ES2421308B1

ES2421308B1 - Sistema de estereotaxia cerebral guiado por resonancia magnética

Info

Publication number: ES2421308B1
Application number: ES201200195A
Authority: ES
Inventors: Al-Assir Abou-Alfa Imad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: ES2421308R1; ES2421308A2

Abstract

Sistema de estereotaxia cerebral guiado por Resonancia Magnética que permite la localización de una zona dañada en el cerebro del paciente, de forma mínimamente invasiva, para poder intervenir en ella, evitando tocar al máximo el tejido cerebral sano, caracterizado por estar compuesto por un cilindro enroscado en una esfera, estando alojada dicha esfera parcialmente dentro de una caja esférica que le permite girar totalmente en el plano horizontal, y limitadamente en el piano vertical. A través de un hueco longitudinal a través de dicho cilindro y esfera, se insertan en el cerebro agujas 10 para biopsias, catéteres, electrodos y otros tipos de elementos para realizar intervenciones en el cerebro.

Description

SISTEMA DE ESTEREOTAXIA CEREBRAL

GUIADO POR RESONANCIA MAGNÉTICA

S: DESCRIPCIÓN

Sector de la técnica

Sistema de estereotaxia cerebral guiado por Resonancia Magnética.

La presente invención se refiere a un aparato que permite la localización de una zona dañada en el cerebro del paciente (en el interior del cráneo), para poder intervenir en ella.

10: La finalidad del aparato es abordar de una manera exacta una lesión cerebral, posibilitar la ubicación precisa de la zona dañada, y evitar tocar al máximo el tejido cerebral sano.

Permite una intervención intracraneal mínimamente invasiva, mediante la exploración interior del cráneo a través de un pequeño orificio, y evitar así otro tipo de cirugía con muchos más efectos secundarios sobre el paciente.

15: Entre las posibles dolencias que se pueden diagnosticar o tratar se pueden citar los tumores, epilepsias, enfermedad de Parkinson e hidrocefalias.

En el terreno de las distintas técnicas de estereotaxia que se realizan en la actualidad presenta varias ventajas, siendo la más destacada el aumento de la precisión en la localización de la zona dañada, así como su sencillez, pues no es necesaria la utilización de software, ni ordenadores.

20: El sistema de guiado inicial es por Resonancia Magnética.

Estado de la técnica

La estereotaxia es una técnica quirúrgica moderna que sustituye a las neurocirugías de mayor entidad, mínimamente invasiva que permite explorar e investigar el interior del cráneo a través de un pequeño orificio.

25 30: El primer aparato de estereotaxia fue desarrollado en 1906 por Henry Clarke y Víctor Horsley para realizar estudios en animales pequeños. Sin embargo no fue adaptado para su utilización en humanos hasta 1947 (Spiegel y Wycis). La llamaron estereoencefalotomia. Estos últimos autores, en los comienzos de la cirugía estereotáxica, utilizaron esta técnica en pacientes con trastornos psiquiátricos severos. Sujetaban la cabeza del paciente en un molde de yeso, inyectaban un contraste en los ventrículos cerebrales y realizaban radiografias para localizar unos núcleos profundos del cerebro que se consideraban los responsables de estos trastornos.

Posteriormente también se aplicó esta técnica para interrumpir las vías del dolor, tratar los movimientos incontrolables o la epilepsia y aspirar el contenido de las lesiones quísticas.

En Suecia, Leksell desarrolló en 1949 su propio sistema de estereotaxia. Su aparato estaba formado por un cubo que se fijaba al cráneo del paciente y disponía de un arco móvil, que a su vez se fijaba al cubo. En el arco se introducía una sonda que llegaba hasta el punto seleccionado. Aún hoy día persiste la utilización de su Guía Estereotáxica, con ligeras adaptaciones de la original, siendo la más ampliamente aceptada y utilizada en el ambiente neuroquirúrgico.

En Francia, Talairach también diseñó en los años 50 otro sistema que permitía introducir de forma simultánea y paralela varios electrodos en la corteza cerebral, para estudiar a los pacientes con epilepsia incontrolable.

Se diseñaron unos Atlas Estereotáxicos, que muestran cortes milimetrados del encéfalo, que hicieron posible reconocer las estructuras cerebrales a las que se desea acceder.

