Realidad Virtual en el Adiestramiento en Cirugía Mínimamente Invasora

J F PATIÑO, MD, FACS (Hon), SCC (Hon).

La formación del cirujano, en la antesala del siglo XXI, se hace a través de métodos ortodoxos dentro del marco de la educación graduada, cuyos principios fueron definidos a comienzos del siglo XX (8).

El adiestramiento del cirujano, desde entonces, se ha caracterizado por programas de rígida y bien reglamentada estructura que garantizan la idoneidad de quienes completan una residencia hospitalaria formal.

Sin embargo, se reconocen evidentes fallas y aspectos débiles en los programas universitarios actuales, lo cual es muy aparente al contemplar las sobrecogedoras perspectivas del progreso de la ciencia y la tecnología. La cibernética, la física, la electrónica, la tecnología robótica, las matemáticas, las ciencias de la computación, son áreas que no poseen suficiente expresión en los actuales planes de adiestramiento quirúrgico.

La gran revolución quirúrgica que ha producido el advenimiento de la colecistectomía laparoscópica, revolución que es apenas comparable a la creada por la anestesia en el siglo pasado, representa un hito en la evolución de la tecnología quirúrgica. Su creciente aplicación clínica ha demostrado ser de enonne beneficio individual y colectivo, si se tiene en cuenta que la colecistectomía laparoscópica se asocia con una pennanencia hospitalaria más corta y un menor grado de incapacidad, con la consiguiente disminución de costos.

En un lapso extremadamente breve, y en fonna que no tiene antecedentes en la historia de la cirugía, la colecistectomía laparoscópica se ha convertido en el “patrón oro” para el tratamiento de la colelitiasis y ha abierto toda una gama de novedosas aplicaciones en la terapéutica quirúrgica para diversidad de entidades patológicas.

La cirugía laparoscópica debe ser vista más allá del concepto de una nueva instrumentación: se trata de una nueva clase de cirugía, por cuanto representa un acceso enteramente diferente a la terapéutica quirúrgica, realmente una reciente actitud y, tal vez, una moderna teoría quirúrgica.

A pesar de su vertiginosa aceptación, tanto por el público como por el establecimiento quirúrgico, en el estado actual de su desarrollo la colecistectomía laparoscópica es un procedimiento potencialmente más riesgoso que la colecistectomía abierta. Los centros de referencia de todo el mundo infonnan incrementos en el número de pacientes con lesiones iatrogénicas de la vía biliar, lesiones que deben calificarse como verdaderamente “malignas”, por cuanto conllevan elevada morbilidad y tienen un pronóstico reservado. Un principio fundamental de la cirugía es primum non nocere, primero no hacer daño (9).

La razón principal para que se produzca una lesión iatrogénica de la vía biliar es la llamada “curva de aprendizaje”. Este término se refiere al fenómeno de su mayor incidencia en pacientes operados por cirujanos que se inician en la realización del novel procedimiento. Naturalmente esto no debe ser así, por cuanto un cirujano que emprenda un procedimiento laparoscópico o de cualquier tipo, debe ser totalmente idóneo, en virtud de un buen adiestramiento.

En el pasado XXXV Congreso Mundial de Cirugía, celebrado en Hong Kong en agosto de 1993, Alfred Cushieri de Dundee, Escocia, se refirió al tema y planteó que el concepto de “la curva de aprendizaje” es éticamente inaceptable y que un paciente no tiene por qué pagar el insuficiente adiestramiento por parte de su cirujano. Se refirió también a la necesidad de establecer laboratorios de adiestramiento quirúrgico y utilizar órganos artificiales y simuladores (6).

Como producto de la aplicación de las sofisticadas técnicas de imaginología diagnóstica y de los avances en computación, ha aparecido la realidad virtual como un espectacular avance de enonnes implicaciones técnicas, educativas, socio-económicas y éticas. Su incorporación como un valioso métJdo de enseñanza abre interesantes perspectivas, especialmente en lo referente a los laboratorios de adiestramiento en las nuevas técnicas de cirugía mínimamente invasora (7, 10, 12, 13).

Los actuales métodos de adiestramiento quirúrgico

El adiestramiento quirúrgico es un proceso de gran complejidad que comprende tanto la adquisición de conocimientos teóricos como la capacitación práctica, dentro de un programa de responsabilidad clínica progresiva.

El moderno cirujano es bastante más que un operador hábil; es un científico capaz de aplicar los modernos conocimientos en biología y fisiología al tratamiento de sus pacientes. Sin embargo, un componente necesario de tal adiestramiento es el de la destreza manual, el cual implica el concepto de la manipulación anatómica directa de órganos y tejidos.

La adquisición de habilidad qUlrurgica comprende tanto los aspectos cognoscitivos como los técnicos, y cada uno de éstos tiene sus propios estándares.

