Modelo tecnológico virtual de visualización tridimensional del abordaje a la columna: correlación anatomo-radiológica y neuroquirúrgica

Abstract

[ES]El desarrollo tecnológico en el campo de la adquisición y visualización de imágenes médicas ha revolucionado la medicina convencional. La visualización y el análisis de imágenes médicas por ordenador se han convertido en una de las herramientas mas utilizadas e indispensables para el diagnostico y la planificación preoperatoria. Gracias al desarrollo de los ordenadores de nueva generación y de las nuevas aplicaciones informáticas, es posible sacar el máximo provecho a un estudio radiológico mediante la utilización de los métodos numéricos que aproximen una solución a problemas reales y permitan la obtención de modelos anatómicos en tres dimensiones (3D) con una gran precisión. Así uno de los métodos más empleados para el modelado de las estructuras anatómicas es el análisis por elementos finitos, donde la definición de los elementos se hace en base a ecuaciones diferenciales. Sin embargo, las estructuras anatómicas conformadas por tejidos duros y tejidos blandos, constituyen geometrías complejas, generalmente asimétricas, en cuyo análisis es difícil realizar simplificaciones. En los últimos años, esta dificultad ha sido resuelta, al obtener modelos anatómicos complejos que reproducen con precisión los detalles geométricos, a partir de técnicas radiológicas como la tomografía computarizada (TC), o la resonancia magnética (RM), entre otras. No obstante los programas informáticos y equipos diseñados para tales fines, no se encuentran al alcance del neurocirujano, debido entre otras razones al alto costo de estos equipos y a la necesidad de ser manejados por personal cualificado. El trabajo que presentamos para optar al Grado de Doctor por la Universidad de Salamanca, tiene por objetivo el estudio de la columna vertebral mediante el desarrollo de modelos en tres dimensiones a partir de los estudios radiológicos de tomografía computarizada y resonancia magnética, con la asistencia de aplicaciones distribuidas de manera libre o de código abierto, sin incrementar el costo del estudio y sin la necesidad de someter al paciente a pruebas adicionales. Gracias al estándar DICOM (digital imaging and communication in medicine), es posible obtener la información necesaria contenida en los estudios de imágenes del paciente para su posterior tratamiento en un ordenador mediante aplicaciones de visualización y modelado en 3D, las cuales permiten mejorar considerablemente la calidad del estudio. Con la utilización de la metodología que proponemos en este trabajo mediante el modelado geométrico de la columna vertebral se puede eliminar en cierta medida el ruido proveniente del equipo médico utilizado para la adquisición de la imagen, además es posible resaltar zonas de interés y segmentar la imagen en diferentes partes o reconstruir estructuras anatómicas complejas. Este modelo tiene un gran potencial como soporte para el diagnostico y la planificación preoperatoria, con la ventaja de que es compatible con la mayoría de ordenadores personales. Si bien son muchas las ventajas que ofrece la tecnología del modelado 3D, y a pesar de que en este trabajo hemos conseguido modelos 3D con una alta precisión y muy próximos a la realidad, aún no existen soluciones definitivas ni algoritmos generalmente aplicables, por lo que la segmentación y el modelado 3D de imágenes medicas constituyen un campo de continua investigación. Así esperamos que las aportaciones científicas realizadas en el presente trabajo puedan servir para el desarrollo de futuras líneas de investigaciones con modelos tridimensionales.