En los años 60 se fue generalizando la técnica estereotáxica y se realizaron muchos procedimientos quirúrgicos, principalmente para tratar los movimientos incontrolables (como la enfermedad de Parkinson) y el dolor intratable o la epilepsia. Durante los años 70, sin embargo, disminuyó de forma importante su uso al aparecer otros tratamientos para la enfermedad de Parkinson.

Hasta aquí la Neurocirugía Estereotáxica caminaba de forma casi independiente de la Neurocirugía General, debido a sus diferentes técnicas quirúrgicas y enfermedades a tratar. Pero en los años 80 volvió a resurgir con más fuerza la utilización de la Estereotaxia, debido a los avances en técnicas de imagen como la Tomografia Axial Computarizada (TAC) y la resonancia magnética (RM). Con estas técnicas se puede visualizar pequeñas lesiones intracerebrales como tumores, quistes, malformaciones vasculares, por lo que los neurocirujanos generales comenzaron a comprender, primero, y utilizar, después, los conceptos y equipos estereotáxicos para acceder a estas lesiones y proceder a su extirpación.

Hoy en día con la cirugía estereotáxica se pueden localizar y abordar lesiones profundas que antes no era posible, para tomar una biopsia, extirparlas o vaciar su contenido quístico, todo ello gracias a un procedimiento combinado estereotáxico-microquirúrgico. O bien proceder a su destrucción mediante técnicas radioquirúrgicas.

Como patentes relacionadas con sistemas de estereotaxia, se puede indicar la patente española ES 2 025 894, que describe , en éste caso, un sistema de estereotaxia para cirugía del raquis, y que no sirve, por tanto para el cerebro.

También está un aparato de estereotaxia perfeccionado, ES 0290996_ U, consistente en un sistema con un marco base de fijación, y uno de cuyos lados se alinea con el tubo de rayos X para la utilización en radiografias. Tanto su utilización como aspecto poco tiene que ver con la invención objeto de la presente documentación.

La patente ES 0297087 _U describe un bastidor cuadrado aplicable al plano del paciente. En los planos externos de los cuatro lados posee unas colas de milano para acoplamiento de aparatos para diagnósticos y exploraciones.

S: Igualmente, la patente ES 2253997_Bl y ES 2253997_Al describen un sistema digital para realizar biopsias estereotáxicas. La similitud con el invento descrito es prácticamente nula, pues utiliza fuentes de rayos X, y es un sistema mucho más complicado.

10: El resultado más atractivo en la búsqueda de posibles antecedentes es la patente US 6.694.162 B2. Consiste en un sistema de neuronavegación para localizar determinadas áreas en el cerebro, basado en ondas electromágnéticas. El sistema es diferente al descrito en ésta invención, y necesita un software apropiado.

También nombramos la US Patent 6351659, la cual describe un sistema de neuronavegación que incluye reflectores pasivos y un sistema de marcadores. Posee un sistema de referencia para instrumentos quirúrgicos que consta de una superficie de radiación infrarroja, cámaras que detectan la radiación infraroja, y una computadora conectada a las cámaras.

15

En general, los sistemas de neuronavegación para la realización de biopsias cerebrales (no para otras partes del organismo humano) son sistemas complicados, y que necesitan de aparatos exteriores, ya sea software, o instrumentos de medida y/o marcación.

20: La presente invención representa un capítulo nuevo dentro de éste campo de la ciencia, y puede ofrecer varias modalidades. Se trata de un sistema muy simple para poder localizar zonas dañadas en el cerebro, y poder acceder a ellas de forma mínimamente invasiva mediante agujas, tubos y electrodos de grosor milimétrico.

Descripción detallada de la invención

25: La presente invención se refiere a un sistema de localización de zonas dañadas en el cerebro, para posteriormente poder realizar biopsias ( y otras operaciones) de esa zona, así como introducir catéteres, electrodos, sondas y exploraciones en general. Es un sistema de estereotaxia.

30: El nuevo sistema de estereotaxia está compuesto por un tubo unido a una esfera. Dicho elemento (tubo más esfera) gira, con un ángulo limitado, dentro del interior de una cavidad, en forma de caja.