La capacitación práctica usualmente se hace por tutoría en la realización de procedimientos operatorios de creciente complejidad, bajo la supervisión de cirujanos expertos.

Adquirir destreza en los procedimientos endoscópicos en la actual era de tecnología de avanzada, requiere una planeación educacional imaginativa orientada a abarcar los diferentes campos del conocimiento anatómico y fisiológico.

En tanto que no existe sustituto para los programas prácticos de ejecución de procedimientos por parte de cirujanos en adiestramiento, es evidente que se deben aprovechar las modernas tecnologías educacionales que proveen toda una riqueza de información a través de los programas denominados “multimedia”.

Existen programas, comercialmente disponibles, de autoinstrucción, de tipo interactivo, los cuales van desde la transmisión televisada en directo, pasando por programas en CD – ROM Y videodiscos, imágenes tridimensionales generadas por computador, hasta el desarrollo más reciente y espectacular, la realidad virtual.

Políticas y tendencias educacionales

Tal vez no existe otra área en el campo de la medicina clínica que demande en forma tan perentoria la redefinición del proceso educacional como la gastroenterología, tanto la médica como la quirúrgica, porque tampoco hay otra área que exhiba tan rápido y prodigioso desarrollo tecnológico. Sólo la mención de los campos de la nutrición clínica, la hepatología y la endoscopia diagnóstica y terapéutica basta para ilustrar el punto y también para reconocer que las tradicionales fronteras que delimitaron las especialidades están siendo borradas y que ya es tiempo de pensar en su reorganización.

Confrontados con la expansión meteórica de las nuevas tecnologías endoscópicas, los centros académicos y las organizaciones profesionales, especialmente de los Estados Unidos, comienzan a divulgar pronunciamientos sobre política educacional y guías y directrices orientadas a en cauzar y racionalizar los programas de capacitación y adiestramiento (10).

Tales pronunciamientos se refieren a las principales áreas involucradas en el proceso educacional y de adiestramiento como la capacitación por tutoría o pasantía (fellowship),
las habilidades endoscópicas básicas y avanzadas, los métodos de investigación, la acreditación y el otorgamiento de licencias y prerrogativas hospitalarias y la recertificación
(10).

Los programas ya mencionados de tutoría o pasantía, denominados comúnmente fellowship, se refieren a planes de capacitación altamente especializada en el posgrado de tercer nivel, o sea, a los que se cumplen luego de haber completado una residencia formal en medicina interna o en cirugía general.

La habilidad y destreza en endoscopia se adquieren mediante la realización de procedimientos diagnósticos y terapéuticos bajo estricta, dedicada e inteligente tutoría y supervisión (4, 5, 17). Estudios destinados a definir el número de procedimientos necesarios para llegar a un nivel inicial de destreza, indican que se requieren más de 100 procedimientos de endoscopia sobre el tracto gastrointestinal superior o de colonoscopias para el logro de tal fin (5).

El adiestramiento técnico incluye tres elementos fundamentales: a) aprendizaje didáctico; b) adiestramiento práctico; c) experiencia clínica supervisada (3).

El aprendizaje didáctico se logra mediante los métodos tradicionales de conferencias y clases, lecturas dirigidas, discusiones, talleres y seminarios, así como a través del uso de las modernas tecnologías educacionales arriba mencionadas, especialmente las de simulación por computador.

Asbun y Reddick (1) han investigado con los cirujanos en el sector académico y en práctica privada, cuáles son los criterios recomendables para la capacitación y certificación en colecistectomía laparoscópica. El 74% de los cirujanos interrogados indicó que se debe exigir un curso breve que incluya prácticas de laboratorio en animales, el 84% conceptuó que también se requiere una preceptoría inicial en las operaciones en humanos y el 66% opinó que antes de la certificación y adjudicación definitiva de las prerrogativas hospitalarias, el cirujano debe ser sometido a un período probatorio durante el cual se revise cuidadosamente la morbilidad.

En nuestro país, la Sociedad Colombiana de Cirugía y el Centro Médico de los Andes de la Fundación Santa Fe de Bogotá, así como otras instituciones, han hecho la definición de los requerimientos para certificación de los cirujanos en colecistectomía laparoscópica y han organizado cursos regulares de capacitación teórica y práctica para cirujanos generales, y también programas de tutoría para los cirujanos en práctica privada. Las nuevas generaciones de cirujanos ya están recibiendo la capacitación en cirugía laparoscópica como parte integral de su adiestramiento formal, y por ello es previsible que muy pronto habrá de cesar la necesidad de los cursos cortos de adiestramiento para cirujanos.

En los Estados Unidos, Zucker y colaboradores (18), han descrito bien la metodología para el adiestramiento y la certificación en cirugía laparoscópica.

