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AVANCES-TECNOLOGICOS-EN-LA-CIRUGIA.pdfAVANCES TECNOLÓGICOS EN LA CIRUGÍA
AVANCES TECNOLÓGICOS EN LA CIRUGÍA
Copyright Carlos Aníbal Ruffini (*)
Artículo de mi autoría escrito en 1995, publicado en 1997, y aún sigue vigente...
Revista "Ciencia e Investigación" de la Asociación Argentina para el Progreso de las Ciencias, tomo 50, Julio/diciembre 1997, pagina 74.
RESUMEN:
Todos los dias se estan produciendo cambios en la medicina, pero la cirugia tiene la vanguardia, y la tendencia es la cirugia videolaparoscopica y la cirugia mini invasiva.
Otras ciencias llegan en ayuda para constituir un avance tecnologico; y el advenimiento de la Telerobotica, la tecnología de Microlaser, la Realidad Virtual, y la Micromecanica; están cambiando el camino de las investigaciones y posibilito la creación de la Telepresencia Quirurgica. Ahora, los conocimientos actuales, incluyen : la Telemanipulacion, el sistema de cuarta dimension, y rastreadores de Resonancia Magnetica Nuclear (R.M.N.) intraoperatoria.
Las pildoras inteligentes son capaces de actuar en el lugar requerido; el Microlaser es aplicado en la cirugia celular; y la Nanotecnologia compone un sistema de
submarinos circulatorios minusculos que se controlan por computadoras y penetran profundamente en el cuerpo humano. El concepto de nanomaquina es complejo y su teoria molecular es muy interesante.
Este articulo, tiene la intencion de clarificar estos conceptos que revolucionaran nuestra ciencia; y la finalidad es la divulgacion de esta informacion cientifica y facilitar su comprension. Esta es la cirugia del futuro. pero es una realidad hoy.
SUMMARY:
Every day are producing changs in the medicine, but the surgery is avant garde; and the tendance is the videolaparoscopic surgery and the minimal invasive surgery.
Other sciences arrived in help for conforming a avanced technology, and the advent of: the Telerobotic, the Microlaser Technology, the Virtual Reality, and the Micromechanical; has changed the road of the investigation, and posibility of create the Telepresence Surgery. Now; the knowledges actualized, included: the telemanipulation, the fourth dimension system, and the Magnetic Nuclear Resonance (M.N.R.) in the operations.
The intelligent capsules are capacious of acting out in the required habitat; the Microlaser is applied in the cellular surgery; and the Nanotechnology compose a molecular computers control tiny circulatory submarines, and penetrate profoundly in the human body. The nanomachine concept is complex, and your molecular theorical is very interesting.
This article have the intention of clarify this concepts, which revolutionized our science; and the finality is the divulgation of this scientific informations, and facilitate your comprehending. This is the future surgery, but is real now.
(*) Medico Cirujano General - Medico de Terapia Intensiva y Unidad Coronaria - Especialista en Clinica Quirúrgica y Cirugía Videolaparoscopica - Curso Superior de Cirugía Coloproctologica - Curso Superior de Cirugía Toracica y Cardiovascular - Miembro de la Asociacion Medica Argentina - Miembro de la Asociacion Argentina de Cirugia - Miembro de la Sociedad Argentina de Coloproctologia - Miembro de la Sociedad Argentina de Cirugia Toracica.
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AVANCES TECNOLÓGICOS EN LA CIRUGÍA
AVANCES TECNOLÓGICOS EN LA CIRUGÍA
CUANDO LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA TRASPASAN EL UMBRAL DE LA IMAGINACIÓN
CUANDO LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA TRASPASAN EL UMBRAL DE LA IMAGINACIÓN
Despues de muchos años de perfeccionamiento en las tecnicas quirurgicas; sumados al advenimiento de los antibioticos, al conocimiento dominio del medio interno y del estado acido-base, parecia que en la especialidad quirurgica no habria mas cambios.
Los transplantes destruyeron esta creencia; pero, para muchos ese era el limite maximo al que aspiraba la cirugia. Sin embargo, la historia recien comienza…
CIRUGIA VIDEOLAPAROSCOPICA:
CIRUGIA VIDEOLAPAROSCOPICA:
La cirugia laparoscopica, tiene basamento en dos pilares : la cirugia abierta clasica, y la laparoscopica. 7
La laparoscopia es un metodo de diagnostico por el cual se insuflaba el abdomen con un gas (neumoperitoneo), y luego a traves de un pequeño orificio se introducia un dispositivo (laparoscopio) con luz y una optica que permitian explorar el interior de la cavidad peritoneal, logrando diagnosticos que solo se hubieran obtenido operando al paciente.