Tanto el tubo como la esfera tiene una cavidad interior, cilíndrica, centrada en el eje del tubo, por donde debe pasar la aguja de biopsia, el catéter, el electrodo o cualquier otro elemento para fines diagnósticos o terapéuticos que se pretenda realizar en el cerebro. Dicha cavidad tiene un diámetro de 2,2 mm, aunque pueden existir modificaciones.

Ésta cavidad atraviesa el tubo y la esfera totalmente.

Cuenta también con un fiador (tubo) con contenido visible para la Resonancia Magnética, que se sitúa dentro del hueco del cilindro.

S: La caja esférica, donde está alojada la esfera, tiene forma tronco-cónica. Su parte superior tiene forma cilíndrica, y su parte inferior tiene forma cónica. Todo el conjunto forma una sola pieza.

Está abierta por su parte inferior para permitir el paso de la aguja que se inserta en el cerebro.

En la parte con forma cilíndrica, hay un hueco en plano horizontal por donde se introduce un tornillo, que ejerce una pequeña presión sobre la esfera, para mantenerla fija en una posición, una vez determinada la posición exacta que ha de tener.

10: Posee también dicha pieza, en una posición situada en un plano distinto al del hueco anteriormente descrito, varios resaltes, cada uno de ellos con un hueco en posición vertical. Dichos huecos se utilizan para introducir un pequeño tornillo, en cada uno de ellos, y poder fijar todo el conjunto al cráneo trepanado, evitando así cualquier tipo de desplazamiento no deseado.

15: Los resaltes tienen que ser dos como mínimo, para poder utilizar la llave de ajuste (Fig. 10), pudiendo elevarse su número a tres o cuatro. La pieza se puede fijar al cráneo con un solo tornillo, o con dos, tres o cuatro tornillos.

La llave de ajuste es de sección circular (Fig. 1O) y se inserta en dos resaltes opuestos, para enroscar la pieza sobre el cráneo del paciente.

20: Se considera que para inmovilizar el aparato sólo es necesario fijar un tornillo, pero no obstante, se dispone, según el diseño, de esos otros resaltes para, en caso necesario, o ante una complicación inesperada, poder fijar los tres tornillos restantes, a voluntad o requerimiento del cirujano.

La parte cónica de ésta pieza es una rosca métrica, con paso de rosca de 1 mm. De éste modo, se enrosca en el agujero trepanado del cráneo.

25: Para poder realizar una localización exacta de la situación de la patología en el cerebro, se utiliza un sistema de coordenadas.

La caja esférica tiene marcados, sobre una solapa que circunda a la parte cilíndrica superior de la caja esférica (Fig. 6), los puntos A, B, C y D, todos separados 90° sexagesimales.

30: La línea que une los puntos A con B, B con C, C con D y D con A, que representan los límites del sector circular de cada uno de esos cuatro cuadrantes, tienen marcadas divisiones espaciadas entre sí las de grados sexagesimales.

Igualmente, en la base de la unión entre el cilindro y la esfera hay marcadas cuatro líneas, con las marcas a, b, e y d en minúscula (Fig. 6).

En la esfera, además, hay marcadas unas circunferencias a modo de "latitud" geométrica.

Estas circunferencias están separadas entre sí 1 mm., teniendo en cuenta que éste mm. se mide en el diámetro de la esfera, y no sobre la superficie de la misma. Estarán numeradas, o referenciadas con letras, para poder identificar bien la posición.

De la misma forma, en la esfera hay marcadas unas circunferencias a modo de "longitud" geométrica. Y están separadas entre sí 1 grado sexagesimal. Estarán también numeradas, o referenciadas con letras, para poder identificar bien la posición.

Estas definiciones de "latitud" y "longitud" geométrica, son semejantes al concepto de "latitud" y "longitud" en el posicionamiento de un punto sobre el globo terráqueo.

La caja cilíndrica que contiene la esfera tiene marcas horizontales sobre un resalte (Fig. l y Fig.6), denominadas con las cuatro letras A, B,C y D, estando espaciadas entre sí alrededor de la superficie de dicho cilindro 90° sexagesimales.

