Investigadors de la Universitat Pompeu Fabra (UPF), en col·laboració amb l’Hospital del Mar, han desenvolupat models computacionals que permeten simular cirurgies de columna vertebral personalitzades a cada pacient. La tecnologia facilita la detecció i la prevenció de riscos abans de l’operació, amb l’objectiu que la intervenció es pugui fer de manera més segura. En concret, els models virtuals corregeixen la deformitat de la columna en adults –ASD, en anglès–, una patologia que altera l’alineació vertebral i l’equilibri postural del pacient i que provoca dolor i limitació funcional.

Per corregir la deformitat cal fer complexos muntatges, anomenats instrumentacions, que consisteixen a col·locar cargols dintre de les vèrtebres connectats per barres. Tot i els avenços mèdics, les intervencions comporten riscos importants de complicacions mecàniques, com la fallada de la unió proximal, com es diu l’afectació de la unió entre l’última vèrtebra instrumentada i la primera vèrtebra mòbil. Això pot causar diferents lesions, des de fractures fins a la compressió de la medul·la espinal, amb conseqüències greus com dolor invalidant, incapacitat per mantenir-se dret o problemes de mobilitat a les cames. La seva afectació és del 30% dels pacients i la solució requereix una cirurgia.

Per afrontar el repte i reduir el risc de segona cirurgia, un equip de la Unitat de Recerca BCN MedTech del Departament d’Enginyeria de la UPF, en col·laboració amb l’Hospital del Mar, ha desenvolupat models computacionals sofisticats i específics per a cada pacient. Els models permeten recrear, de manera virtual, diferents escenaris quirúrgics i forces biomecàniques, i ofereixen dades quantitatives que complemen les avaluacions clíniques existents. L’hospital ha proporcionat la hipòtesi clínica i els casos clínics reals per validar simulacions i així els investigadors poden centrar-se en els pacients més complexos i de més risc, cosa que permet ajustar l’estratègia quirúrgica a les característiques de cada cas abans d’entrar a quiròfan.

L’estudi mostra que una estratègia quirúrgica anomenada reducció de la densitat d’implants –IDR, en anglès– pot reduir de manera significativa les complicacions postoperatòries. L’IDR consisteix a utilitzar menys cargols de manera estratègica per fixar la columna, i així disminuir la tensió entre els discos i millorar l’estabilitat dels implants. En pacients amb ossos sans i implants de titani, el treball apunta que la tècnica pot reduir fins a un 70% la tensió sobre els discos i millorar més d’un 140% l’estabilitat de cargols restants. La distribució planificada i estratègica permet a la columna suportar millor les tensions naturals després de la cirurgia i reduir el risc de complicacions.