La American Society for Gastrointestinal Endoscopy (ASGE), la Society of American Gastrointestinal Endoscopic SurReons (SAGES) y la Society for Surgery of the Alimentary Tract (SSA T) han desarrollado guías y recomendaciones especiales para la debida certificación y adjudicación de las prerrogativas hospitalarias (2, 11, 14, 15).

Adquisición de habilidades: el renacimiento de los laboratorios de práctica quirúrgica.

La colecistectomía laparoscópica y los nuevos procedimientos de cirugía abdominal y torácica mínimamente invasora han revelado los puntos débiles de la nueva tecnología operatoria (13): a) ausencia de la percepción de profundidad; b) dificultad de los movimientos, realmente torpes, que resultan del uso de largos instrumentos rígidos que ejercen un incómodo efecto de palanca; c) ausencia de sensación táctil por parte del operador.

Hace unos decenios, las facultades de medicina de América Latina poseían laboratorios de técnica quirúrgica muy bien dotados, en los cuales los estudiantes aprendían las técnicas operatorias fundamentales. Tales laboratorios fueron desapareciendo a medida que los programas de adiestramiento quirúrgico incorporaron la tutoría en salas de cirugía como parte fundamental de la residencia hospitalaria.

En los antiguos laboratorios de técnica quirúrgica se hacía enseñanza práctica en animales anestesiados, lo cual tiene hoy serias implicaciones y limitaciones. En efecto, en varios países existe prohibición legal de utilizar animales vivos con este propósito y en la mayoría de las naciones se plantean restricciones de orden ético.

Aparece lógica, entonces, la utilización de órganos artificiales, los cuales han sido desarrollados gracias a las nuevas tecnologías químicas, sobre todo en la línea de los productos sintéticos. También han aparecido maniquíes, algunos capaces de reproducir fenómenos fisiológicos que pueden ser registrados por los monitores electrónicos. Otros laboratorios también utilizan órganos animales frescos provenientes de los mataderos de las grandes ciudades.

Pero son los modelos de simuladores creados por computador los que merecen la mayor atención en la actualidad. En medicina estamos aprendiendo la lección de la aeronáutica; el adiestramiento de los pilotos se hace en sofisticados simuladores que reproducen totalmente el ambiente de las cabinas de mando de los aviones, así como las condiciones normales y anormales del vuelo. Cierta mente, no podríamos concebir “la curva de aprendizaje” en el campo de la aeronáutica.

Cirugía de telepresencia y realidad virtual

Simon ha resumido en una reciente publicación las nuevas tecnologías de manipulación remota bajo el intrigante título de “Cirugía 2001” (13). La aplicación de las tecnologías de manipulación remota ha dado origen a un nuevo concepto, el cual se conoce como cirugía de telepresencia.

La unión de un sistema de cirugía de telepresencia con un sistema de realidad virtual resulta en los simuladores quirúrgicos, los cuales vienen a corregir los defectos existentes en el adiestramiento de cirujanos en las novedosas técnicas mínimamente invasoras.

Simon también propone las siguientes definiciones, las cuales han sido adoptadas por las personas que trabajan en el desarrollo de los modernos sistemas de telepresencia y de realidad virtual (13):

Robótica: es la ciencia que se relaciona con la ejecución por medio de aparatos automatizados, de acciones que normalmente son realizadas por los seres humanos.

Teleoperación: se refiere a la extensión de la capacidad de manipulación a un lugar remoto por medio de un manipulador controlado por el ser humano.

Telerrobótica: una forma de teleoperación en la cual un robot ejecuta el acto quirúrgico mediante la información que le provee el cirujano humano, quien actúa como supervisor,
y la información que el mismo robot genera por medio de sensores y que analiza en su inteligencia artificial.

Telepresencia: es la teleoperación más la información sensorial que recibe el manipulador remoto de su ambiente operatorio, la cual es comunicada al cirujano humano en tal forma que éste percibe sensación táctil en su ubicación distante del escenario operatorio.

La cirugía de telepresencia se encuentra en pleno desarrollo y está próxima a ser comercializada.

El sistema consiste, básicamente, en una estación de trabajo que incluye un computador, estación que es manejada por el cirujano humano, quien a su vez utiliza un manipulador remoto para la ejecución del procedimiento operatorio. El cirujano, ubicado en la estación de trabajo, percibe una imagen tridimensional de la región anatómica sobre la cual debe intervenir, generada a partir de imágenes tomográficas de los órganos del paciente y utiliza un manipulador articulado que elimina los inconvenientes de los actuales instrumentos rígidos. En efecto, éstos ejercen un indeseable efecto de palanca que dificulta mucho la manipulación operatoria. Los nuevos instrumentos flexibles y articulados, eliminan este efecto.