Si nos remontamos a la historia; ya en el año 1600, Ambrose Paré coloco un trocar en la cavidad abdominal; pero la primera laparoscopia utilizando neumoperitoneo, la realizo Kelling en 1901. 7
Si bien constituyo un gran avance; durante muchos años no admitio otra utilidad que la mera observacion.
Con el correr del tiempo, se pudo introducir instrumental basico por otro canal, para la toma de biopsias de las lesiones observadas; y en 1932, Ferus lo utiliza para liberar malformaciones intraabdominales. 7
Desde entonces; este metodo fue utilizado por cirujanos y ginecologos con muchas limitaciones y esfuerzos; desarrollando, mejorando, y adaptando el instrumental para ampliar sus indicaciones. Recien en 1982, Semm realiza la primera apendicectomia laparoscopica. 7-44
En 1986, aparecio en la Revista Argentina de Cirugia; la primera publicacion de un trabajo de investigacion, sobre: "colecistectomia laparoscopica en ovejas", realizado por Kleiman, en la provincia de Entre Rios, Argentina. 24
Los investigadores proponian un nuevo metodo quirurgico, mediante mini incisiones y la introduccion en el cuerpo de instrumentales especiales; siendo la operacion realizada desde el exterior guiados por un laparoscopio.
Quienes lo leimos en ese momento; en amplia mayoria, creiamos que iba a ser impractico en seres humanos. Sin embargo al año siguiente, Moiret realizo en Lyon (Francia), la primer colecistectomia laparoscopica en el hombre. 13-14-35
Para algunos la primera intervención de esta naturaleza fue una colecistectomía que tuvo lugar en Bonn, Alemania en 1987, y fue realizada por el Dr. Erick Muhe.
A partir de entonces, la Videocirugia se expandio en el mundo. Se ampliaron sus indicaciones, se crearon nuevas tecnicas, e instrumentales, se mejoraron los equipos, etc.. 54
En las ultimas decadas, se fueron asimilando e incorporando otros adelantos tecnologicos como: la fuente de luz fria, las fibras opticas y el fibroscopio, el insuflador electronico automatico, las videocamaras, y los circuitos cerrados de television. 7-14
La videocirugia es fruto de estos avances tecnologicos, y del adiestramiento de los cirujanos para tal fin.
Hoy se le llama "cirugia videolaparoscopica" a toda aquella intervencion quirurgica invasiva minima guiada por las imagenes de una videocamara; y cuyas maniobras efectuadas desde el exterior, son seguidas desde un monitor.
Actualmente comprende una amplia gama de cirugias destinadas a la solucion de diversas patologias, y por diferentes vias de acceso (por ejemplo la cirugia toracoscopica en la cavidad toracica).
La cirugia videolaparoscopica es hoy una realidad y bien conocida en nuestro medio. Es utilizada en todo el mundo y se estima, que 600.000 pacientes al año son operados con esta tecnica, solo contando las colecistectomias. 35-50
Evidentemente, la Colecistectomia videolaparoscopica es la operacion mas difundida con este metodo; por un lado porque la patologia vesicular es muy frecuente, y tal vez por ser la primera y mas conocida.
Tomando esta intervencion como referencia, es bueno recordar que como todo procedimiento quirurgico tiene sus contraindicaciones. 7-23-30
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CONTRAINDICACIONES:
ABSOLUTAS:
- Cáncer de vesicula.
- Fistula colecistodigestiva o coledociana.
- Embarazo avanzado.
- Graves desordenes hemocoagulativos.
- Hipertension portal.
- Colangitis aguda o supurada.
- Graves cardiopatias o pacientes con E.P.O.C., no estabilizados.
RELATIVAS:
- Cirugias previas, o sospecha de adherencias.
- Vesicula ecograficamente sin lumen.
- Colecistitis aguda en fase avanzada.
- Pancreatitis aguda.
- Alteraciones de la coagulacion.
- Obesidad morbida.
- Coledocolitiasis no resuelta endoscopicamente en el preoperatorio.
- Cardiopatias, o neumopatias graves pero controladas.
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Estas contraindicaciones, son motivo de constante revision dado que cada vez se amplian mas las posibilidades del metodo; ya sea porque existe tecnologia de apoyo como la papilotomia endoscopica o el fibrocoledocoscopio que permiten solucionar la patologia de la via biliar; o bien la factibilidad de cirugia laparoscopica de la via biliar. 31-34
Ya son posibles: la coledocotomia y extraccion de litos coledocianos en forma intraoperatoria, la colocacion de tubos de Kehr, o bien realizar una coledocoduodeno - anastomosis por via laparoscopica. 34-47
Todo depende de la experiencia del cirujano y de la tecnologia que tenga a su alcance.
