La presente invención corresponde al campo de la aplicación médica en cirugías y particularmente a sistemas de localización espacial de núcleos y lesiones expansivas cerebrales por medio de equipos estereotácticos con el fin de hacer lesiones en esos núcleos para tratamiento de movimientos anormales como en la enfermedad de Parkinson para tomar biopsias de tumores, evacuar absceso o quistes cerebrales.

La cirugía estereotáctica es una subespecialidad dedicada especialmente al tratamiento de enfermedades cuyo origen es la alteración de una función cerebral normal como sucede en la Enfermedad de Parkinson y Movimientos anormales, Obsesión, Depresión, Dolor Crónico y Epilepsia. La neurocirugía estereotáctica consiste en la utilización de las técnicas estereotácticas como una herramienta para tratamiento neuroquirúrgico de entidades en las que hay alteraciones de tipo orgánico como tumores, abscesos y quistes cerebrales.

Los equipos estereotácticos pueden ser usados para la resección más exacta de tumores como si se tratara de un neuronavegador, colocar catéteres Intracerebrales y reservorios para la evacuación periódica de quistes de craneofaringioma, para localizar malformaciones arteriovenosas profundas, para colocar catéteres e instilar hipostáticos intratumorales, colocación de semillas radioactivas, para la orientación y sostener el endoscopio, como soporte de craneotomías; además que se considera una cirugía mínimamente invasiva. ANTECEDENTES

El primer intento de hacer una lesión nerviosa precisa, con un instrumento pequeño, posiblemente fue el que hizo en 1873 Dittmar , un asistente en el Instituto Fisiológico del Profesor Ludwig, en Leipzig, se interesó en un aparato muy sencillo para hacer lesiones mas precisas en la médula espinal, el equipo fue diseñado por Woroschiloff , inicialmente su objeto era simplemente sostener hojas de bisturí y después electrodos para hacer estudios sobre las funciones de los centros vasomotores de la médula oblongata.

Después en Rusia en 1 889 D. N. Zernov describió un aparato que llamó encefalometro que tenía como objeto realizar medidas antropométricas y ayudar a la localización anatómica de núcleos y lesiones cerebrales. En el mismo año que fue presentado N. V. ALTUCHOV realizó al menos 2 procedimientos quirúrgicos en los que utilizó el aparato con el fin de localizar el sitio preciso de la trepanación. En 1907 ROSSOLIMO modificó el encefalometro y llamó al nuevo aparato " Topógrafo Cerebral ", que también lo usó en la localización de estructuras cerebrales.

La idea de fabricar un equipo basado en la localización espacial usando los planos cartesianos la tuvo R.H. Clarke , un matemático de Oxford, la idea fue presentad a Víctor Horsley , el equipo estaba compuesto por un soporte rígido para fijarlo al cráneo, además de un mecanismo para dirigir con precisión un instrumento para hacer lesiones y sistema de medidas para llegar con exactitud a núcleos cerebrales por medio de electrólisis, Horsley se interesó en hacer investigaciones neurofisiológicas e hizo lesiones por electrólisis en gatos y monos usando las referencias óseas para localizarlas, hizo también atlas de los cerebros de estos animales. Años después la amistad entre Horsley y Clarke se rompió, Clarke perfeccionó el equipo y Horsley se dedicó a las técnicas quirúrgicas a cielo abierto y ha darle solidez al desarrollo de la neurocirugía. Las investigaciones más importantes con este equipo fueron las hechas después de la muerte de Horsely por Ingram y Ranson sobre las funciones del Núcleo Rojo.

El primer equipo Estereotáctico para usarse en humanos fue el construido por un canadiense que trabajó con Horsley, Albert Mussen, ordenó la construcción de un equipo Estereotáctico para humanos en 1 918, el cubo se fija al cráneo por medio de tres tornillos. Además tiene agujas para hacer lesiones, una por medio de electrólisis y otra que hace lesiones mecánicas cuando un asa de alambre protruye en uno de sus lados para hacer cortes circulares del cerebro de 5 mm de diámetro, un método que fue utilizado también por Egaz Moniz y después por Bertrand en Montreal.

