La Cirugía del Siglo XXI Nuevas Tecnologías

*Juan Carlos Góngora Arango; **Jacques Marescaux;

Resumen

Los cirujanos estamos presenciando la revolución más importante de la cirugía en toda su historia. La llegada de la informática permitió el desarrollo de la cirugía mínimamente invasiva. La realidad virtual y la simulación están invadiendo las salas de cirugía y han cambiado completamente la forma de entrenamiento quirúrgico. Los robots están demostrando ser el mejor aliado del cirujano, permitiéndole alcanzar objetivos jamás imaginados. Poco a poco estamos cambiando la manera de manejar a nuestros pacientes.

Introducción

Actualmente los cirujanos nos enfrentamos a una cantidad considerable de nuevos términos como: cirugía laparoscópica, realidad virtual, simulación, teleconferencia, telepresencia y cirugía robótica. Estos términos pueden resultar un poco pesados, desconocidos e inclusive aparentemente inalcanzables. En el año de 1995 había 112 publicaciones en Medline relacionadas con telemedicina y para este año ya existen 4.3001. En vista de lo anterior y del rápido avance de la investigación en cirugía, el cirujano de este nuevo siglo debe conocer cuál es su significado y su aplicación actual y futura2.

El objetivo central de esta revisión es acercar al lector a lo que parece el cambio más importante en la historia de la cirugía y formar un sentido de necesidad en la práctica cotidiana.

La Revolución de la Informática

Muchos cambios en nuestra vida han ocurrido gracias al incremento en el poder de los computadores. El mejor ejemplo es el Internet, el cual provee acceso inmediato a información que hace pocos años era casi inalcanzable. El computador hace parte de todas las áreas de la vida cotidiana y la cirugía no podía escaparse a ello3.

La primera revolución en la cirugía se dio a finales del siglo XIX, cuando se unieron los esfuerzos de Bilroth con sus nuevas técnicas e instrumentos, de Lister con la antisepsia, de Virchow con la patología y de Moore con la anestesia4. Desde entonces, sólo se habían logrado pequeñas variaciones en las técnicas e instrumentales utilizados en cirugía5. Inclusive algunas de las pinzas que utilizamos rutinariamente en cirugía laparoscópica son las mismas que se utilizaron hace treinta años para la manipulación de materiales tóxicos y radioactivos6.

Pero las cosas han cambiado. Aunque ocasionalmente no nos demos cuenta, la medicina está llena de información digital7. En el National Science Foundation Workshop on Medical Applications of Virtual Reality en 1994, se concluyó que un médico maneja el 80 a 90% de su información de manera digital4. El paciente hace la cita por Internet, la historia clínica se maneja en el computador, el hemograma y la tomografía son representaciones digitales de la fisiología y la anatomía, se evalúa al paciente observando los monitores de presión arterial y pulso, y actualmente hemos remplazado gran parte de nuestros textos de consulta por CD-ROM y sitios de Internet.

Hace poco más de 10 años no creíamos que se hubiera realizado una colecistectomía por vía laparoscópica. Ahora somos testigos de la realidad. La cirugía endoscópica ha cambiado la forma de operar en todas las especialidades quirúrgicas. El paso de la era industrial a la era de la informática es responsable de todos los avances que se dan actualmente en cirugía. Estamos cerrando el capítulo de los procedimientos invasivos y abriendo el de los procedimientos mínimamente invasivos4. Quizás estamos presenciando la más grande revolución en la historia de la cirugía.

Aplicación Actual

Esta revolución tiene un impacto muy importante sobre la enseñanza médica y el entrenamiento en cirugía8. Un estudiante de medicina ya no tiene que imaginar cómo son las ramas de la aorta; ahora puede sentarse frente a su computador personal para observarla, rodearla, y reconocer sus órganos vecinos, inclusive puede tocarla o si lo desea puede navegar en su interior y sentir la textura de una placa ateromatosa. De igual manera, un residente de cirugía puede navegar por el tracto gastrointestinal, ver una úlcera, sentirla, hacer una biopsia virtual, predecir qué ocurriría con el tratamiento médico e inclusive realizar la cirugía a su paciente cuantas veces lo desee antes de llevarlo al quirófano.

Actualmente, múltiples instituciones en el mundo investigan, perfeccionan y utilizan de rutina la informática aplicada a la cirugía.

