Navegación dinámica guiada por función en la resección de malformaciones arteriovenosas elocuentes: integración de realidad aumentada, tractografía y mapeo con paciente despierto
Function-guided dynamic navigation in the resection of eloquent arteriovenous malformations: integration of augmented reality, tractography, and awake mapping
José Luis Acha, Luis Contreras, Adriana Bellido
Resumen
La resección microquirúrgica de malformaciones arteriovenosas (MAV) en áreas cerebrales elocuentes exige un delicado equilibrio entre lograr
una exclusión completa de la lesión y preservar la función neurológica. La neuronavegación convencional, aunque útil, puede perder precisión durante la cirugía debido al brain shift. Nuestro objetivo fue mostrar cómo la integración de realidad aumentada (RA), tractografía por DTI y mapeo cerebral con paciente despierto puede aportar una guía dinámica y funcional para la resección de MAV. Se presenta el caso de una paciente de 36 años con una MAV frontal izquierda grado II (Spetzler-Martin), intervenida mediante un protocolo Asleep–Awake–Asleep. Se fusionaron angiografía digital 3D, resonancia magnética y tractografía DTI del fascículo arqueado en un modelo holográfico de RA. Intraoperatoriamente, la RA permitió una visualización “transcortical” del nido y de los tractos de sustancia blanca, facilitando la adaptación en tiempo real frente al desplazamiento cerebral. Durante la fase despierta se realizó estimulación eléctrica cortical y subcortical para validar los límites funcionales. La guía por RA permitió una identificación precisa de los vasos aferentes y planos de disección, preservando las áreas del lenguaje. La angio-TC postoperatoria confirmó la resección completa, sin déficits neurológicos. La RA integrada al mapeo con paciente despierto compensa las limitaciones de la navegación estática y ofrece una herramienta dinámica para la cirugía de MAV en áreas elocuentes.
Palabras clave
Abstract
Microsurgical resection of arteriovenous malformations (AVMs) in eloquent areas is challenged by the need for complete exclusion while preserving functional integrity. Conventional neuronavigation often loses precision due to intraoperative brain shift. We aimed to demonstrate the utility of integrating Augmented Reality (AR), DTI-tractography, and awake mapping to achieve dynamic, function-guided AVM resection. A 36-year-old female with a Spetzler-Martin Grade II left frontal AVM underwent resection using an Asleep-Awake-Asleep protocol. Preoperative 3D DSA, MRI, and DTI-tractography (focusing on the arcuate fasciculus) were fused into a holographic AR model. Intraoperatively, AR provided “transcortical” visualization of the nidus and white matter tracts, facilitating real-time recalibration for brain shift. Cortical and subcortical direct electrical stimulation was used during the awake phase to validate functional margins. AR-guided craniotomy and dissection allowed for precise identification of feeder arteries and gliotic planes while preserving critical language tracts. Continuous correlation between AR visualization and linguistic performance ensured safe resection. Postoperative CT angiography confirmed total nidus obliteration. The patient remained neurologically intact, with a modified Rankin Scale (mRS) score of 0 at the six-month follow-up. The integration of AR-based dynamic navigation and awake functional mapping facilitates precision connectomic neurosurgery for eloquent AVMs. This multimodal approach overcomes the limitations of static navigation, enhancing surgical accuracy and optimizing functional outcomes.
Keywords
References
1. Spetzler RF, Martin NA. A proposed grading system for arteriovenous malformations. J Neurosurg. 1986;65(4):476-83. https://doi.org/10.3171/jns.1986.65.4.0476. PMid:3760956.
2. Hervey-Jumper SL, Berger MS. Role of language and cognitive mapping in resection of gliomas in critical areas. Neurosurgery. 2016;79(4):503-14. doi: 10.1227/NEU.0000000000001273.
3. Duffau H. The huge plasticity of the orofacial motor cortex: from brain mapping to perisylvian connectomics. World Neurosurg. 2016;93:403-408. doi: 10.1016/j.wneu.2016.06.015
4. Gabarrós A, Young WL, McDermott MW, Lawton MT. Language and motor mapping during resection of brain arteriovenous malformations: indications, feasibility, and utility. Neurosurg Focus. 2011;30(2):E11. https://doi.org/10.3171/2010.10.FOCUS10214
5. Meola A, Cutolo F, Carbone M, Cagnazzo F, Ferrari M, Ferrari V. Augmented reality in neurosurgery: a systematic review. Neurosurg Rev. 2017;40(4):537-48. https://doi.org/10.1007/s10143-016-0732-9. PMid:27154018.
6. Zhang G, Yang J, Yang K, et al. Effectiveness of multimodal navigationguided microsurgery for brain AVMs. Front Neurol. 2023;14:1154321. https://doi.org/10.3389/fneur.2023.1154321
7. Shinozaki S, Kato Y. Minimally invasive microsurgery for AVM using 3D-navigation and DTI. Asian J Neurosurg. 2022;17(4):556-561. https://doi.org/10.1055/s-0042-1757223
8. Cannizzaro D, Zaed I, Safa A, et al. Augmented reality in neurosurgery: state of the art and future projections. A systematic review. Front Surg. 2022;9:864792. doi:10.3389/fsurg.2022.864792
9. Najera E, Lockard G, Saez-Alegre M, Piper K, Jean WC. Mixed reality in neurosurgery: redefining the paradigm for arteriovenous malformation planning and navigation to improve patient outcomes. Neurosurg Focus. 2024;56(1):E5. doi:10.3171/2023.10.FOCUS23637
10. Harikrishna A, Chatzidakis S, Ishak A, et al. Awake craniotomy in patients with arteriovenous malformation: a systematic review and meta-analysis. Med Int (Lond). 2024;4(4):42. doi:10.3892/mi.2024.166
11. Semione G, Almeida GO, Lepine HL, et al. Awake craniotomy for eloquent brain arteriovenous malformations: a systematic review and individual patient data meta-analysis. World Neurosurg. 2025;195:123609. doi:10.1016/j.wneu.2024.123609
12. Silva LL, Tuncer MS, Vajkoczy P, Picht T, Rosenstock T. Distinct approaches to language pathway tractography: comparison of anatomybased and functional mapping techniques. J Neurosurg. 2021;136(2):589-600. doi:10.3171/2020.12.JNS204028
13. Satoh M, Nakajima T, Yamaguchi T, Watanabe E, Kawai K. Evaluation of augmented-reality based navigation for brain tumor surgery. J Clin Neurosci. 2021;94:305-314. doi:10.1016/j.jocn.2021.10.033
14. Han H, Gao D, Ma L, et al. Long-term outcomes of microsurgery and stereotactic radiosurgery for arteriovenous malformations: a propensity score-matched analysis. Int J Surg. 2023;109(12):3983-3992. doi:10.1097/JS9.0000000000000751
15. Magnani M, Rustici A, Zoli M, et al. Connectome-based neurosurgery in primary intra-axial neoplasms: beyond the traditional modular conception of brain architecture. Life (Basel). 2024;14(1):136. doi:10.3390/life14010136
Submitted date:
05/09/2026
Accepted date:
05/14/2026
Publication date:
06/13/2026
