Cirugía guiada por imágenes: El objetivo de este estudio fue evaluar la realización de la exploración virtual tridimensional del cuello, como una modalidad para la localización preoperatoria de los adenomas paratiroideos en el hiperparatiroidismo primario
Dres. D’Agostino J, Wall J, Soler L, Vix M, Duh QY, Marescaux J,
JAMA Surg 2013; 148(3): 232-238
Introducción
El hiperparatiroidismo primario (HPP) es, globalmente, el tercer desorden endócrino. La enfermedad sintomática es tratada rutinariamente con paratiroidectomía y la revisión de las normas de consenso del National Institutes of Health desde el 2002, ha expandido adicionalmente las indicaciones quirúrgicas para los pacientes con enfermedad asintomática [1].
La sensibilidad mejorada de los estudios preoperatorios de localización y el advenimiento del ensayo para la caída intraoperatoria de la hormona paratiroidea (CIHPT) han permitido centrar los enfoques. El tratamiento de los adenomas únicos localizados puede ser realizado confiablemente en la actualidad, con abordajes mínimamente invasivos, evitando la exploración bilateral del cuello, cuando los estudios preoperatorios son concordantes.
La primera paratiroidectomía mínimamente invasiva (PMI) fue realizada en 1996 [2]. Desde entonces, la mayoría de los estudios han confirmado que la PMI ofrece menos dolor, menos disección cervical, hospitalización disminuida, costos menores y satisfacción mejorada del paciente [3,4]. Las tasas de curación, iguales a la exploración bilateral clásica del cuello, han sido alcanzadas con varias combinaciones de estudios preoperatorios de localización y la determinación de la CIHPT [5].
Múltiples modalidades por imágenes han sido reportadas para la localización de los adenomas paratiroideos, incluyendo ecografía, tomografía computada (TC) con Tc 99m, sestamibi y resonancia magnética nuclear (RMN). L a ecografía y los estudios con sestamibi son las más sensitivas, con valores reportados yendo desde 57% a 89% y desde 54% a 84%, respectivamente [6].
En la última década, muchos centros con alto volumen de pacientes, han adoptado la combinación de ecografía y sestamibi para los estudios iniciales de localización [7]. Dos estudios por imágenes preoperatorios concordantes, pueden conducir a una exploración exitosamente enfocada en el 79% al 89% de los casos y las tasas globales de curación con la PMI son del 95% al 97% [8-10].
Algunos estudios han encontrado valor en el uso de la CIHPT en todos los casos de exploración focalizada [11]. Otros han hallado un beneficio mínimo en casos de concordancia preoperatoria y reservan el rol de la CIHPT para las imágenes preoperatorias discordantes o negativas [12]. La relación costo-beneficio del ensayo de la CIHPT sigue siendo cuestionable [13].
La ecografía está limitada, en los centros con bajo volumen de pacientes, por la necesidad de un radiólogo específico experto en paratiroides, debido a la alta variabilidad interoperador inherente a esa modalidad [14]. El sestamibi está limitado a los centros que tienen expertos en medicina nuclear y los resultados varían ampliamente entre las instituciones [15].
Los equipos de tomografía computada se están volviendo omnipresentes en el mundo desarrollado, debido a su versatilidad tanto en diagnóstico como en radiología intervencionista, así como por la variabilidad interoperador relativamente baja de esa modalidad. La localización paratiroidea con TC fue reportada por primera vez en la década de 1970 [16,17].
Los resultados iniciales fueron desalentadores para la localización del adenoma paratiroideo; no obstante, se ha reportado una sensibilidad mejorada con los estudios contrastados con cortes delgados [18]. Recientemente, varios estudios han examinado el uso de la TC de 4 dimensiones (4D) [19-22]. Esa modalidad combina la reconstrucción tridimensional (3D) de las imágenes de la TC con la dimensión añadida de la difusión del contraste con el tiempo. Cuando se la usó en pacientes con HPP, la TC 4D tuvo mejor lateralización (89%) y localización (70%) que la ecografía o el sestamibi, que ofrecieron una lateralización del 57% y 65% de los casos, respectivamente, y una localización en el 29% y 33% de los casos, respectivamente [22]. En los pacientes con estudios estándar preoperatorios de localización negativos o discordantes, se encontró recientemente que la TC 4D tuvo un 73% de lateralización y un 60% de localización precisas de las glándulas anormales; sin embargo, la certeza cayó considerablemente cuando se vieron lesiones múltiples [21].
