Estudio biomecánico del tórax humano: aplicaciones en las técnicas quirúrgicas para la corrección del Pectus excavatum y Pectus carinatum

Abstract

El Pectus excavatum y el Pectus carinatum son dos de las malformaciones más comunes que afectan a la caja torácica. El Pectus excavatum se caracteriza por ser una depresión de grado variable de la pared anterior del tórax, mientras que el Pectus carinatum por ser una protrusión del esternón y de sus costillas adyacentes. Ambas malformaciones requieren de tratamiento quirúrgico cuando son graves, siendo actualmente la técnica de Nuss, consistente en introducir una barra metálica convexa en el tórax a través de una pequeña incisión lateral para llevar al esternón a su posición natural, la más usada en niños y adolescentes debido a sus excelentes resultados. Sin embargo, uno de los inconvenientes de dicha técnica es que su uso en adultos favorece la aparición de altas tensiones en el tórax y demás complicaciones que pueden arruinar la corrección. No obstante, aunque a lo largo de los años se han desarrollado mejoras de la técnica, en el Hospital Insular de Las Palmas de Gran Canaria se han propuesto una serie de modificaciones enfocadas principalmente en reducir la rigidez de la caja torácica de los pacientes adultos a partir de una de osteotomía esternal y condrotomías selectivas de cartílagos. El objetivo de la tesis ha sido el estudio y comparativa de tales modificaciones con la técnica estándar a través de un análisis por elementos finitos sobre modelos 3D, obtenidos mediante imágenes TAC, que simulan la anatomía de la caja torácica con distintos niveles de afectación. Los resultados han llevado a concluir que dichas propuestas producen una reducción apreciable de la fuerza necesaria para corregir las malformaciones sujetas a estudio y, a su vez, de sus rigideces, siendo un recurso aplicable durante el desempeño de la técnica de Nuss.

Pectus excavatum and Pectus carinatum are two of the most common malformations affecting the rib cage. Pectus excavatum is characterised by a variable degree of depression of the anterior chest wall, while Pectus carinatum is a protrusion of the sternum and its adjacent ribs. Both malformations require surgical treatment when they are severe. Currently, the Nuss technique, which consists of introducing a convex metal bar into the thorax through a small lateral incision to bring the sternum back to its natural position, is the most commonly used technique in children and adolescents due to its excellent results. However, one of the disadvantages of this technique is that its use in adults favours the appearance of high stresses in the thorax and other complications that can ruin the correction. However, although improvements have been made to the technique over the years, a series of modifications have been proposed at the Hospital Insular de Las Palmas de Gran Canaria, mainly focused on reducing the stiffness of the thoracic cage in adult patients using a sternal osteotomy and selective cartilage chondrotomies. The aim of the thesis has been to study and compare these modifications with the standard technique through finite element analysis on 3D models, obtained from CT images, that simulate the anatomy of the rib cage with different levels of malformation. The results have led to the conclusion that these proposals produce an appreciable reduction in the force required to correct the malformations under study and, in turn, in their stiffness, being an applicable resource during the performance of the Nuss technique.