El equipo jamás fue usado, no se conoce la razón pero puede suponerse que era por la falta de métodos confiables de localización, la pneumoencefalografía apenas estaba naciendo y las placas radiológicas eran de pésima calidad. Aunque el equipo fue construido en 191 8 solo fue conocido por la comunidad científica en 1 975 (PICARD, C, OLIVIER, A., BERTRAND, G. : THE FIRST HUMAN STEREOTAXIC APPARATUS. J. NEUROSURG 59:673-676, 1 983).

En 1936 Egas Moniz inicio el tratamiento de las enfermedades mentales (Psicocirugía) por medio de pequeñas lesiones a nivel de los lóbulos frontales; lo hacía por medio de agujas que introducía a través de una pequeña trepanación y después producía lesiones, con alcohol o por medio del encefalótomo, en la profundidad del lóbulo frontal.

La técnica fue popularizada y modificada por Walter Freeman y James Watts quienes hacían la cirugía a cielo abierto y producían extensas lesiones en los lóbulos frontales.

En 1 947 Ernest Spiegel y Robert Wycis diseñaron un equipo para hacer las lesiones precisas en el lóbulo frontal utilizando un equipo basado en la localización espacial como lo propuso Horsley 31 años antes.

El primer paciente de Spiegel y Wycis sufría de Neuralgia del trigémino , mejoró después de una lesión a nivel del Collículo Superior; después muchos pacientes fueron tratados para enfermedades mentales como Depresión, Obsesión y Esquizofrenia, en 1 950 Riechert y Hassler describieron la utilidad de esta técnica para el tratamiento de los Movimientos Anormales, especialmente en la Enfermedad de Parkinson que fue la mayor aplicación de esta técnica.

Los equipos estereotácticos se han diseñado a partir de cubos y circuios. El cubo evolucionó perdiendo sus barras superiores e inferiores opuestas.

El semicírculo sostiene el portaelectrodo y se desplaza a uno y otro lado sobre dos cilindros. El electrodo siempre tiene una dirección paralela al plano del semicírculo. Esta es la base de construcción del marco de Leksell, los demás equipos se construyen con variaciones a este modelo. Los sistemas de referencia estereotácticos inicialmente tuvieron la forma de un cubo pero después el cubo perdió sus barras laterales y quedo como un cuadrado o marco Estereotáctico que se fija al cráneo por medio de barras verticales o tornillos. El sistema de aproximación a la lesión generalmente es un semicírculo que se desplaza y gira en cilindros que tienen inscritos los números.

El equipo de Leksell es un buen ejemplo de este sistema y a partir de el fueron construidos los de Hitchcock , Laitinen y Estereoflex y muchos otros que son menos conocidos. La mayoría de equipos estereotácticos tienen un marco de referencia que es un cuadrado o un circulo, el equipo de Leksell inicialmente fue un cubo y los modelos recientes evolucionaron a un cuadrado que se coloca casi en la base del cráneo y se sostiene por medio de cuatro barras verticales por medio de cuatro postes. El equipo Estereotáctico diseñado por Lars Leksell en 1 947 es uno de los más conocidos, el diseño inicial ha tenido relativamente pocas modificaciones, el marco inicial fue un cubo que después se modifico por un marco cuadrado es la base que se sostiene en la base del cráneo por medio de cuatro postes de fijación.

El sistema de aproximación si continúa sin variación y consiste en dos cilindros laterales que se fijan al marco y sobre estos cilindros se desplaza a ambos lados un arco relativamente grande que sostiene los electrodos o agujas.

En todos los equipos estereotácticos el electrodo tiene una dirección paralela al arco que la sostiene. El marco de Leksell se fija por medio de cuatro tornillos postes, la colocación del marco es más difícil cuando se tienen cuatro puntos de fijación que aquellos con solamente tres. Este equipo es bastante voluminoso, muy exacto y preciso y también con un acabado excelente pero es el más costoso del mercado.

Todos los marcos estereotácticos existentes están basados en el principio de arco centrado, el primero de ellos fue el de Lars Leksell, después todos han sido construidos igual.