En la localización para la re-paratiroidectomía, la TC 4D fue más sensible que el sestamibi [19]. Existen preocupaciones por la exposición a la radiación circundante, basado en extrapolaciones lineales del riesgo conocido de las dosis altas de radiación; no obstante, no se ha establecido un umbral para dosis más bajas de radiación [23]. En la institución de los autores de este trabajo, la TC de cuello y el sestamibi conllevan una exposición similar a la radiación, en el rango de 2 a 6 mSv.
El grupo de estos autores tiene un interés constante en el uso de métodos mejorados de renderización* para crear modelos virtuales preoperatorios para la planificación quirúrgica. Los modelos 3D brindan excelentes detalles anatómicos para el propósito de la planificación quirúrgica. Los modelos pueden ser usados posteriormente, durante el procedimiento operatorio, para crear una realidad mejorada con la superposición de imágenes en tiempo real, tanto sobre el exterior del paciente como sobre las imágenes laparoscópicas. Esta tecnología ha probado ser beneficiosa en la planificación preoperatoria de las resecciones adrenales y hepáticas [24,25].
En el año 2006, el grupo comenzó a aplicar modelos 3D renderizados de realidad virtual en la cirugía paratiroidea, permitiendo exploraciones virtuales preoperatorias interactivas del cuello (EVC) y realidad mejorada intraoperatoria [26]. Dada la experiencia en la renderización de las imágenes de TC para los procedimientos quirúrgicos hepáticos y adrenales, los autores comenzaron con modelos 3D generados en TC de cuello. Los modelos le brindan al cirujano un contraste color excelente para diferenciar las estructuras críticas del cuello y destacar las lesiones paratiroideas (Figura 1).
Las capas individuales de tejidos, incluyendo hueso, músculo, arterias y venas, pueden ser visualizadas en cualquier combinación, para permitir un mayor enfoque sobre la anatomía relevante. Usando un modelo 3D del paciente, el equipo de cirugía endócrina puede realizar una EVC en 3D para decidir si la localización anatómica de la lesión es consistente con un adenoma típico y elegir la lesión o lesiones a tratar para la subsecuente intervención. El modelo puede usarse ulteriormente en la sala de operaciones para brindar una realidad mejorada, superponiendo las imágenes sobre el exterior del paciente (Figura 2) o a través de la imagen videoscópica (Figura 3). La combinación de la EVC 3D preoperatoria con la realidad aumentada intraoperatoria, tiene el potencial de mejorar la localización preoperatoria y brindar una guía intraoperatoria.
FIGURA 1: Imágenes en 3D. (A) Representación superpuesta de imágenes de TC. (B) Exploración virtual del cuello destacando un adenoma paratiroideo inferior izquierdo.
FIGURA 2: Imágenes 3D aplicadas externamente para la localización operatoria inicial. (A) Paciente en posición quirúrgica estándar. (B) Superposición externa de realidad aumentada. (C) Imágenes de realidad aumentada brindadas por los monitores en la sala de operaciones.
El objetivo de este estudio fue evaluar la realización de la EVC 3D como una modalidad para la localización preoperatoria de los adenomas paratiroideos en el HPP y reportar la factibilidad de la realidad mejorada para guiar la paratiroidectomía, como un paso hacia la cirugía mínimamente invasiva guiada por imágenes.
Métodos
Pacientes
La población en estudio consistió en todos los pacientes adultos consecutivos con HPP confirmado bioquímicamente, tratados en un centro terciario académico de referencia. Desde el 8 de enero de 2008 hasta el 26 de julio de 2011, 114 pacientes con HPP fueron sometidos a paratiroidectomía. Este estudio cubre un período en el que la institución en donde se desempeñan los autores, hizo la transición hacia un abordaje quirúrgico mínimamente invasivo como el descrito por Mircoli y col. [2,27,28] con CIHPT. El estudio fue realizado y reportado de acuerdo con las normas éticas del Hospital de la Universidad de Estrasburgo.
Técnica de imágenes
Todos los pacientes fueron sometidos al menos a 1 modalidad de imágenes preoperatoria, antes de ser derivados a la institución de los autores. Setenta y un pacientes fueron sometidos a ecografía, 64 a sestamibi y 36 a ambos. Todos los pacientes fueron subsecuentemente examinados con una TC del cuello con contraste iodado endovenoso y cortes de 0,75 mm, en hiperextensión cervical, para simular la posición operatoria. Las imágenes estándar de la TC fueron interpretadas primero por un radiólogo general, sin experiencia específica en imágenes paratiroideas.