Telemedicina

La telemedicina es la utilización de las comunicaciones basadas en la informática (telemática), en el campo médico9, 10. Es la transmisión de la historia clínica, radiografías, placas de patología e intervenciones quirúrgicas con el objetivo de realizar una interconsulta11, brindar educación12, entrenamiento13 o asistencia a un cirujano14 que se encuentra a distancia. Para transmitir la información médica se requiere digitalizarla12. Digitalizar es convertir los átomos en bits15, 16, lo cual se representa perfectamente cuando enviamos un correo electrónico en lugar de colocar una carta en el correo.

Como se había mencionado previamente, la digitalización hace parte del mundo del cirujano. En cirugía laparoscópica el cirujano se guía por una imagen en un monitor; esto es realmente un órgano físico convertido en un órgano digital, las tomografías y resonancias son representaciones digitales de la anatomía y la oximetría de pulso es la representación digital del contenido de oxígeno en la sangre del paciente17.

La telemedicina permite realizar interconsultas e intercambiar conceptos sin desplazar al paciente. De esta manera un staff médico internacional puede evaluar y tomar decisiones acerca de casos clínicos complejos, resultando en el mejor beneficio para el paciente y para el médico. Otra posibilidad con la telemedicina es la educación y el entrenamiento en cirugía a pesar de que los cirujanos en formación y los expertos se encuentren a cientos de kilómetros de distancia unos de otros.

Pero para lograr los mejores resultados se requiere que la telemedicina sea interactiva. La interactividad es la posibilidad que tienen los participantes de hablar, preguntar y discutir durante una sesión de transmisión en vivo. De esta manera, si la información ofrecida en la presentación inicial es insuficiente para algún participante, éste podrá solicitar un dato específico de la historia clínica o inclusive ver un sitio de interés en una imagen radiológica con el objetivo de formarse una idea clara del caso clínico que está siendo objeto de discusión1.

Demartines, et al. realizaron un trabajo para evaluar la utilidad de la telemedicina en la educación quirúrgica y el cuidado del paciente. Se realizaron reuniones médicas periódicas entre seis hospitales localizados en cuatro países de Europa. Se discutieron casos clínicos difíciles e interesantes y se transmitieron diferentes técnicas quirúrgicas para su demostración y discusión. Los autores encontraron que la interactividad durante las reuniones es imprescindible, ya que en el 22% de los casos la presentación inicial fue insuficiente para formarse un juicio clínico. Se logró realizar un diagnóstico exacto en el 95% de los casos y el 86% de los participantes estuvieron satisfechos con la calidad educativa ofrecida durante la reunión1.

Teleconsulta

Realizar interconsultas a distancia es sin duda una rama de gran aplicabilidad en telemedicina. Existen áreas en la medicina donde se utiliza rutinariamente. La telerradiología es el envío de imágenes radiológicas digitales a distancia. En el campo militar se ha comprobado el valor de la transmisión de tomografías computarizadas y resonancias magnéticas con excelente calidad de imagen18. El envío de imágenes de patología para una segunda opinión también está ampliamente aceptado19, pero si el patólogo consultante puede mover y seleccionar la mejor imagen usando telecomandos, la precisión diagnóstica es mucho más alta. De esta manera, la interactividad toma un papel importante en la teleconsulta.

La teleconsulta permite disminuir el número de remisiones de pacientes para interconsultas y manejos especializa dos. Esto se traduce en disminución de los costos de traslado y aquellos provenientes de la usual conducta de repetir los exámenes en la institución que recibe al enfermo9.

Teleconferencia

La teleconferencia es una parte de la telemedicina. Es la realización de una conferencia en vivo, en la cual el expositor permanece en su lugar de trabajo sin tener la necesidad de viajar hasta el sitio donde se encuentran los participantes. Éstos a su vez, tienen la posibilidad de interactuar con el expositor, realizando preguntas y discutiendo los casos a pesar encontrarse a cientos de kilómetros de distancia12.

En los cursos avanzados de cirugía laparoscópica del IRCAD-EITS (Instituto de Investigación Contra el Cáncer del Aparato Digestivo – Instituto Europeo de Telecirugía) en Estrasburgo – Francia, la teleconferencia es una modalidad frecuentemente utilizada (figura 1).

Los participantes observan al conferencista presentando sus diapositivas, gráficas y videos en una gran pantalla con excelente calidad de sonido e imagen y sólo deben activar su micrófono para interactuar con el experto. Así la disponibilidad de expertos de todo el mundo se incrementa, ya que no existe la necesidad de viajar, los costos disminuyen y finalmente los participantes asisten a una enseñanza de nivel internacional accediendo al estado del arte de las nuevas técnicas quirúrgicas.