Como no es muy fácil de colocarse se han descrito nuevos aditamentos para hacer más fácil la colocación

El equipo de Laitinen es similar al de Leksell excepto porque tiene como base un aro en vez del cuadrado, en lo demás es básicamente igual. Laitinen también desarrollo un sistema de referencia estereotáctica que no se fija firmemente al cráneo, es un sistema no invasivo que puede ser muy móvil.

Uno de los primeros equipos estereotácticos fue el de Hassier Mundinger y Riechert Hassier Mundinger consta de un arco que se fija al cráneo por medio de cuatro tornillos. Los valores de la localización radiológica o escanográfica son trasladados a un simulador o "fantom", que hace que el soporte del electrodo llegue al blanco, después este equipo quirúrgico se coloca en el aro de cirugía en forma absolutamente igual que en el simulador y se procede a la cirugía. La obtención de las coordenadas se puede hacer con cálculos matemáticos pero son complejos para los médicos y aún pueden serlo para los matemáticos, por esta razón se diseño un software para hacer las operaciones matemáticas.

Equipo de Brown-Roberts-Wells fabricado por Radionics, usa un aro de base, la lesión se localiza por métodos radiológicos y se posiciona en el "fantasma", conservando la misma posición el sistema de aproximación con la aguja se coloca en el marco del paciente y la aguja llega a la lesión, igual que si se colocara en el "Fantasma", este equipo actualmente ha sido reemplazado por el de Cosman-Brown-Roberts-Wells.

Equipo de Cosman Brown Roberts Wells, tiene un aro que se fija al cráneo por medio de cuatro postes, sobre el aro se coloca un marco Estereotáctico, a este marco se fija un soporte circular en el que gira el sistema de aproximación y que sostiene la aguja o electrodo que es perpendicular al soporte de aproximación.

El equipo de Zamorano-Dujobny tiene como base de referencia un aro que se fija al cráneo por medio de cuatro tornillos, se le coloca una barra sobre la que se desplaza un cilindro que a su vez sostiene un arco. El electrodo esta fijado al arco y siempre tiene orientación perpendicular al arco, este equipo esta compuesto de un aro como el de Mundinger, el cilindro y su soporte son similares al equipo de Hitchcock. Requiere de una base para sostenerse en el escanógrafo y también en la mesa de cirugía porque sin ella gira. ESTADO DE LA TECNICA

Actualmente se conoce del invento patentes de equipos estereotácticos para ubicar y posicionar sondas esterotácticas en pacientes, tales como la patente BR9509214 de fecha 1997-10-28 SISTEMA ESTEREOTÁCTICO PARA NEUROCIRURGÍA de CAROL MARK; DAY JAMES L; MILLER ERIK G Solicitada por OHIO MED INSTR CO INC; y la patente US6413263 2002-07-02 STEREOTACTIC PROBE HOLDER AND METHOD OF USE, cuyos inventores son LOBDILL RICHARD y BLATZ ANDREW solicitada por AXON INSTR INC. Estas son soluciones técnicas con marcos que tienen complicados sistemas de graduación y operación por medio de coordenadas cartesianas o polares, a diferencia de la nueva solicitud que propone un equipo compacto con mínimos componentes y cálculos más ágiles con principios matemáticos elementales que reducen la posibilidades de error y simplifican la cirugía, indispensables para toma de decisiones rápidas en el momento de una intervención quirúrgica y de fácil manejo para un persona con formación médica y no estrictamente matemática.

La patente WO02085232, SIMPLIFIED STEREOTACTIC APPARATUS AND METHODS de fecha 2002-10-3 cuyo inventor es CHAKERES DONALD W solicitada por UNIV OHIO STATE determina una ubicación mediante un sistema de estereotaxia por vectores que no implica componentes electrónicos y se realiza a través de las determinación de datos en una ubicación espacial, así como la patente WO20071 18189 de Fecha 2007-10-18 FRAMELESS STEREOTACTIC GUIDANCE OF MEDICAL PROCEDURES cuyos inventores son BOVA FRANK J. y FRIEDMAN WILLIAM A solicitada en compañía con UNIV FLORIDA que propone dispositivos, métodos y sistemas de guía sin marco basados en imágenes, como la radioterapia y la cirugía estereotáxica por medio de ubicación espacial a diferencia de la nueva patente que con un cuadro, un rectángulo y un brazo giratorio puede ubicar la lesión en un plano y no en el espacio.