Luego se usó el programa VR-Render sobre las mismas imágenes de TC, para crear un modelo 3D mejorado del cuello. El proceso de renderización incluyó la visualización de imágenes tomográficas multiplanares (axial, sagital y coronal) por un técnico radiólogo especializado. El técnico aplicó contraste con color a cada plano de tejido de una manera semiautomática, con correcciones manuales para errores obvios de la renderización. Las lesiones candidatas fueron elegidas y resaltadas manualmente, basado en los criterios de la Tabla 1. Todas las renderizaciones 3D fueron revisadas por un experto con especialización en programas de imágenes médicas, en colaboración con el equipo de cirujanos endócrinos. Ese equipo era ciego a la interpretación del radiólogo. El equipo efectuó una EVC preoperatoria con el renderizado y decidió sobre la localización probable del adenoma o adenomas.
TABLA 1: Criterios para la determinación de las lesiones paratiroideas candidatas mediante TC usando el programa VR-Render.
En los casos de realidad mejorada, el renderizado 3D fue registrado manualmente durante el caso, con los puntos rígidos de referencia en el cuello, en tiempo real, por un técnico en imágenes médicas. El cirujano estuvo en comunicación directa con el equipo de imágenes médicas, para afinar el registro y control del contraste de la imagen sobre el monitor operatorio.
La ecografía, sestamibi, TC estándar y EVC 3D fueron analizados por su sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo y valor predictivo negativo, para el lado correcto del adenoma (lateralización) y el cuadrante correcto del cuello (localización).
Para la localización, el cuello fue dividido en 4 cuadrantes y en cada uno se analizó independientemente el positivo verdadero, negativo verdadero, positivo falso y negativo falso, utilizando las imágenes y los datos patológicos operatorios.
Para la lateralización, se realizó el mismo análisis para cada lado del cuello. No hubo casos de glándulas ectópicas previstos por las imágenes o hallados en la cirugía, por lo que la posición ectópica no fue incluida en el análisis. Las glándulas fueron consideradas negativas si fueron exploradas y consideradas normales por el cirujano o no exploradas con una CIHPT de acuerdo con el criterio de Miami [29].
Para caracterizar el uso clínico de los estudios, se realizó un análisis de certeza diagnóstica comparado con los hallazgos operatorios por lado y cuadrante para cada paciente. Para ese análisis de certeza, positivo verdadero fue un estudio que localizó o lateralizó exactamente al adenoma en un paciente determinado. Un estudio que omitió cualquier glándula o que la consideró no patológica, fue negativo falso o positivo falso, respectivamente.
El análisis estadístico de los datos de contingencia fue efectuado utilizando el programa epiR (www.r-project.org). La prueba exacta de Fisher se usó para comparar las características operatorias de las diferentes modalidades.
Resultados
La edad media de la población fue de 60,8 años (rango, 21-87 años), con una proporción mujer:hombre de 3,7:1,0. Cincuenta pacientes eran sintomáticos. El nivel medio preoperatorio del calcio sérico fue de 11,5 mg/dL y el nivel preoperatorio de la hormona paratiroidea (HPT) fue de 162,4 ng/L. Un total de 112 pacientes fue sometido a un procedimiento primario y 2 pacientes una reoperación por HPP recidivado, después de exploraciones bilaterales del cuello previas.
Entre los 114 pacientes, 69 fueron sometidos a una PMI utilizando el método sin aire, a través de una incisión mediana en piel, de 3,0 cm. Todos los pacientes con MIP tuvieron CIHPT en la sala de operaciones y se utilizó el criterio de Miami para determinar la necesidad de una exploración adicional. De esos casos, 20 fueron convertidos a exploración bilateral del cuello, debido a un fracaso en alcanzar el criterio de Miami o por elección del cirujano. Cuarenta y seis pacientes fueron sometidos a exploración bilateral del cuello planificada por re-exploraciones (n = 2), enfermedad tiroidea coexistente (n = 10), adenomas grandes (> 3,5 cm; n = 3) y, al comienzo de la experiencia con la PMI, para verificar la técnica (n = 31). En los 114 procedimientos, se visualizaron 316 glándulas paratiroideas, 132 glándulas fueron resecadas y 129 glándulas tuvieron adenomas anatomopatológicamente confirmados. En 11 casos (9,6%) se descubrió una enfermedad multiglandular.
