Inteligencia artificial - 24 Noviembre, 2021

Un all-in-one tecnológico y médico contra la malformación congénita infantil

Una investigación entre la UC3M y el Hospital Gregorio Marañón permite diseñar un pionero sistema de navegación quirúrgica para corregir la craneosinostosis en bebés

La Inteligencia Artificial, clave para identificar estas dolencias durante el embarazo

Científicos peruanos diseñan el primer exoesqueleto de rehabilitación de la espina bífida en bebés

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La corrección de enfermedades y defectos congénitos infantiles es uno de los mayores retos que afronta la medicina: el éxito de su detección y tratamiento puede ayudar a los pequeños a desarrollar una vida plena que, de otra manera, sería imposible. Por eso resulta fundamental la alianza entre investigación, medicina y tecnología a la hora de identificar métodos de corrección de este tipo de defectos. 

Una de estas alianzas es la que ha tenido como protagonistas al Departamento de Bioingenería e Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y el Servicio de Neurocirugía del Hospital Universitario Gregorio Marañón. Su trabajo conjunto ha permitido combinar tecnologías de Realidad Aumentada, navegación quirúrgica y fotografía tridimensional para diseñar un novedoso sistema de navegación quirúrgica para la corrección de la craneosinostosis, un defecto congénito que causa malformación craneal en bebés.

Este sistema de navegación pionero, que consiste en una planificación virtual individualizada y un triple sistema de guiado intraoperatorio para el tratamiento de niños con craneosinostosis, contribuirá a identificar con exactitud la posición de los fragmentos de hueso durante la cirugía para asegurar resultados óptimos. Este sistema de precisión quirúrgica ha sido publicado por la revista Scientific Reports y se ha convertido en el primer trabajo de investigación que consigue aplicar la planificación digital individualizada y la navegación quirúrgica para el tratamiento de este defecto.

1 de cada 2.000 niños

La craneosinostosis afecta aproximadamente a uno de cada 2.000 niños, y consiste en la fusión prematura de una o varias suturas del cráneo, que provoca malformaciones craneales y asimetría en la cara del bebé. 

En ocasiones, estos defectos pueden causar un aumento de la presión intracraneal y limitar el desarrollo del cerebro. Para corregirlo, es necesario realizar una intervención quirúrgica que permita normalizar la morfología craneal y la región orbitaria de los pacientes para evitar problemas de crecimiento posteriores.

La intervención quirúrgica consiste en cortar el tejido óseo afectado, modificar su morfología y colocarlo de nuevo en la zona craneal para contribuir a su desarrollo normal. La precisión a la hora de llevar a cabo este proceso es de vital importancia porque una simple variación puede afectar de forma negativa tanto al aspecto físico del bebé como, peor aún, a su desarrollo funcional. 

Personalizar el procedimiento quirúrgico

Hasta el momento, este tipo de intervenciones se planificaba en base a la experiencia del equipo de cirugía; sin embargo, el trabajo desarrollado por los investigadores del Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón y de la UC3M ha alumbrado un sistema de planificación preoperatoria virtual personalizado para cada paciente, en el que la tecnología de navegación quirúrgica permite objetivar el procedimiento quirúrgico.

Los fragmentos óseos se identifican con un triple sistema de guiado y navegación, que ofrece una precisión milimétrica durante todo el proceso de reconstrucción quirúrgica. A través de imágenes tridimensionales el equipo médico es capaz de visualizar la ubicación exacta de los fragmentos óseos y contraponerla con la posición planificada de forma virtual antes de la cirugía. La Realidad Aumentada permite superponer la imagen virtual de la planificación en el campo quirúrgico para que los cirujanos puedan comprobar la posición de los fragmentos de hueso, y garantizar los resultados estéticos y funcionales de la intervención. 

Este sistema ha sido utilizado ya en un total de 7 pacientes con resultados quirúrgicos óptimos en todos ellos. De acuerdo con los investigadores de este proyecto, la integración de este sistema en la práctica clínica permitirá una mayor precisión y repetibilidad en las cirugías de corrección de la craneosinostosis. Además, se reducirá la dependencia en la experiencia y valoración subjetiva de los cirujanos durante el procedimiento. 

Rehabilitación de bebés con espina bífida

Otra investigación, en este caso sobre espina bífida, es la que han impulsado científicos de la Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC) de Lima, en Perú, que han desarrollado un sistema robótico flexible y de bajo costo para la rehabilitación de niños de 0 a 6 meses afectados con esta dolencia.

La espina bífida es una malformación congénita del tubo neural, que consiste en un cierre incompleto de la columna vertebral: este hecho provoca hidrocefalia, problemas para caminar e incontinencia, entre muchos otros. Para abordar esta dolencia se debe someter al pequeño a una cirugía muy compleja después del parto, que, sin embargo, no garantiza la resolución del problema. Este nuevo sistema consiste en un exoesqueleto robótico diseñado para bebés de menos de seis meses que ejercita las piernas y realiza parte del tratamiento de rehabilitación. 

A diferencia de los sistemas diseñados para niños, el exoesqueleto para bebés es flexible, tiene un precio más asequible y puede servir para atender zonas remotas en las que no existe posibilidad de abordar un tratamiento de fisioterapia para bebés.

Por último, la Inteligencia Artificial está llamada a convertirse en una de las mayores aliadas de la identificación de defectos congénitos durante el embarazo. Según un estudio de la Universidad de Sevilla, esta tecnología ha permitido detectar de forma temprana diversos trastornos como los defectos de nacimiento congénitos del corazón o la macrosomía, la diabetes gestacional y el parto pretérmino, y es una herramienta de trabajo futuro fundamental, además, para la mejora de la salud y el bienestar de las mujeres embarazadas.