Los tumores malignos a menudo forman metástasis que se propagan a otras partes del cuerpo a través del sistema linfático. Se requieren altas habilidades quirúrgicas para identificar la ubicación precisa de los ganglios linfáticos afectados, lo que les permite extirparse por completo. Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado una ayuda para la navegacióneso simplifica tales intervenciones. 3D-ARILE es un sistema de realidad aumentada AR que superpone una imagen virtual de la posición exacta de los ganglios linfáticos usando anteojos de datos. El nuevo sistema se presentará al público en la feria de Medica, a partir de noviembre13 a 16.
Según la Oficina Federal de Estadística de Alemania, el número de pacientes tratados por cáncer de piel en los hospitales alemanes ha crecido significativamente en los últimos años. El melanoma maligno o cáncer de piel negro es el diagnóstico que la mayoría de las personas temen. Las células cancerosas pueden, por ejemplo, ser transportado por el líquido linfático a los ganglios linfáticos. Esto conduce al crecimiento de tumores secundarios o metástasis. Los primeros ganglios linfáticos afectados se denominan ganglios linfáticos centinela. Son los primeros en recibir drenaje linfático de un tumor maligno, tumor primario y si contienen células cancerosas, es probable que otros tumores metastásicos hayan comenzado a crecer en otros lugares. Por lo tanto, los ganglios linfáticos centinelas desempeñan un papel primordial en el diagnóstico y la terapia de ciertos tipos de cáncer como el cáncer de piel, mama o próstata.extirpación del tumor, se realiza una biopsia de ganglios linfáticos para determinar si se ha producido metástasis.
A pesar de los avances en la ciencia médica, aún es difícil para los médicos determinar la ubicación anatómica precisa de los ganglios linfáticos centinela durante la cirugía y verificar que los ganglios linfáticos afectados se hayan eliminado por completo. 3D-ARILE, desarrollado por investigadores del Instituto Fraunhoferpara Computer Graphics Research IGD, proporciona a los médicos una ayuda de navegación para la extracción de ganglios linfáticos. La Clínica de Dermatología del Hospital Universitario de Essen y Trivisio Prototyping GmbH colaboraron con los investigadores de Fraunhofer en este proyecto.
El novedoso sistema de realidad aumentada, basado en el uso de anteojos de datos, ayuda a los cirujanos a localizar los ganglios linfáticos con la ayuda de marcadores virtuales. Lo que hace que estos anteojos AR sean especiales es que funcionan en combinación con un potente software de navegación médica, un sistema estereoscópico cercanosistema de cámara de infrarrojos NIR y colorante fluorescente verde de indocianina ICG ". Para hacer visibles los ganglios linfáticos afectados, el colorante fluorescente se inyecta en el paciente en la vecindad directa del tumor primario.
Luego se propaga a lo largo de las vías linfáticas y se acumula en los ganglios linfáticos centinela ", explica el Dr. Stefan Wesarg, científico investigador de Fraunhofer IGD. El tinte fluoresce cuando se expone a la luz infrarroja, en este caso generada por LED infrarrojos. Las cámaras NIR capturan la fluorescenciay produce una reconstrucción en 3D del ganglio linfático afectado. Esta imagen virtual que muestra su posición exacta se superpone en tiempo real y el cirujano puede verla a través de las gafas de datos. El equipo de investigación de Darmstadt desarrolló el software necesario.En este caso, el tejido maligno está marcado en verde. De esta manera, el cirujano puede verificar que se haya eliminado hasta el último rastro ", dice Wesarg.
colorante fluorescente como alternativa a los nanocoloides radiactivos
Hasta ahora, los médicos usaban tecnecio-99m como marcador médico. Al reemplazar este radioisótopo con colorante fluorescente ICG, los pacientes pueden ser tratados sin riesgo de efectos secundarios de radiación. El tiempo es otro factor esencial. El nivel de radiación emitida por los ganglios linfáticosel contenido del marcador radiactivo es muy bajo. Esto hizo necesario el uso de cámaras de centelleo o gamma que requirieron alrededor de 30 minutos para capturar las imágenes necesarias para determinar la ubicación precisa de un ganglio linfático. Los lentes de datos, por el contrario, muestran el sitiodel ganglio linfático afectado instantáneamente. Esto alivia enormemente el estrés en el personal de quirófano, que ya no necesita mirar un monitor adicional y comparar la imagen en la pantalla con la de la pantalla de la cámara ". Como resultado, el médico puede enfocarse por completoen el paciente y realizar cirugías sin problemas ", dice Wesarg.
Gafas AR cómodas para usar
Otra ventaja de las gafas AR es que son ligeras y extremadamente cómodas de usar, como han confirmado los dermatólogos del Hospital Universitario de Essen después de realizar numerosas pruebas. Los socios que desarrollaron el sistema permanecieron en contacto cercano durante todo el proyecto, lo que les permitiódiseñar una ayuda de navegación optimizada para las necesidades del cirujano.
El sistema de realidad aumentada comprende componentes de hardware y software. El hardware fue desarrollado por Trivisio Prototyping GmbH. Además de las gafas de datos con una cámara integrada y dos pantallas, diseñadas específicamente para aplicaciones médicas, la compañía también desarrolló dos infrarrojos y dos visualescámaras. Estos cuatro dispositivos ópticos están integrados en una unidad en forma de cubo suspendida sobre la mesa de operaciones.
El equipo de investigación de Fraunhofer IGD fue responsable del desarrollo del software. Incluye un sistema de procesamiento de imágenes que detecta la luz fluorescente emitida por los ganglios linfáticos, utiliza estos datos para calcular sus coordenadas 3D y muestra su posición en las gafas de datos. El softwaretambién realiza la calibración necesaria del sistema de hardware. Algoritmos sofisticados realizan cálculos sobre los datos extraídos de las imágenes de la cámara. Todo el hardware se puede controlar a través de 3D-ARILE. El sistema también incluye la interfaz de usuario para el cirujano operativo.
Los investigadores presentarán un prototipo de 3D-ARILE en la feria Medica de Düsseldorf del 13 al 16 de noviembre. Arvyss GmbH ha sido elegida para comercializar el sistema, para el cual se ha presentado una solicitud de patente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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