La EVC 3D localizó correctamente los adenomas únicos en 82 pacientes. En 5 casos, la EVC identificó correctamente un adenoma doble. En 11 casos, una segunda glándula agrandada fue sospechada, pero se encontró sólo 1 adenoma concordante en la cirugía. El tamaño medio de los adenomas detectados fue de 18,8 mm (95% intervalo de confianza [IC], 8,8-27,4) y para las glándulas omitidas fue de 13,5 mm (95% IC, 7,9-18,1). La EVC 3D omitió un total de 29 glándulas anormales que fueron halladas en la sala de operaciones. Nueve de las glándulas omitidas estaban en posición superior y 20 en posición inferior. No hubo omisión de glándulas halladas en una localización ectópica.
Para la lateralización, la EVC tuvo una sensibilidad superior a la ecografía (P < 0,001), al sestamibi (P < 0,001) y a la TC estándar (P < 0,001). La especificidad de la EVC fue similar a la de la ecografía (P = 0,10), pero menor que el sestamibi (P < 0,001) y la TC estándar (P < 0,001). El diagnóstico de certeza de la EVC 3D en la lateralización y localización fue de 72,2% y 64,9%, respectivamente (Tabla 2). El diagnóstico de certeza de la EVC 3D fue equivalente al sestamibi (P = 0,16), pero significativamente más alto que la ecografía (P < 0,001) y la TC estándar (P = 0,003).
TABLA 2: Diagnóstico de certeza por paciente para la lateralización y localización
En 3 casos, la realidad mejorada fue aplicada durante la operación. Un adenoma único fue exitosamente identificado, usando la superposición interactiva de la imagen en tiempo real, en los 3 pacientes.
El tiempo promedio de seguimiento alejado fue de 15,6 meses (rango, 6-44 meses). Dos pacientes fueron perdidos del seguimiento. En los pacientes restantes, la tasa de curación fue del 98,8%, con sólo 1 caso de enfermedad persistente, en los 2 pacientes que habían sido sometidos a reoperación por HPP recidivado.
Comentario
La cirugía para el HPP ha virado desde la exploración bilateral del cuello de rutina, a las técnicas enfocadas mínimamente invasivas, posibles por la localización preoperatoria de los adenomas paratiroideos y por la CIHPT [30].
En teoría, el centro en donde trabajan los autores de este trabajo, podría haber realizado muchas menos exploraciones bilaterales del cuello con la localización preoperatoria que brinda la EVC 3D. Sin embargo, en la práctica, debido a la falta de una CIHPT rápida y a la experiencia inicial del cirujano con las exploraciones focalizadas del cuello, la tasa global de exploración bilateral del cuello fue alta. La tasa de los autores para la exploración bilateral del cuello ha disminuido con su mayor experiencia.
Los estudios de primera línea para la localización son, rutinariamente, la ecografía y el sestamibi, reservándose usualmente la TC y la RMN para los casos de estudios negativos o discordantes. La ventaja de la imagen planar, tanto de la TC como de la RMN, es la visualización de todas las estructuras cervicales, haciendo que ello sea particularmente bueno para los casos de glándulas ectópicas. Los recientes desarrollos en TC 4D han mostrado resultados promisorios como un estudio para localización, con excelente sensibilidad y especificidad.
La TC tiene mucho atractivo porque se está volviendo ampliamente disponible, es familiar para los cirujanos y tiene poca variabilidad interoperador. Usando el programa VR-Render para general un modelo virtual del cuello desde las imágenes de la TC, los autores realizaron una exploración preoperatoria del cuello en 3D. La EVC 3D mejoró significativamente la sensibilidad de la TC estándar y resultó en una sensibilidad significativamente más alta que todas las modalidades de los instituciones derivantes. La especificidad de la EVC 3D fue más baja que la de la TC y el sestamibi. Podría parecer lógico que la planificación preoperatoria por parte de cirujanos comprometidos con la operación, en razón de un diagnóstico bioquímico, podría apuntar más fácilmente a una lesión sospechosa que por parte de un radiólogo, incrementando la sensibilidad y disminuyendo la especificidad. La certeza diagnóstica global de la EVC 3D fue mejor que la de la ecografía y TC estándar del centro derivante, haciendo de ella una herramienta clínicamente útil.
Los centros de excelencia en cirugía endócrina alcanzar gran sensibilidad y especificidad para la ecografía y el sestamibi preoperatorios. La sensibilidad y la certeza diagnóstica de la EVC 3D en este estudio, es comparable con el mejor de los resultados de la ecografía, sestamibi y TC 4D. En la práctica de los autores, la calidad de la ecografía y del sestamibi de los centros derivantes es variable, haciendo que la EVC 3D sea una opción práctica atractiva.
Una desventaja de la TC y del sestamibi es la exposición a la radiación, aunque aún no se ha establecido una dosis umbral de peligro. Aunque actualmente se están usando las imágenes de TC para general el modelo en 3D, una gran ventaja de la EVC 3D es que también ha sido aplicada a imágenes de RMN, lo que elimina la exposición a la radiación.
