Artículo del Dr. Gerardo Conesa, jefe del Servicio de Neurocirugía del Hospital del Mar

Imagen: Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas

Imaginaos que sois neurocirujanos. Situaos en el quirófano, justo antes de empezar una operación sobre el cerebro de un/a paciente. Tenéis que extirpar un tumor cerebral que está en su lado izquierdo, el lado de la memoria y del lenguaje. Habéis hablado con él/ella y le habéis advertido de posibles riesgos para estas funciones y del hecho de que pueden verse mermadas la fuerza, destreza y sensibilidad del lado derecho de su cuerpo. Sabéis que el pronóstico oncológico depende de que se pueda extirpar el máximo de tumor, pero los límites, cuando se opera en el cerebro, son sus muy importantes funciones para la calidad de vida tras la cirugía. Es una importante responsabilidad.

Esta situación me ha hecho pensar durante mis muchos años de profesión. Y este reto, desde hace tiempo, nos impulsa a un grupo de ingenieros y neurocirujanos a crear un quirófano algo distinto al que utilizamos actualmente. Con este proyecto, que recibe el nombre de Sylvius, queremos entrar en el quirófano y saber qué debemos manipular o extirpar, y qué no. En la categoría de no extirpar ni lesionar están las arterias y venas importantes en o alrededor de la zona por extirpar y las áreas del cerebro esenciales para las funciones que queremos preservar. En la categoría de qué debemos extirpar se hallan el propio tumor, en este caso, pero también puede tratarse de una lesión vascular o zonas que causan epilepsias intratables con medicación. Básicamente necesitamos un plan quirúrgico que podamos seguir durante la cirugía. Es decir, queremos seguir el plan igual que hacemos con el navegador de un coche, que nos permite ver en cada momento por dónde avanzamos.

Esta planificación quirúrgica ya es una rutina y un estándar en la cirugía cerebral. Son muchas las innovaciones en visualización de modelos 3D y estereoscopia, como también son muchas las modalidades de neuroimagen disponibles actualmente. Estas imágenes pueden verse en forma estereoscópica 3D, de modo que proporcionan una visualización de la morfología y anatomía del paciente. Este modelo 3D, que puede incluir secuencias de imagen de resonancia magnética (RM) muy distintas que resaltan elementos muy diferentes, nos permite entender bien las relaciones entre los distintos elementos que nos interese tener bien identificados porque son relevantes para la cirugía.

Es un sistema multimodal que se nutre de varias fuentes de información de neuroimagen del paciente con significado anatómico, funcional y fisiológico. Es en realidad virtual, ya que empleamos estereoscopia 3D, y en realidad aumentada, pues podemos manipular el modelo. De este modo, generamos unas zonas con riesgo funcional alto y bajo, unos accesos de seguridad y unas zonas por las que no puede pasarse. Es la manera más ordenada de visualizar y guardar la información. Y así queremos tenerla durante toda la cirugía.

Cómo funciona Sylvius

¡Ahora que ya tenemos un plan, vamos a quirófano! Sylvius pretende «calcar» sobre la cabeza del paciente el modelo personalizado de su plan quirúrgico. Eso nos permite, como si fuéramos Superman mirando a través de las paredes, ver el mundo virtual del modelo creado sobre la realidad de la cabeza del paciente, pues la transparenta en sus dimensiones 3D estereoscópicas, que es como vemos de forma natural. Así podemos anticipar qué hay detrás de un tejido que estamos extirpando, la distancia hasta un vaso arterial, la vía motora, etc. Además, el sistema integra la nueva información intraoperatoria al modelo preoperatorio: por ejemplo, un mapa cortical de lenguaje que creemos durante una cirugía con el paciente despierto. Todo ello no solo genera nuevo conocimiento sobre cómo se organiza el cerebro de un paciente concreto, sino que se vuelca en un modelo general que da lugar a un atlas de conectividad de funciones cognitivas.

Cirugía cerebral para tratar la epilepsia

Sylvius se dedica especialmente a la cirugía de la epilepsia. En casos seleccionados se colocan electrodos profundos para optimizar la localización de un foco generador de la epilepsia de un paciente. De esta forma se obtiene una gran cantidad de información de redes funcionales y de epilepsia. Sylvius está implicado en la planificación de la colocación de dichos electrodos, que realiza un robot cerebral. La estimulación eléctrica de los contactos y el conocimiento de qué tractos de conectividad cerebral pasan por un contacto determinado permite avanzar en el conocimiento de las funciones que podemos atribuir a los diferentes tractos de conectividad cerebral.

Pensamos que el uso de este tipo de plataformas multimodales generará un mayor conocimiento de las redes epileptógenas (estructuras implicadas en la generación y propagación de la actividad epiléptica crítica) y permitirá intervenciones quirúrgicas menos invasivas, en las que se desconectarán o neuromodularán determinadas zonas del cerebro en lugar de extirparlas. Quizás acabe siendo un cambio de paradigma en este tipo de cirugía cerebral.

En conclusión, el uso de plataformas en realidad virtual, cada vez más potentes y multimodales, ayudará a los pacientes que precisen una cirugía cerebral y, además, generará conocimiento nuevo sobre cómo funciona el cerebro en un enorme número de funciones, pues permite validar e interpolar pruebas funcionales muy distintas, como la estimulación eléctrica cerebral, la tractografía, la resonancia magnética (RM) funcional o la estimulación magnética transcraneal (TMS), entre otras.

De ello hablamos en la conferencia «Técnicas en 3D. Retos de la neurocirugía. Planificar y ejecutar operaciones en un cerebro humano» en el ciclo «El futuro de la medicina. 3 avances significativos en investigación biomédica» el pasado 16 de marzo en CosmoCaixa.