Para registrar una posición determinada del tubo cilíndrico (que siempre se ha de mover solidariamente con la esfera), primero se emosca el cilindro sobre la esfera, para que queden bien fijados. Las marcas en minúscula a,b,c y d situadas en la base de la unión entre cilindro y esfera, pero marcadas en la propia esfera, se hacen coincidir con las marcas en mayúscula A,B,C, y D situadas sobre el resalte de la caja esférica (Fig. 6). Se hace una fotografía (o varias) en la que quede reflejada la posición de las marcas verticales del cilindro (Fig. 7), respecto a las marcas horizontales marcadas en minúscula sobre la propia esfera a,b,c y d(Fig. 6), una vez que esté bien roscado, y las dos piezas sean totalmente solidarias.

A continuación, se mueve el cilindro en una cualquiera de las direcciones, según nos indique la posición de la Resonancia, para localizar bien la zona dañada del cerebro, y mirando las coordenadas en "latitud" y "longitud" de la esfera, queda perfectamente localizado el punto.

Parte de las circunferencias de la latitud y la longitud de la esfera quedarán ocultas bajo la caja esférica (si el cilindro queda inclinado, que será lo más común, al situar un punto del cerebro). En dicha posición, se puede fotografiar la posición dada de la esfera y el cilindro, con respecto a la caja esférica, con lo cual la posición quedará totalmente definida, sin errores, pues quedarán visibles, en posiciones determinadas, los círculos de "latitud" y "longitud" marcados sobre la esfera, con su numeración o marcas correspondientes.

La utilización del sistema de resonancia magnética es el punto de inicio para poder utilizar ésta invención.

Una vez que el paciente está sobre la camilla, o en la posición apropiada, se realiza una trepanación (agujero en el cráneo), y se enrosca el aparato que hemos descrito en ésta invención.

A continuación, se fija el pequeño tomillo adicional en el cráneo para evitar un movimiento giratorio del aparato. (Si fuera necesario se fijarían dos, tres, e incluso los cuatro).

Una vez realizada ésta operación, se traslada al paciente hasta la máquina de Resonancia Magnética.

Se introduce en el cilindro un fiador (tubo) con contenido visible para la Resonancia Magnética(!) (Fig.ll), que se aloja en el cilindro durante la exploración de la Resonancia. Esto se ve como una línea recta que nos da la dirección hacia la lesión cerebral, además de la distancia.

La máquina de Resonancia Magnética indica la zona del cerebro que está dañada, o sobre la cual queremos operar. Se mueve el cilindro (unido a la esfera) hasta que su eje coincida con el sitio del cerebro sobre el que hay que actuar.

El ordenador de la Resonancia Magnética mide la distancia que hay desde el origen del cilindro, hasta la zona del cerebro donde se va a actuar.

A continuación, se registran las coordenadas de la dirección del cilindro para confirmar la situación correcta antes de proceder a intervenir sobre la zona seleccionada del cerebro.

El registro de éstas coordenadas se puede hacer mediante anotación, o mediante una simple fotografia con una cámara de un teléfono móvil, o cámara fotográfica digital normal.

Ante todo, el método empleado de fijación de coordenadas debe permitir la visualización de las mismas de una forma inmediata y sin errores, ya sea por que sea anotado, o por su visualización en la pantalla de la cámara fotográfica digital.

Para realizar la biopsia o la operación a efectuar, se retira el fiador de la Resonancia Magnética, y se introduce la aguja a la profundidad que haya indicado dicha Resonancia, para llegar a la zona afectada del cerebro.

Breve descripción de los dibujos

Se aportan los siguientes dibujos, con el fin de facilitar la comprensión de la invención. La Fig. 1 representa una vista lateral de la invención. La Fig. 2 representa la vista lateral del cilindro con su rosca. La Fig. 3 representa la planta del cilindro, reflejándose el hueco cilíndrico que tiene para poder

insertar aguja o electrodo u otro elemento .. La Fig. 4 representa el cilindro y la esfera unidos. La Fig. 5 representa la esfera en planta con los resaltes para introducir los tomillos. La Fig. 6 representa en planta el sistema de coordenadas, de la caja esférica.

La Fig. 7 representa en alzado las coordenadas sobre el cilindro.

La Fig. 8 representa la pieza tronco-cónica, horizontalmente, y fijar la posición de la esfera ..: con el hueco para introducir un tomillo

La Fig. 9 representa una posición genérica de la invención sobre la cabeza de un paciente.

S: La Fig. 1 O representa la llave de fijación de la caja esférica al cráneo del paciente.

