Desarrollan guías quirúrgicas personalizadas con inteligencia artificial | UC3M

Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y la startup Digital Anatomics  han desarrollado una solución tecnológica para el ámbito sanitario que permite, mediante inteligencia artificial, adaptar a la particularidad de cada paciente cirugías médicas complejas. Digital Anatomics realiza su actividad en el Parque Científico de la UC3M. 

El desarrollo, denominado TOR JIG, es un sistema de guías quirúrgicas personalizadas para cirugías de columna vertebral. Estas guías facilitan la cirugía de precisión en función de las características de cada paciente. El sistema es un software propio basado en inteligencia artificial con el que se mejora el proceso de abordaje de cirugías de columna. 

Esta innovación surge de la necesidad de mejorar las intervenciones quirúrgicas en las que se utiliza la técnica denominada “artrodesis espinal”. Esta técnica se aplica en operaciones de múltiples patologías de columna vertebral y consiste en dejar unidas de manera permanente una serie de vértebras para evitar deformaciones y dolores. Sin embargo, un paso crítico durante su aplicación es el taladro de las vértebras para la posterior colocación de los tornillos pediculares. Este paso, que tradicionalmente se realiza a mano alzada, aumenta la probabilidad de que los tornillos no queden insertados en su posición óptima, el tiempo de duración de la intervención y el riesgo de sufrir complicaciones, como sangrado e infecciones. 

El software diseñado por investigadores del Departamento de Bioingeniería de la UC3M y Digital Anatomics permite que el personal sanitario pueda planificar, antes de la operación, dónde van a ubicar los tornillos de las cirugías de columna. “Nuestro producto consiste en unas plantillas o guías quirúrgicas, diseñadas de forma automática y fabricadas en biopolímero, que adaptan y copian la forma y anatomía del hueso de cada paciente. Esto permite al cirujano, por ejemplo, cortar o taladrar en la posición exacta”, señala Alejandro Reyero, fundador de la empresa Digital Anatomics y alumni de la UC3M.

El laboratorio de Ciencia e Ingeniería Biomédica (BSEL) de la Universidad ha desarrollado el algoritmo del software mediante inteligencia artificial aplicada a la imagen médica. “Lo hemos hecho a partir de una imagen TAC. Lo que se quiere es localizar cada una de las vértebras de manera independiente, es decir, saber qué posición exacta tiene cada vértebra y contornear automáticamente esas vértebras. Para ello, hemos utilizado bases de datos públicas donde ya existían unas 200 imágenes. Sobre esa base de datos hemos entrenado un algoritmo que es capaz de aprender a localizar y segmentar las vértebras”, apunta Javier Pascau, investigador y subdirector del Departamento de Bioingeniería de la UC3M. 

Hasta la fecha, se han realizado más de un centenar de cirugías utilizando el software TOR JIG. Se ha constatado que los pacientes intervenidos han tenido una recuperación más rápida, los periodos de estancia en el hospital han sido menores y la comprensión de la patología de cada paciente, así como búsqueda de opciones terapéuticas alternativas, ha sido más sencilla y eficaz.

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