Teleasistencia (telementoring)

La teleasistencia es la colaboración y docencia que un cirujano experto ofrece en tiempo real al cirujano que realiza la cirugía. El cirujano experto, localizado a distancia del quirófano, observa el procedimiento con las mismas condiciones de calidad de imagen y sonido que el cirujano operante17.

Una de las experiencias más interesantes fue la publicada por Cubano M., et al.20, donde cirujanos a bordo del portaaviones Abraham Lincoln realizaron cinco procedimientos laparoscópicos mientras eran guiados por expertos en tierra. El autor demostró que la teleasistencia es aplicable en sitios donde no exista la disponibilidad de un cirujano experimentado.

De otro lado, la teleasistencia permitirá en un futuro próximo la acreditación quirúrgica en cualquier lugar del mundo. Es decir, un grupo de cirujanos expertos evaluarán, calificarán y certificarán el conocimiento y entrenamiento de cirujanos a distancia21, 14.

Realidad virtual

La realidad virtual es un mundo en tercera dimensión creado por el computador que permite al participante sumergirse, navegar e inclusive modificarlo12. Este mundo debe ser lo más parecido posible al mundo real. La realidad virtual utiliza formas de comunicación (interfaces) entre el ser humano y el computador, más avanzadas que las maneras actuales. Se sustituyen el teclado, el mouse y el joy stick por cascos, guantes y vestidos interactivos.

Una tomografía computarizada es una representación digitalizada de la anatomía. Si ésta se imprime en papel fotográfico lo que estamos haciendo es disminuyendo su capacidad de ofrecer información, pero si en cambio se visualiza en un computador, con el software y los recursos adecuados, la podremos observar en tercera dimensión22 y de esta manera obtenemos un órgano virtual. A un órgano específico reconstruido en tercera dimensión se le puede calcular su volumen, realizar vistas endoluminales virtuales, tocarlo e inclusive viajar en su interior12, 17. En el caso del colon, si se utiliza un modelo de navegación militar se obtiene una colonoscopia virtual. La colonoscopia virtual no es invasiva y puede identificar lesiones de 0,5 cm de diámetro, similar a una colonoscopia actual.

Sólo es necesario imaginar lo que se puede hacer aplicando la misma tecnología sobre otros órganos como la vía biliar, los vasos sanguíneos y los bronquios23.

Simulación

La simulación es un sistema o un ejercicio que habilita al participante a reproducir o representar bajo condiciones de prueba, fenómenos que ocurren comúnmente en la vida cotidiana. La simulación se basa en la realidad virtual utilizando imágenes en tercera dimensión12. El ejemplo más claro son los simuladores de vuelo. Estos simuladores han demostrado ser efectivos en el entrenamiento y evaluación de pilotos, militares y astronautas24.

Hoy en día los simuladores son usados en medicina. Chopra utiliza modelos de simulación para enfrentar a residentes de anestesia a situaciones poco comunes y de urgencia. Este autor ha encontrado que los residentes responden más rápida y eficazmente a situaciones como hipertermia maligna e isquemia coronaria que aquéllos que no son entrenados en el simulador25.

En un órgano virtual y con la ayuda de la simulación, el cirujano puede planear un procedimiento quirúrgico y con la tecnología adecuada (interfaces, software), puede realizar la cirugía planeada cuantas veces lo desee. Luego puede elegir las mejores cirugías, editarlas, retirarles los falsos mo vimientos y finalmente lograr el procedimiento perfecto para un paciente específico. Es exactamente lo mismo que hace el director de cine cuando repite una escena varias veces hasta lograr la deseada26. Con base en lo anterior, Altobelli planea procedimientos de cirugía reconstructiva maxilofacial a partir de las imágenes en tercera dimensión de pacientes con anormalidades faciales de tipo traumático o congénito27.

Un modelo de simulación de cirugía hepática desarrollado por Marescaux, permite al cirujano sumergirse y navegar en el órgano. Así, el cirujano conoce la anatomía del hígado, la localización del tumor y su relación con los vasos y conductos biliares. El autor utiliza este modelo para planear y simular el acto quirúrgico en repetidas ocasiones, obteniendo finalmente un procedimiento perfecto12 (figura 2).

Ahora, si no sólo se toman los datos anatómicos, sino que también se integran en un computador los datos fisiológicos y patológicos del paciente, se obtiene un paciente virtual. A este paciente virtual se le pueden aplicar terapias virtuales, tanto médicas como quirúrgicas17. Por ejemplo, en cirugía de cáncer se puede hacer un balance entre la radicalidad y el daño orgánico, se puede saber cuál será la respuesta al trauma quirúrgico en el posoperatorio, se predicen los resultados y la morbilidad, y por ende se evitan complicaciones. De otro lado el paciente conocerá casi exactamente cuál es el riesgo al que se enfrenta y los resultados esperados.