La nueva solicitud de patente propone una ubicación y fijación por medio de seis ejes donde el electrodo se mueve de derecha a izquierda en sentido horizontal por el movimiento un cubo marco que se desplaza dentro de un rectángulo y no por trayectoria circular como lo proponen los equipos estereotácticos conocidos.

Los equipos esterotácticos conocidos están compuestos de un cuadrado o aro que sirve de referencia para la localización de una estructura cerebral que se denomina blanco o target, por medio de coordenadas estereotácticas X (desplazamiento horizontal, adelante-atrás) coordenada Y (desplazamiento vertical, arriba-abajo) y coordenada Z (desplazamiento horizontal Derecha-Izquierda), en el caso de la nueva solicitud el circulo o arco ha sido reemplazado por un rectángulo que gira sobre ejes en los postes verticales y las barras laterales ya no existen, pues el desplazamiento del electrodo en sentido horizontal (Coordenada, derecha-izquierda) se hace desplazando un cubo competo que se mueve en la parte superior del rectángulo de un lado a otro y un brazo giratorio para llegar a la lesión desde varios ángulos.

En un equipo esterotáctico tradicional la localización está basada en ocho cuadrantes estereotácticos con origen en el centro del marco o el aro. Los valores se obtienen con un sistema de referencia que se localizan a cada lado del marco y se visualizan en la escanografía o resonancia magnéticas. El desplazamiento horizontal (derecha-izquierda) se hace utilizando medio círculo que se desplaza sobre dos barras y de esta manera se llega a la posición determinada.

El círculo sostiene una aguja o electrodo con una longitud que es el radio del círculo, de esta manera el electrodo llega al blanco o target, estos son los equipos llamados "arco centrado". En todos los sistemas que usan las coordenadas cartesianas el electrodo puede moverse como el radio de un círculo, el movimiento solo se hace rotando el electrodo en el plano del círculo.

Existen otros diseños sin barras laterales en los que un cuarto de círculo se mueve sobre un rectángulo para que el electrodo llegue al blanco o target.

Existen equipos basados en coordenadas polares que no son arco centrado y requieren cálculos trigonométricos y profundidad variable de la aguja de acuerdo al ángulo de incidencia del electrodo.

El nuevo equipo esterotáctico tiene en común con los anteriores el cuadrado de referencia y los postes laterales de apoyo pero sus medidas de operación no se basan en arco y se utiliza un solo cuadrante y no ocho que exigen al menos cuarenta y seis combinaciones como los antecedentes y se explica en la descripción de la invención.

En los equipos existentes el marco de referencia tiene postes móviles para la localización y graduación y el cálculo se realiza mediante un arco, a diferencia del nuevo equipo que tiene un marco sólido utiliza un rectángulo para la aproximación cuya ejecución simplifica la localización. Además, la aguja en los equipos estereotácticos conocidos es una aguja fija y requiere de múltiple componentes para su localización y ejecución, mientras que la aguja en el nuevo equipo se localiza fácilmente con componentes simplificados mediante una aguja rotatoria.

DESCRIPCION Y FIGURAS

Figura 1 : Es una vista en perspectiva del equipo estereotáctico.

Figura 2: Es una vista superior del marco del equipo estereotáctico.

Figura 3: Es una vista frontal del anterior del equipo estereotáctico.

Figura 4: Es una vista en perspectiva del anterior del equipo estereotáctico.

Figura 5: Es una vista frontal del rectángulo del equipo estereotáctico. Figura 6: Es una vista en perspectiva del brazo giratorio con aguja.

Figura 7: Muestra una perspectiva del rectángulo y los postes laterales. Figura 8: Muestra el equipo estereotáctico ensamblado.

Figura 9: Muestra el equipo estereotáctico ensamblado sobre la cabeza de un paciente.

Figura 1 0: Muestra el equipo estereotáctico señalando coordenada cartesiana en el extremo izquierdo.