La videocirugia, tiene singulares e inobjetables ventajas: disminuye la posibilidad de infecciones y/o dehiscencias de heridas; minimiza el dolor postoperatorio; es menor la posibilidad de ileo paralitico (posibilitando la ingesta precoz); reduce el tiempo de internacion y de recuperacion postoperatoria con rapida reinsercion laboral; sin contar el beneficio estetico-cosmetico. 23-30-35
Sin embargo; la cirugia videolaparoscopica no esta exenta de accidentes y complicaciones. Como en todas las practicas intervencionistas las podemos dividir en: complicaciones intraoperatorias y postoperatorias.
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COMPLICACIONES INTRAOPERATORIAS :
- Insuflacion de mesos, o epiplon.
- Lesion hepatica.
- Lesion o perforacion de viscera hueca (yeyuno-ileon, colon, estomago).
- Lesion de vasos de la pared (arteria hipogastrica o intercostal).
- Apertura de la Vesicula biliar: con derrame de bilis, pus, litos.
- Lesion de la via biliar (lesion parcial, seccion, o ligadura).
- Lesiones termicas: con electrocoagulador, o con laser.
- Hemorragias intraabdominales: lesion de arteria cistica, arteria hepatica o su rama derecha, hemorragia del lecho hepatico, de los mesos, o de adherencias. Las hemorragias venosas son de menor importancia y cuantia. La lesion de la vena cava inferior (con laser) por suerte es muy infrecuente, pero dramatica.
- Elementos perdidos en el abdomnen (clips, litos, o vesicula).
- Arritmias cardiacas: bradicardia, taquicardia, ritmo nodal, extrasistoles supraventriculares y ventriculares.
- Colapso de la vena cava inferior (por hiperpresion intraabdominal).
- Embolia gaseosa.
- Neumotorax.
- Colapso cardiovascular.
- Hipotermias (por el anhidrido carbonico).
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COMPLICACIONES POSTOPERATORIAS:
- Bilirragia: Por conductos aberrantes, o caida de un clip.
- Hemorragias tardias: Por caida de un clip.
- Abcesos intraabdominales: Absceso subfrenico, subhepatico, etc.
- Litiasis residual: Persistencia de litos en la via biliar.
- Estenosis de la via biliar: Manifestado por sindrome coledosciano.
- Ligadura o clipado de la via biliar.
- Enfisema subcutaneo: Presencia de aire o gas en el tejido celular.
- Omalgia: Dolor en el hombro producido por el neumoperitoneo.
- Hematoma de la pared abdominal.
- Hematoma del lecho hepatico.
- Eventracion: a nivel umbilical.
- Seroma o supuracion: a nivel de herida umbilical.
- Ileo paralitico postoperatorio.
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Es dificil valorar la incidencia de estas complicaciones, dado que no se implementaron estadisticas a nivel mundial; y que las cifras variaran de acuerdo a muchos factores, especialmente de la experiencia del equipo actuante.
Las lesiones de la via biliar y las hemorragias, son las dificultades mas serias con las que se enfrenta el cirujano. 7-23
El primer estudio multicentrico con valor estadistico, realizado sobre mas de 77.000 pacientes operados, le adjudico una frecuencia del 0,2% al 0,6% a las lesiones de la via biliar. 11
Las hemorragias rondaron en el 0,3%, al igual que las lesiones intestinales y los problemas pulmonares; mientras que las complicaciones postoperatorias rondaron en el 2%. 11
En total, las complicaciones (intra y postoperatorias) informadas fueron del 2 al 11%.
La mortalidad, es algo aun mas dificil de cuantificar; y varia segun las fuentes consultadas entre el 0 y el 0,3%. 7-11-23-30-32-33-36-46
Segun estas estadisticas, las cifras no son relativamente elevadas a pesar de tratarse de un procedimiento con pocos años de difusion, y que muchos cirujanos se hallan aun en la curva de aprendizaje.
Existen ademas complicaciones, reinternaciones y hasta reoperaciones; debidas a patologias asociadas (no inherentes al metodo) no detectadas en el preoperatorio. Esto es producto de la inadecuada seleccion e incompleto estudio de los pacientes.
La mayoria de las lesiones pueden ser prevenidas; pero mucho mas peligroso que tener un accidente intraoperatorio, es no advertirlo durante la cirugia. Su incidencia, ira disminuyendo en forma inversamente proporcional a la formacion y la experiencia de los cirujanos.