Las limitaciones de la EVC 3D son similares a otras modalidades, en que los adenomas más pequeños son difíciles de detectar con precisión, así como también los adenomas en el escenario de nódulos tiroideos concurrentes. La limitación específica de la EVC 3D es que se basa en datos morfológicos de una única fase de contraste, que no ofrece información funcional. Adicionalmente, el sistema es solamente semiautomático, requiriendo la corrección manual de la renderización y la determinación de la lesión candidata por parte de un técnico radiólogo. Eso es, actualmente, una labor intensa, demandando aproximadamente 30 a 60 minutos por estudio. La renderización automática de las estructuras vasculares ha sido muy consistente en la actualidad y se está trabajando para automatizar confiadamente todo el proceso de renderización. La institución de los autores planea comenzar a ofrecer la EVC 3D a las instituciones derivantes, a través de una interface basada en internet, que permitiría el suministro de imágenes DICOM para ser renderizadas.
Las limitaciones de este estudio incluyen modalidades iniciales de imágenes preoperatorias no controladas, realizadas e interpretadas en las instituciones derivantes. Tanto la ecografía como el sestamibi han demostrado ser usuario dependiente. La reinterpretación o incluso la repetición de esos estudios en la institución en donde se desempeñan los autores de este trabajo, podría ser ideal. Sin embargo, la realidad de la práctica dentro de un sistema de salud nacionalizado no permite la repetición de estudios, que comúnmente son realizados en otra parte.
Los casos derivados a un centro terciario siempre presentan el potencial de ser más difíciles que los casos promedio; la sensibilidad generalmente baja de los estudios de afuera podría reflejar ese desvío. Asimismo, los costos son difíciles de comparar dentro de un sistema de salud nacionalizado. No hay costos al detalle en la institución pública como se ve en los Estados Unidos. Los costos de los estudios por imágenes son fijados por el sistema de Seguridad Social, basado primariamente en el precio de los materiales descartables empleados. El costo de una TC y ecografía es de aproximadamente 100 euros, mientras que el costo del sestamibi es de aproximadamente 600 euros.
Más allá de la localización preoperatoria, el programa VR-Render fue aplicable en tiempo real para la realidad mejorada intraoperatoria. La experiencia de los autores usando la realidad mejorada es limitada, pero la retroalimentación de los usuarios es positiva y la técnica ha probado ser particularmente útil en casos de anatomía aberrante. Mientras que sólo ha sido usada en la actualidad en conjunción con la técnica de PMI de Mircoli y col., la información anatómica superpuesta que se ve en la Figura 2, tiene aplicación potencial para todas las técnicas quirúrgicas. Las limitaciones actuales del sistema de realidad mejorada son que requiere registro manual de la imagen intraoperatoria y que no tiene compensación para el movimiento del paciente (por ej., respiración) o deformación del tejido (por ej., retracción). Tanto el registro automático como la compensación en tiempo real están siendo desarrollados en la institución de los autores. Con esa mejora, la realidad aumentada podría jugar un papel mayor en la precisión de la paratiroidectomía guiada por imagen.
Conclusión
Conclusión
En conclusión, la localización preoperatoria precisa de los adenomas paratiroideos es crítica para permitir al cirujano efectuar una PMI. El VR-Render es un sistema novedoso, que puede general un modelo virtual mejorado del cuello en 3D, desde múltiples modalidades de imágenes, incluyendo TC y RMN. La EVC 3D con el VR-Render tiene características de funcionamiento acordes con los estudios preoperatorios de primera línea de localización usados por los autores en su institución.
La ubicuidad y la baja variabilidad interoperador de la TC, hace atractiva la EVC 3D en los centros que no tienen experiencia o capacidad en ecografía paratiroidea, sestamibi y TC con emisión de fotón único. La plataforma VR- Render ofrece la flexibilidad de incorporar información funcional adicional, a través de perfusión o espectroscopía, que podría incrementar la especificidad de la EVC 3D. La EVC 3D también puede ser realizada con imágenes de RMN en lugar de TC, lo que podría eliminar la exposición a la radiación.
La EVC 3D es una herramienta excelente para la localización preoperatoria de adenomas paratiroideos, con el valor añadido de permitir la planificación preoperatoria y la realidad mejorada intraoperatoria. La guía precisa por imágenes es la clave para los abordajes menos invasivos del HPP y el potencial abordaje para el tratamiento vía endovascular o por métodos extracorpóreos.
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