Figura 1 1 : Muestra la señalización con el punto de referencia cero en la esquina del extremo anterior izquierdo para localización con valores positivos ya sea a la derecha, atrás y arriba.

Figura 1 2: Muestra el brazo angular rotado con el cubo centrado que permite posiciones angulares múltiples sin cambiar la posición del rectángulo. Figura 1 3: Muestra la rotación del brazo angular que permite múltiples puntos de entrada.

Figura 14: Muestra la rotación del brazo angular que permite otro punto de entrada.

Figura 1 5: Muestra el el giro del rectángulo en combinación de movimiento con la rotación del brazo que permiten el acercamiento angular diferente en dos planos.

Figura 1 6: Muestra la combinación de rotación del rectángulo y brazo que permite el alcance a cualquier localización designada fácilmente

Figura 1 7: Muestra el equipo en múltiples posiciones angulares.

Figura 1 8: Muestra el acercamiento al temporal sin dificultad.

Figura 1 9: Muestra que el rectángulo también puede ponerse en posición cruzada.

Figura 20: Muestra que el marco tiene una cavidad para la resección volumétrica de tumores.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

El invento equipo estereotáctico (1 ) compacto, liviano y fácil de usar ya que no requiere software, consta de un marco (1 0) cuadrado que se fija al cráneo, un rectángulo (1 1 ) que se moviliza en el marco (1 0) y un brazo giratorio (1 2) para llegar a la lesión. El marco (1 0) es el plano de referencia y se fija al cráneo con tres tornillos a saber; tornillo lateral derecho (14), tornillo lateral izquierdo (13) y tornillo frontal (1 5). El marco (1 0) está construido en una resina de alta resistencia, liviana y tan rígida como el metal, compatible con la TAC y RMN. El equipo tiene dos placas laterales, la placa lateral derecha (1 6) y la placa lateral izquierda (17) que sirven de referencia para tomar las medidas de fijación.

La placa (1 6) y la placa (1 7) sostienen el marco (1 0) que gira en ellas, el brazo angulado (18) porta un electrodo que se desplaza en una barra horizontal (1 9) y puede moverse en infinitos ángulos como se observa en las figuras 1 3 a figuras 19. En el modelo más reciente los lados del marco están en un plano inferior para facilitar la resección de tumores, especialmente cuando están localizados en la región temporal.

El diseño inicial consistió en un rectángulo con una aguja que se movía de uno a otro lado, pero en el mismo sentido del rectángulo, esto hacía peligroso llegar a algunos sitios y se solucionó la dificultad construyendo un brazo giratorio (1 2) que permite llegar a la lesión desde varios ángulos.

El medio circulo o arco se reemplaza por el rectángulo (1 1 ) que gira sobre un solo eje horizontal conformado por el punto de eje (20) y el punto de eje (21 ) de la placa lateral izquierda (1 7) y placa lateral derecha (1 6) verticales.

El desplazamiento del electrodo (22) en sentido horizontal (Coordenada, derecha-izquierda) se hace desplazando un cubo (23) que se mueve en la parte superior del rectángulo (1 1 ) de un lado a otro.

El brazo angulado (1 8) gira en un eje en la parte superior del cubo (23) anterior y permite llegar al blanco o target en diferentes ángulos con mover el rectángulo (1 1 ), esta es una innovación que permite el acceso desde muchos más ángulos que en los sistemas tradicionales en los que el electrodo sólo se desplaza en el circulo, pues el equipo estereotáctico nuevo tiene seis ejes de movimiento.

La localización del target o blanco se hace a partir de la parte anterior izquierda del cuadrado del marco (1 0), el lado izquierdo (25) y el anterior (24) del marco son líneas de referencia y a partir de ellas se toman las distancias a la derecha y hacia atrás, la tercera dimensión (altura) se obtiene midiendo la distancia entre dos puntos que aparecen a cada lado de la escanografía.

Para su ejecución el nuevo equipo esterotáctico utiliza tornillo lateral derecho (14), tornillo lateral izquierdo (1 3) y tornillo frontal (1 5) para fijarse al cráneo, mediante un diseño compacto, sencillo y un con el brazo angulado (18) rotativo que calcula la localización mediante coordenadas positivas. Es un equipo para aproximación sencilla a cualquier blanco o target desde cualquier ángulo para lesiones supra o infratentoriales, con coordenadas sencillas ya que no se requieren términos geométricos, ni signos, ni letras.