Para evitar las complicaciones mencionadas es fundamental no subestimar los riesgos del metodo, y tomar ciertos recaudos.
Es vital el estudio completo del paciente, estadificando el grado de complejidad (de su anatomia, patologia, etc.), y su riesgo quirurgico real. La adecuada seleccion del paciente, respetando las indicaciones y contraindicaciones del procedimiento; evitara sorpresas en el acto operatorio.
Se debe informar al paciente y a sus familiares, los beneficios y desventajas (reales) de la cirugia convencional y de la cirugia laparoscopica. No minimizar los riesgos; que quede claro que la intervencion por via laparoscopica es una cirugia mayor, que requiere de anestesia general; y hacer firmar un consentimiento. Se debe preavisar la posibilidad de conversion.
La "conversion" consiste en la necesidad intraoperatoria de desistir de la via laparoscopica (por diversos motivos), y continuar la cirugia en la forma tradicional a cielo abierto. Personalmente, no considero a la conversion como una complicacion, sino una eventualidad que ocurre entre el 3 y el 5% de los casos.
Es fundamental una preparacion del paciente en el preoperatorio (ayuno de 8 horas, aseo intestinal, profilaxis antibiotica y sonda nasogastrica perioperatorias, vejiga evacuada, higiene personal y especialmente de la region umbilical). El intestino limpio y la sonda nasogastrica disminuyen los riesgos ante una perforacion de viscera hueca, y la vejiga vacia reduce el peligro de estallido.
Corroborar que el tubo de gas destinado a producir el neumoperitoneo este lleno; que contenga anhidrido carbonico (CO2), y no otro producto toxico o combustible.
Debemos mantener el instrumental siempre en condiciones operativas; y realizar mantenimiento periodico del equipo.
Usar estabilizadores o reguladores de voltaje, y disponer de sistemas de luz de emergencia (UPS). Los primeros nos evitaran que se queme el equipo ante algun problema en la linea o la instalacion electrica, y el ultimo nos salvara ante un corte de energia. Es importante revisar el funcionamiento y calibrar todo el equipo antes de la anestesia, verificar las conecciones a tierra, y la aislacion del paciente.
Disponer en quirofano de herramientas basicas (llave universal, destornillador, pinza, etc.), nos permitira solucionar pequeños desperfectos tecnicos intraoperatorios; que solo se resolveran si disponemos con que. Como se puede apreciar los cirujanos, ahora tenemos la necesidad y obligacion de poseer conocimientos basicos de: electricidad, electronica, etc..
Es fundamental el monitoreo intraoperatorio sistematico y continuo del paciente (monitoreo electrocardiografico, oxicapnografo, tension arterial directa no invasiva, manometro de presion de la via aerea, sonda nasogastrica, sonda vesical opcional, etc.).
Filmar y documentar en video las operaciones tiene especial importancia. Las filmaciones no solo constituyen un documento, sino que sirven para la capacitacion de otros cirujanos. Ademas son utiles para la autocritica, valorar cuales fueron nuestras falencias, y poder mejorar nuestra tecnica (aprender de nuestros errores).
Siempre se debe realizar una exploracion concentrica y vista panoramica del abdomen antes de comenzar gestos quirurgicos, y tener un buen enfoque del campo antes de una maniobra cruenta.
Es recomendable efectuar colangiografia transcistica intraoperatoria de rutina; dejar drenajes, o cateter transcistico cuando se requiera. Se debe tener siempre preparada una mesa con instrumental convencional para una eventual conversion de urgencia. Cuando es imposible seguir adelante o esto representa un potencial peligro para el enfermo; la conversion de una cirugia no es un fracaso ni una complicacion; sino una decision sabia.
CURVA DE APRENDIZAJE:
Desde que se impuso la cirugia laparoscopica, se plantean dos problemas sustanciales. Uno de ellos; es la discusion sobre si la videocirugia debe considerarse una especialidad independiente; o tan solo es un nuevo (aunque sofisticado) instrumental que se suma al ya existente en cirugia general.
Al respecto, todos los cirujanos coincidimos en que la tecnica videolaparoscopica reproduce los gestos quirurgicos de la cirugia convencional, y por lo tanto debe estar incorporada a ella. Difieren: en el equipo e instrumental que se utiliza; en la dificultad de una vision en solo dos planos a traves de un monitor que brinda imagen y movimientos amplificados (solo comparables con la microcirugia); y en que el instrumental largo a traves de trocares, requiere de una sensibilidad a la que no estamos acostumbrados.
