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Fixation of the thoracolumbar spine with augmented reality-supported rod bending in multilevel pedicle screw instrumentation: First results of a prospective pilot study

Este estudio piloto prospectivo demuestra que el contorneado de varillas asistido por realidad aumentada mediante el sistema ADVISE es una técnica factible y segura para la instrumentación de tornillos pediculares toracolumbares multinivel, lo que resulta en mejoras clínicas significativas y elimina la necesidad de maniobras de reducción de varilla forzadas sin complicaciones observadas relacionadas con el implante.

Autores originales: Bernardo Reyes Medina, Christoph Sippl, Fatemeh Khafaji, Shafie Ariai, Saffwan Saffour, Stefan Linsler

Publicado 2026-06-30

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CC BY 4.0

Autores originales: Bernardo Reyes Medina, Christoph Sippl, Fatemeh Khafaji, Shafie Ariai, Saffwan Saffour, Stefan Linsler

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

El panorama general: Reparando un estante tambaleante

Imagine que su columna vertebral es como un estante alto y pesado. Cuando los estantes (las vértebras) se debilitan o se vuelven inestables debido a la edad o al desgaste, los médicos deben atornillarlos para estabilizarlos de nuevo. Lo hacen introduciendo tornillos metálicos en la "madera" de la columna y conectándolos con una varilla de metal larga, algo así como pasar una barra de metal por los agujeros del estante para bloquearlo en su lugar.

Durante mucho tiempo, la parte más difícil de este trabajo ha sido doblar esa varilla de metal. La varilla debe encajar perfectamente en cada uno de los tornillos. Si la varilla es incluso ligeramente demasiado recta o demasiado curva en comparación con la posición de los tornillos, el médico tiene que usar mucha fuerza bruta para encajarla en su lugar.

El problema: Piense en intentar forzar un palo recto dentro de un agujero curvo. Si presiona demasiado fuerte, podría agrietar la madera alrededor del agujero o aflojar el propio tornillo. En la cirugía de columna, este "ajuste forzado" crea una tensión que puede provocar que los tornillos se aflojen o se salgan más adelante, lo que provoca dolor y más cirugías.

La nueva herramienta: Un plano "mágico"

Este estudio probó una nueva tecnología llamada Realidad Aumentada (RA) para ayudar a los médicos a doblar la varilla perfectamente a la primera.

Imagine que está intentando construir un marco personalizado para un cuadro. En lugar de adivinar la forma, sostiene una tableta que ve el marco del cuadro y dibuja un contorno perfecto y brillante de cómo debe cortarse exactamente el marco. Eso es lo que el sistema ADVISE hizo por los cirujanos.

El escaneo: Después de que los tornillos ya estuvieran colocados en la espalda de los pacientes, el cirujano utilizó una tableta (cubierta con una bolsa de plástico estéril) para escanear la zona.
El plano: La cámara de la tableta vio los tornillos y, mediante tecnología 3D, calculó la curva exacta necesaria para que la varilla de metal se deslice sin necesidad de aplicar fuerza.
El ajuste: La tableta mostró al cirujano un "fantasma" digital de la varilla en la pantalla. El cirujano dobló entonces la varilla de metal real para que coincidiera con esa forma digital.

Qué hicieron en el estudio

Los investigadores del Centro Médico de Bayreuth, en Alemania, probaron esto en 20 pacientes que necesitaban cirugía en varios niveles de la parte baja de la espalda (columna toracolumbar). Se trataba principalmente de adultos mayores (edad media de 72 años) con problemas degenerativos de la columna.

El objetivo: Ver si este método del "plano mágico" era seguro, fácil de usar y si ayudaba a los pacientes a sentirse mejor.
El proceso: Utilizaron el sistema de RA para guiar el doblado de la varilla en cada uno de los pacientes.