La configuración del marco (1 0) permite hacer biopsias cerebrales o cirugía abierta en resección volumétrica de tumores. El brazo angulado (18) se mueve en múltiples posiciones angulares sin cambiar la posición del rectángulo (1 1 ), la rotación del brazo angulado (1 8) permite puntos de entrada múltiples al tiempo que el rectángulo (1 1 ) también el giro combina movimiento para hacer rotar el brazo (1 8) que se acerca en dos planos, por lo que la combinación de rotación del rectángulo (1 1 ) y el brazo (1 8) permite el alcance a cualquier área designada por medio de posiciones angulares múltiples y acercamiento temporal.

En términos prácticos el marco del equipo estereotáctico es un cuadrado, tiene en que en la parte anterior dos barras que sostienen a un nivel más alto la parte anterior del marco, esto tiene solo como objeto permitir la fijación del marco en la frente ya que las medidas se toman todas en el plano de un cuadrado. El marco se fija al cráneo por medio de tres tornillos, uno en la frente y los otros dos en la región Occipital.

El rectángulo (1 1 ) puede ponerse delante en la posición cruzada y el marco (1 0) tiene una cavidad para la resección volumétrica de tumores en su práctica rutinaria el usuario puede ejecutarlo para el diagnostico y tratamiento de lesiones expansivas cerebrales como se observa en la figura 1 9 y en la figura 20.

El invento propone un cero fijo en una esquina, ya que cuando el cero es fijo en el medio del marco y se centra hay a más de cuarenta y seis combinaciones de ubicación, determinada por terminología matemática difícil de manejar para el neurocirujano y muchas veces causan los errores; por lo que el equipo tiene el cero fijo al marco (1 0) en una esquina y sólo maneja valores positivos a la derecha, atrás y adelante, sin necesidad de software simple y más fácil usar para el Neurocirujano como se observa en la localización figura 1 1 .

LOCALIZACION DEL BLANCO O TARGET Los equipos existentes utilizan ocho cuadrantes cartesianos, en cada cuadrante existen hay tres coordenadas (X, Y, Z) con signos diferentes (+, -) que en total son al menos cuarenta y seis combinaciones, esto es causa de confusión y errores para los Neurocirujanos que no están familiarizados con la terminología matemática.

El presente equipo estereotáctico de la invención simplifica las medidas usando solo un cuadrante que tiene el origen en la parte anterior izquierda del marco como se observa en la figura 1 0 y en la figura 1 1 , de esta manera se evitan los errores porque las medidas siempre son positivas ya sea a la derecha, atrás y arriba.

El arco sostiene una aguja en el mismo plano, la longitud de la aguja es el radio del arco; de esta manera la aguja siempre llega al centro del arco y mantiene su posición en el centro aunque el arco gire sobre su eje o se desplace en cualquier sentido. El equipo estereotáctico propone un rectángulo que gira sobre su eje y sostiene un cuarto de arco que se desplaza de uno a otro lado, la aguja se está en el mismo plano del arco.

Utilizando este método no se pierde exactitud, todos los valores son positivos a la derecha, hacia atrás y hacia arriba del extremo anterior izquierdo del marco

LOCALIZACION DE LA LESIÓN

Se hace fácilmente con puntos de referencia visibles los lados de la tomografía. Para ubicar la lesión se trazan líneas que unen los puntos anterior y posterior de cada lado y también los dos anteriores. El origen de la distancia lateral es la línea izquierda y la distancia posterior la línea anterior.

Se trazan líneas perpendiculares de la izquierda hasta el centro de la lesión y de la derecha también hasta el centro de la lesión, la medida es la posición en el plano del corte como se observa en la figura 1 0 y en la figura 1 1 .

La otra medida que se calcula es la altura de la lesión y a partir del marco (1 0) se obtiene midiendo la distancia entre el punto anterior al siguiente en cada lado. Las medidas se obtienen directamente en el escanógrafo.