En el pasado Congreso Clínico del Colegio Americano de Cirujanos celebrado en San Francisco en octubre de 1993, Treat se refirió también a las nuevas tecnologías de manipulación remota (16). El manipulador quirúrgico remoto es un instrumento mecanizado con múltiples movimientos, gracias a diversas articulaciones. Esto permite, como característica muy importante, la minimización de los movimientos o micromanipulación, algo enteramente opuesto a lo que ocurre con el instrumento largo y rígido que se emplea en la actualidad.

Gracias a estos instrumentos, el teleoperador humano podrá realizar maniobras micrométricas de gran precisión. Además, los nuevos instrumentos incorporados a robots inteligentes, permitirán una mayor precisión y seguridad en las manipulaciones quirúrgicas.

Tal como lo ha dicho Simon, “la cirugía de telepresencia representa un salto de proporciones olímpicas hacia una nueva generación de intervencionismo quirúrgico” (13).

El desarrollo de simuladores qUlrurgicos capaces de proveer ambientes artificialmente creados, de gran realismo y con capacidad de interacción, ha llevado al concepto de la clínica virtual, el cual ha sido planteado por McGovem y McGovem (7).

La oficina de Recursos Educacionales de la Federación Panamericana de Asociaciones de Facultades (Escuelas) de Medicina, FEP AFEM, ha iniciado el desarrollo de un proyecto sobre el uso de la realidad virtual en el adiestramiento quirúrgico de posgrado, para ser ejecutado con la colaboración de la Fundación Santa Fe de Bogotá.

La cirugía de realidad virtual seguramente se convertirá muy pronto en un sistema eficaz de adiestramiento quirúrgico que permitirá sustituir ventajosamente el uso de animales vivos en los laboratorios de técnica quirúrgica.

Referencias

1. Asbun H J, Reddick E J: Credentialing in laparoscopic surgery: survey of physicians. J Laparoendosc Surg 1992; 2: 27-32.
2. ASGE: Methods of granting hospital privileges to perforrn gastrointestinal endoscopy.
ASGE Publication No. 1012. Gastrointest Endosc 1988; 34(Suppl): 28S-9S.
3. Baillie J, Ravich W J: On endoseopie training and procedural competence. Ann Int Med 1993; 118: 73-4.
4. Bond J H: Control of the volume of gastrointestinal endoscopy. Gastrointest Endosc 1993; 39: 102-3.
5. Cass O W, Freeman M L, Peine C J et al: Objetive evaluation of endoscopic skills during training. Ann Int Med 1993; 118: 40-4.
6. Cushieri A. CICO Main Session: What is sensible and what is circus? A R Brown, J Puig La Calle, Moderators. 35th world Congress of the International Society of Surgery. Hong Kong. Augusl 22-27, 1993.
7. McGovern L: The virlual clinie, a virtual reality surgieal simulator. Ciné-Med, woodbury CT, 1993 8. Patiño J F: Un curriculum equilibrado. Trib Médica 1993a; 88: 271-9.
9. Patiño J F: Primum non nocere. Trib Médica 1993b; 88: 1-2.
l0. Patiño J F: Training in laparoscopic surgery. Presented al the 4th World Congress of the International Gastro-Surgical Club. Madrid, Oct 27-30, 1993 (en proceso de publicación en:
Hepatogastroenterology, 1994).
11. SAGES. Granting of privileges for gastrointestinal endoscopy by surgeons, SAGES Publication No. 11, 1991. SAGES, Texas Avenue, Suite 101, Los Angeles, CA 90025.
12. Satava R M: Virtual reality surgical simulators. Surg Endosc 1993; 7: 203-5.
13. Simon 1 B: Surgery 2001. Surg Endosc 1993; 7: 462-3
14. SSAT. Sociely for Surgery of the Alimentary Tract: Resolution Concerning Privileges to Perform Laparoscopic Cholecystectomy. Los Angeles, 1990.
15. Taylor I L, Grendell J, Cohen S: American Gastroenterological Association. AGA Governing Board Policy Statement on Training and Education. Gastroenlerology 1992; 103: 1127-32.
16. Trait M R: Technologica1 developments in minimally invasive therapy. In: ACS Postgraduate Course No. 7. 79th Annual Clinieal Congress of the American College of Surgeons. San Francisco. Oct 10-15, 1993.
17. Vennes J A, Ament M, Boyce H W et al: Principies of training in gastrointestinal endoscopy. Gastrointest Endosc 1992; 38: 743-6.
18. Zucker K A, Bailey B W, Graham S M et al: Training for laparoscopic surgery. World J Surg 1993; 17: 3-7

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Doctor José Félix Patiño, Pro! Hon. de Cirugía de la U. Na!. de Colombia. Dpto. de Cirugía, F.S.F.B .. Bogotá, D.C.. Colombia.