Los resultados: Un ajuste perfecto

El estudio encontró que el nuevo método funcionó muy bien:

Sin lucha: En todos los casos, la varilla se deslizó en los tornillos suavemente. Los cirujanos no tuvieron que realizar ninguna "maniobra de reducción forzada" (sin presionar ni hacer palanca). Fue como deslizar una llave en una cerradura que encaja perfectamente, en lugar de forzar una llave que tiene la forma incorrecta.
Sin roturas: Durante la cirugía y los tres meses posteriores, cero tornillos se aflojaron, cero varillas se rompieron y cero tornillos se salieron. Esto es importante porque, en la cirugía tradicional, estas complicaciones ocurren con bastante frecuencia, especialmente en pacientes mayores con huesos más débiles.
Menos dolor: Las puntuaciones de dolor de los pacientes disminuyeron significamente. Antes de la cirugía, calificaban su dolor con un 8 de 10. Tres meses después, bajó a un 4 de 10. Su capacidad para moverse y funcionar (medida mediante un índice de discapacidad) también mejoró notablemente.
Velocidad: La tecnología no retrasó el proceso. Solo tomó entre 3 y 5 minutos escanear los tornillos y generar la plantilla de la varilla.

La conclusión

El estudio concluye que el uso de este sistema de Realidad Aumentada es seguro y viable. Actúa como un GPS para la varilla de metal, asegurando que encaje perfectamente en los tornillos sin necesidad de forzarla.

Lo que el estudio no afirmó:

No dijeron que esto sea una cura para todos los problemas de la columna.
No afirmaron que funcione mejor que los métodos tradicionales todavía (porque no lo compararon directamente con un grupo de pacientes que no utilizaron el robot).
No sabían si los tornillos se mantendrían seguros durante 5 o 10 años, porque solo siguieron a los pacientes durante tres meses.

En resumen: Este estudio piloto demostró que dar a los cirujanos un "plano digital" para doblar las varillas de metal les ayudó a evitar forzar el instrumental, lo que resultó en una cirugía fluida sin fallos inmediatos de los tornillos y con pacientes satisfechos. Es una nueva herramienta prometedora que requiere más pruebas a largo plazo para ver si mantiene la columna estable durante los años venideros.

Resumen Técnico: Doblez de Varilla Asistido por RA en la Fijación de la Columna Toracolumbar

Planteamiento del Problema
La fijación con tornillos pediculares es el estándar de oro para la estabilización de la columna toracolumbar; sin embargo, se asocia frecuentemente con complicaciones relacionadas con los implantes, particularmente el aflojamiento y la extracción de los tornillos. Estos fallos suelen atribuirse al estrés mecánico generado en la interfaz hueso-implante durante la fase de inserción de la varilla. Cuando existe un desajuste entre la trayectoria de los tornillos pediculares y el contorno de la varilla de conexión, los cirujanos deben emplear maniobras de reducción forzadas para asentar la varilla. Este proceso puede inducir una tensión significativa, provocando el aflojamiento de los tornillos (con tasas reportadas de hasta el 27% en pacientes con buena calidad ósea y superiores al 50% en pacientes osteoporóticos), fracturas de la varilla y la subsiguiente cirugía de revisión. El modelado tradicional de la varilla depende de la experiencia del cirujano y de la estimación visual, lo que a menudo requiere repetidos ajustes de curvatura y un uso excesivo de fuerza. Aunque los sistemas asistidos por computadora han mostrado potencial para reducir las fuerzas de extracción, existe una falta de evidencia clínica respecto al uso de la Realidad Aumentada (RA) para el modelado de varillas en la fijación de columna multinivel.

Metodología
Este estudio fue un ensayo piloto prospectivo de un solo centro realizado en el Centro Médico de Bayreuth entre agosto de 2024 y febrero de 2026. Se inscribieron 20 pacientes consecutivos (edad media de 71.6 años) sometidos a instrumentación posterior toracolumbar multinivel por patologías degenerativas de la columna (que involucraban al menos tres segmentos contiguos).

La intervención principal consistió en el uso del sistema ADVISE (Neo Medical, Suiza), un software de modelado de varillas basado en RA. El flujo de trabajo técnico procedió de la siguiente manera:

