. En el estudio de Mayo Clinic, el sistema logró una precisión promedio de 0.14 milímetros en la alineación de las imágenes, frente a unos 0.20 milímetros habituales con CT.
La diferencia puede parecer mínima; sin embargo, en neurocirugía estereotáxica se trabaja con estructuras del tamaño de un grano de arroz. En procedimientos como la deep brain stimulation para personas con enfermedad de Parkinson o temblor esencial, desviarse un par de milímetros del núcleo cerebral correcto se asocia con menor eficacia y mayor riesgo de complicaciones.
Menos radiación y quirófanos más accesibles
Hoy, muchos hospitales recurren a tomografías intraoperatorias para verificar la colocación de agujas, catéteres o electrodos durante la cirugía. Es una herramienta valiosa, pero cada toma implica una dosis extra de radiación para el paciente, y los marcos metálicos que se fijan al cráneo pueden generar artefactos en la imagen.
El nuevo escaneo 3D elimina esa exposición porque trabaja con cámaras ópticas y luz proyectada sobre la superficie de la piel. Además, se integra con la mayoría de los sistemas de navegación quirúrgica ya existentes, lo que permitiría llevar esta precisión a quirófanos que no cuentan con un tomógrafo dentro de la sala.
Para los pacientes, esto se traduce en procedimientos potencialmente más cortos, menos traslados dentro del hospital y una experiencia menos invasiva. Para los equipos clínicos, significa poder verificar la trayectoria de instrumentos en cirugías delicadas sin depender de un recurso costoso y limitado como el CT intraoperatorio.
El equipo detrás del avance
El proyecto combina ingeniería, computación e innovación quirúrgica. El trabajo computacional y de inteligencia artificial estuvo liderado por Jaeyun Sung, Ph.D., biólogo computacional e investigador clínico en IA en Mayo Clinic, especializado en desarrollar herramientas de medicina de precisión.
Desde el lado quirúrgico, el neurocirujano Kendall Lee, M.D., Ph.D., encabezó la integración del sistema en el flujo real de una operación. Para él, una parte fundamental de la neurocirugía ocurre antes de la primera incisión: planear la ruta más segura hacia el objetivo. Este tipo de escaneo, explica, es rápido, seguro y rentable, y ayuda a “dar en el blanco” con más exactitud, mejorando la atención a los pacientes.
El cirujano Basel Sharaf, M.D., D.D.S., autor principal del estudio, ve todavía más posibilidades a futuro. Imagina un escenario en el que el escaneo de superficie 3D sea tan sencillo como usar un smartphone: la cámara del dispositivo crearía el modelo del rostro y, con ayuda de IA avanzada, el sistema ajustaría en tiempo real la guía quirúrgica e incluso podría anticipar pequeños movimientos o cambios en el cerebro durante el procedimiento.
IA, automatización y el siguiente paso clínico
De momento, el método ya superó la etapa de factibilidad: mostró que puede igualar y superar la precisión de la CT, sin necesidad de radiación. El equipo trabaja ahora en añadir más automatización y algoritmos de inteligencia artificial para que el proceso sea más rápido, intuitivo y fácil de integrar en la rutina del quirófano.
En paralelo, los investigadores prueban nuevo hardware y desarrollan un ensayo clínico más grande para validar los resultados en un mayor número de pacientes y tipos de procedimientos cerebrales. La meta es que la tecnología no sea sólo un prototipo de laboratorio, sino una herramienta estándar que reduzca errores de localización, optimice tiempos y mejore los desenlaces neurológicos.
¿Qué podría significar para pacientes en México?
Aunque el desarrollo se hizo en Estados Unidos, el impacto potencial alcanza a sistemas de salud de todo el mundo, incluidos los de México. Muchos hospitales —públicos y privados— no cuentan con un tomógrafo en quirófano, pero sí con sistemas de navegación y cámaras; una solución basada en escaneo de superficie 3D podría ser más asequible que instalar un CT intraoperatorio dedicado.
Si la tecnología demuestra eficacia y seguridad en estudios más amplios, podría traducirse en:
- Cirugías de estimulación cerebral profunda con mayor tasa de éxito y menos reintervenciones.
- Biopsias de lesiones profundas con menor riesgo de complicaciones.
- Menos dependencia de equipos de imagen costosos y de difícil acceso en hospitales regionales.
En un contexto donde la medicina de precisión y la salud digital avanzan rápido, herramientas como esta se suman a otras innovaciones —desde la telemedicina hasta la interpretación de imágenes con IA— que buscan reducir brechas y llevar diagnósticos y tratamientos complejos a más personas.