Cirugía de columna anclada guiada por imágenes con predicción de resultados utilizando redes dinámicas espacio-temporales

by | 4 de Nov, 2022 | 0 comments

Resumen

Las recientes técnicas quirúrgicas sin fusión para la cirugía correctiva de la columna, como la modulación del crecimiento del cuerpo vertebral anterior (AVBGM), permiten tratar deformaciones de la columna de leves a graves al unir los cuerpos vertebrales, lo que ayuda a preservar la flexibilidad de la parte inferior de la espalda. Pronosticar el resultado de AVBGM de pacientes esqueléticamente inmaduros sigue siendo difícil de alcanzar con varios factores involucrados en el anclaje vertebral correctivo, pero podría ayudar a los cirujanos ortopédicos a planificar y adaptar los procedimientos de AVBGM antes de la cirugía. Presentamos un marco intraoperatorio que pronostica los resultados durante la cirugía AVBGM en pacientes con escoliosis. El método se basa en redes correctivas espacio-temporales, que aprenden la similitud en las correcciones segmentarias entre pacientes e integran un mecanismo de cambio a largo plazo diseñado para hacer frente a las diferencias de tiempo en el inicio de las fechas de cirugía, entre pacientes en el conjunto de entrenamiento. El modelo captura dependencias geométricas dinámicas en pacientes con escoliosis, asegurando la dependencia a largo plazo con dinámica temporal en la evolución de la curva y características integradas de discos intervertebrales extraídos de T2-w MRI. La función de pérdida de la red introduce un término de regularización basado en la ruta geodésica por partes del promedio grupal aprendido para garantizar que las transformaciones correctivas generadas sean coherentes con respecto a la evolución observada de las correcciones de la columna en los exámenes de seguimiento. La red se entrenó en 695 modelos de columna vertebral en 3D y se probó en 72 pacientes quirúrgicos utilizando un conjunto de reconstrucciones de columna vertebral en 3D como entradas. La red espacio-temporal predijo resultados con errores de 1,8 ± 0,8 mm en puntos de referencia anatómicos en 3D, lo que generó geometrías similares a las reconstrucciones de la columna vertebral obtenidas en seguimientos de uno y dos años y con mejoras significativas en los modelos biomecánicos y de aprendizaje profundo comparativos.

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