Inserción de Tornillos: Se insertaron tornillos pediculares con guías removibles en las vértebras.
Escaneo 3D: Utilizando un iPad contenido en una funda estéril, el cirujano escaneó el campo quirúrgico. El software utilizó LiDAR y visión computarizada para detectar la posición de las guías removibles adheridas a las cabezas de los tornillos.
Modelado Virtual: El software superpuso modelos de guías virtuales sobre las guías físicas para confirmar la alineación. Posteriormente, calculó las posiciones 3D precisas de las cabezas de los tornillos y las distancias entre ellos tanto en el plano sagital como en el coronal.
Generación de Plantilla: Basándose en estas mediciones, el sistema generó una plantilla de varilla específica para el paciente, la cual se mostró a escala 1:1 en el iPad. Esta plantilla dictó la longitud y curvatura exactas requeridas para la varilla.
Modelado e Inserción de la Varilla: Los cirujanos cortaron y doblaron las varillas de acuerdo con la plantilla digital. El sistema proporcionó retroalimentación visual (mediante marcadores en el destornillador de tornillo de fijación) para confirmar que la varilla estaba asentada en una posición libre de tensiones sin necesidad de maniobras de reducción.

Contribuciones Clave

Primera Evidencia Clínica: Este estudio proporciona los primeros datos clínicos prospectivos sobre la viabilidad y seguridad del modelado de varillas asistido por RA específicamente para la instrumentación toracolumbar multinivel.
Integración del Flujo de Trabajo: Demuestra un flujo de trabajo optimizado donde la fase de escaneo por RA y generación de la plantilla añade solo de 3 a 5 minutos al procedimiento sin interrumpir la esterilidad ni el flujo quirúrgico.
Fijación Libre de Estrés: El estudio valida un método para lograr una "fijación controlada" donde la varilla se alinea perfectamente con las cabezas de los tornillos, eliminando teóricamente la necesidad de maniobras de reducción forzadas que causan sobrecarga mecánica.

Resultos

Viabilidad y Seguridad: Los 20 procedimientos se completaron con éxito utilizando el flujo de trabajo asistido por RA. No hubo extracciones de tornillos intraoperatorias, fallos técnicos relacionados con el implante ni complicaciones atribuibles al sistema de RA.
Integridad del Implante: Se implantaron un total de 206 tornillos pediculares y 40 varillas. En el seguimiento de tres meses, no se observaron casos de aflojamiento de tornillos, fractura de varilla, migración de implantes o desensamblaje de la estructura. La evaluación radiográfica (TC y fluoroscopia) confirmó la colocación precisa de los tornillos (todos Grado A o B según la clasificación de Gertzbein–Robbins) y estructuras estables.
Resultados Clínicos: Se registraron mejoras significativas en el dolor y la discapacidad funcional:
- VAS (Escala Visual Analógica): Mejoró de una media de 8.0 preoperatoria a 4.0 a los tres meses ( $p < 0.001$ ).
- ODI (Índice de Discapacidad de Oswestry): Mejoró de 69.2 preoperatorios a 45.6 a los tres meses ( $p < 0.001$ ).
- Criterios de MacNab: A los tres meses, el 60% de los pacientes alcanzaron resultados "buenos" o "excelentes".
Métricas Operativas: El tiempo operatorio medio fue de aproximadamente 350 minutos, con una pérdida de sangre promedio de 1170 ml. El tiempo específico para generar la plantilla de la varilla fue insignificante (media de 3.5 minutos).

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que el sistema de RA ADVISE es una herramienta viable y segura para la instrumentación toracolumbar multinivel que facilita una mejor alineación de la varilla y el tornillo. Al permitir la creación de varillas específicas para cada paciente que coinciden exactamente con la trayectoria del tornillo, la tecnología permite la fijación sin fuerzas de reducción externas. El estudio plantea que este enfoque de "fijación controlada" puede reducir el estrés mecánico que típicamente conduce al aflojamiento y la extracción de los tornillos.

Sin embargo, los autores mantienen una postura modesta respecto a las implicaciones a largo plazo. Establecen explícitamente que, si bien los resultados a corto plazo (3 meses) muestran ausencia de complicaciones y una mejora clínica significativa, el estudio no tuvo la potencia suficiente para detectar complicaciones raras o diferencias a largo plazo en comparación con los métodos convencionales. Los autores concluyen que son necesarios estudios comparativos más amplios con un seguimiento extendido para determinar definitivamente el impacto de esta tecnología en la supervivencia del implante, la pseudoartrosis y la degeneración del segmento adyacente. La significancia actual reside en establecer la viabilidad técnica y la seguridad de la integración de la RA en el flujo de trabajo de modelado de varillas.