La Fig. 11 indica el fiador (tubo) que se inserta dentro del cilindro, y que se visualiza en la Resonancia Magnética como una línea recta, y el agujero de la esfera para enroscar un tomillo, y fijar la aguja o el electrodo, mientras se desenrosca el cilindro.

10: Descripción de realizaciones preferidas

La Fig. 1 muestra la realización preferida de la invención.

El artefacto en cuestión consta de un cilindro (1) unido mediante rosca a una esfera, cuyo tamaño no supera los 1, 6 cm. de diámetro.

El cilindro se utiliza a modo de mango, y se empuja con la mano.

15: Esta capacidad de movimiento limita con el tope (2) (Fig.l ).Horizontalmente, el cilindro solidario con la esfera se puede mover en un giro de 360° (Fig. 6).

La primera operación que hay que realizar es la trepanación quirúrgica del cráneo del paciente en la zona cerebral próxima a explorar.

20: Se inserta la forma tronco-cónica de la invención cráneo. (Fig. 8) enroscándola en dicho agujero del

Para efectuar ésta operación, se utiliza una llave (Fig. 10) destinada a tal efecto.

Se fija el dispositivo al cráneo del paciente introduciendo un tomillo verticalmente a través de uno de los resaltes perforados (Fig. 5).

Después, se traslada el paciente a la zona de Resonancia Magnética.

25: A continuación, se enrosca el cilindro dentro de la esfera, y se fija bien, para poder posicionar bien la zona a localizar del cerebro.

Posteriormente, se inserta el catéter con el liquido de referencia de la Resonancia Magnética, dentro del hueco central del cilindro (1) (Fig.2).

Dicho catéter se inserta un máximo de 4 cm., con lo cual, no llega a salir por el hueco opuesto de la pieza tronco-cónica.

S: Se hace coincidir la dirección del eje longitudinal del conjunto cilindro y esfera (3) (Fig. 1), con la situación de la zona del cerebro dañada. En éstas condiciones, el ordenador de la Resonancia Magnética mide la distancia entre la parte superior del cilindro ( 4 )(Fig.l) hasta la zona dañada cerebral.

A continuación, se introduce un tomillo por el hueco horizontal de la pieza tronco-cónica (Fig.8) para fijar exactamente la posición de la esfera (que funciona siempre solidaria con el cilindro), y evitar desplazamientos accidentales.

10: Se realiza una fotografia con una cámara digital de la esfera, por su parte superior (Fig.6), quedando así perfectamente definidas las coordenadas de la posición que se buscaba.

15: Se desenrosca a continuación el cilindro de la esfera, para poder trasladar al paciente de la zona de Resonancia Magnética al quirófano con seguridad, evitando cualquier presión sobre el cilindro saliente, que pudiera causar daños en el cráneo, cerebro, o cambiar la posición de referencia que se ha encontrado.

20: Una vez en el quirófano, se enrosca nuevamente el cilindro (Fig. 2) sobre la esfera, para que ambos cuerpos formen una pieza solidaria (Fig. 4 ). Se comprueba, por medio de la fotografia digital (una o varias)que se ha tomado anteriormente, la situación correcta de las coordenadas de la zona localizada, y se procede a introducir por el hueco del cilindro la aguja, catéter, electrodo o cualquier otro elemento quirúrgico para actuar sobre la zona cerebral dañada.

El material del que está fabricado toda la invención es titanio, aluminio, plástico, o cualquier material compatible con la resonancia magnética. El hierro, no.

La esfera en sí (y no el cilindro solidario), tiene un tacto exterior levemente rugoso, con el de que el tomillo horizontal que fija la posición no resbale sobre la superficie (Fig. 4).: fin

25: También puede presentar superficie con micro abolladuras a modo de bola de golf, para evitar el problema mencionado.

La esfera tiene un agujero para introducir un tomillo que fije la aguja o el electrodo cuando hay que retirar el cilindro sin riesgo de desplazarlo (2) (Fig.ll ).

30: El invento está formado por una serie de piezas básicas, definidas anteriormente. Y lo que se ha descrito es la realización preferida del invento, pero es natural inferir que se pueden realizar ciertas modificaciones en medidas, forma, materiales, y demás aspectos accesorios sin apartarse del objeto de la invención. Se ha definido a título representativo y no limitativo.