Otra posibilidad con la simulación es crear un mapa quirúrgico en tercera dimensión con base en los datos obtenidos de la navegación y simulación preoperatorias. Si el día del procedimiento se superpone este mapa a la imagen del monitor, el cirujano obtendrá una visión de rayos x, lo que significa realizar una cirugía más exacta y segura4.

No es difícil imaginar todos los cambios que esto traerá Figura 2. Reconstrucción tridimensional para simulación de cirugía hepática. sobre la educación médica y el entrenamiento quirúrgico. Actualmente un residente de cirugía puede realizar cuantas veces lo desee un procedimiento quirúrgico sobre un modelo virtual, es decir, se convierte en casi un experto, antes de hacerlo realmente por primera vez en un paciente.

Cirugía robótica

La cirugía asistida por robots o cirugía de telepresencia es la utilización de un manipulador (aparato) programable para la realización de tareas a través de movimientos programados y variables en un acto quirúrgico28.

La primera mención del uso de robots en instrumentación quirúrgica se dio a principios de la década de los setenta, con el objetivo de hacer cirugía a distancia en el espacio29.

En cirugía los robots son ampliamente utilizados y tienen ventajas con relación a los humanos: tienen mayor exactitud y precisión espacial y pueden repetir múltiples veces el mismo procedimiento con iguales resultados28. Por ejemplo, el cirujano puede tomar aquel procedimiento perfecto logrado a través de la simulación, programarlo en un robot y finalmente éste lo ejecutará de manera perfecta sobre el paciente12, 26.

Actualmente existen varios sistemas robóticos que se utilizan rutinariamente en cirugía. Cada robot tiene características y alcances específicos y según eso son utilizados para fines diferentes. Día a día se demuestran más ventajas de la utilización de los robots.

AESOP 3000 es un robot que conduce la cámara en cirugía laparoscópica. Este robot entiende las órdenes vocales del cirujano y las ejecuta con movimientos muy exactos. El cirujano puede limitar la amplitud de los movimientos del robot para evitar accidentes. Este robot ha demostrado que es funcional, mientras disminuye el número de cirujanos necesarios en un acto quirúrgico30. ARTEMIS es un sistema de manipulación quirúrgica, de origen alemán, dotado de instrumentos poliarticulados que le permiten alcanzar movimientos jamás logrados en cirugía laparoscópica. Este robot, utilizando visión en tercera dimensión, puede rodear estructuras circulares como un vaso sanguíneo o el esófago gracias a las múltiples articulaciones que poseen sus brazos6. ZEUS (Computer Motion) es un robot que permite al cirujano operar a distancia del paciente. Consta de una consola con dos controles tipo pinza de disección y un monitor que suministra una imagen en dos dimensiones (figura 3).

Hunter utiliza la robótica en cirugía oftalmológica. Su sistema de telepresencia en cirugía de retina, le permite observar los vasos retinianos del tamaño de un dedo, el robot hace que un milímetro de movimiento de la mano del cirujano se traduzca en 10 micras de movimiento del instrumento y así la precisión obtenida es 20 veces mayor que sin asistencia31.

Existen otras áreas como cirugía cardiovascular, rehabilitación, neurocirugía, ortopedia y urología, en las cuales se utilizan actualmente los robots en la práctica diaria21, 32-37.

Telecirugía

La telecirugía es un área que se origina de la robótica. Se combinan la telecomunicación y la utilización de robots para realizar procedimientos quirúrgicos a distancia38.

En septiembre de 2001, se llevó a cabo el primer procedimiento transatlántico de la historia, llamado “Cirugía Lindbergh”. El cirujano (JM) localizado en Nueva York – USA, realizó una colecistectomía laparoscópica a una paciente de 68 años hospitalizada en Estrasburgo – Francia, con la ayuda del sistema robótico ZEUS. La transmisión se realizó por cable de fibra óptica obteniendo un retardo de sólo 150 milisegundos (ida y vuelta de la señal), a pesar de existir una distancia de 7.500 km entre las dos ciudades (figura 3).

Mientras que en la actualidad no existe un beneficio directo demostrado para los pacientes, los robots manipulados a distancia parecen ser excelentes en condiciones en las cuales sea imposible tener a un cirujano experto disponible, como en el espacio, bajo el mar o en campo de guerra28, 40, además de tener un papel importante en la educación quirúrgica a distancia.