La cirugia laparoscopica requiere de una excelente coordinacion oculo motora-manual; y mas que nunca, de un trabajo en equipo de los colaboradores; dado que con este metodo el cirujano tiene una gran dependencia de ellos. 7
El otro problema, es la formacion y capacitacion de los cirujanos en este tipo de intervenciones.
Los primeros cirujanos en emplear la via laparoscopica; nos vimos obligados a esfuerzos personales para adquirir los equipos y el instrumental necesarios, a aprender de videos y de los maestros pioneros. No tuvimos la oportunidad de un aval hospitalario o de centros academicos, ni de un aprendizaje planificado y organizado.
Es indudable que la cirugia laparoscopica requiere de una preparacion y adiestramiento; con una programacion racional; evaluacion, y certificacion. Este proceso de capacitacion, debe ser incorporado y desarrollado en los programas de las residencias de Cirugia General.
A medida que el residente va superando etapas y complejidad tecnica en determinadas patologias con la cirugia convencional, debe iniciarse en la via laparoscopica.
En Estados Unidos y Europa, comenzaron a implementarse programas de aprendizaje en centros acreditados, ademas de los cursos breves con estadias o pasantias. 3-7-9-54
En nuestro medio, algunas residencias lo estan desarrollando; pero no es la generalidad. Hasta que esto sea la norma se necesitara de un entrenamiento adicional.
Fundamentalmente; aquel que quiera incursionar en la colecistectomia videolaparoscopica, debe ser un cirujano que ya domine la cirugia convencional y que posea experiencia en cirugia de vias biliares (y esto lo hago extensivo a otras patologias e intervenciones). 7
El cirujano actuante debe estar capacitado para:
- Resolver cualquier complicacion que se le presente.
- Convertir rapidamente la cirugia cuando esto sea necesario.
Aclarado este punto, la secuencia logica de aprendizaje deberia ser la siguiente:
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ANTES DE ENTRAR A QUIRÓFANO:
1) Conocimiento teorico del procedimiento, tacticas, y tecnica quirurgica por esta via.
2) Practica con "simuladores" por computadora.
3) Presenciar muchas intervenciones y videos.
4) Familiarizarse con los aparatos e instrumental.
5) Practica en "pelvic-trainer" o abdominal-trainer".
EN EL QUIRÓFANO: (*)
1) Hacer todas las conexiones, calibraciones, y asistencia intraoperatoria del equipo.
2) Cirugia experimental en animales (perros, ovejas, cerdos).
3) Laparoscopia diagnostica y eventual toma de biopsias.
4) Cirugia Laparoscopica en mujeres (ginecologica: salpingectomias).
5) Colecistectomia laparoscopica en mujeres (suelen ser mas faciles a igual patologia).
6) Colecistectomia laparoscopica en hombres.
7) Colecistectomias laparoscopicas en pacientes agudos (colecistitis, etc.).
8) Cirugia Laparoscopica en otras patologias (en forma creciente y progresiva).
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(*) En cada uno de los pasos se comenzara con la manipulacion de la videocamara (segundo ayudante), despues actuara como primer ayudante y finalmente operara asistido y vigilado por un cirujano laparoscopista idoneo.
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Es una realidad que en muchos servicios no disponen de simuladores, ni de pelvic-trainer; y no poseen infraestructura para efectuar cirugia experimental.
Existen cursos teorico-practicos que brindan estas opciones; pero no siempre estan dentro de las posibilididades economicas del cirujano novel, y muchos se dictan en el extranjero (Francia, E.E.U.U., España, Chile, etc.).
En la curva de aprendizaje de la cirugia laparoscopica cabe hacer una correlacion entre la experiencia del cirujano, y la incidencia de accidentes o complicaciones. Estas aparecen con mayor frecuencia en dos momentos muy diferentes de su formacion.
Esta demostrado que existen dos picos criticos de incidencia: uno se evidencia en la etapa de capacitacion durante las primeras intervenciones como cirujano.
Como es de suponer; en esta etapa hay muchas dudas, inseguridad, y falta de adaptacion a un campo bidimensional.
El otro pico se presenta en los cirujanos ya experimentados, pasadas las cien o doscientas operaciones; y se cree que se origina debido al exceso de confianza, que hace mas arriesgado al operador, y tomar menos precauciones en las maniobras. Algo similar ocurre con la incidencia de conversiones. 54
Las primeras experiencias en cirugia videolaparoscopica, vistas con incredulidad y excepticismo han quedado atras. Este procedimiento; no viene a robarle un lugar a la cirugia general, sino que la enriquecio y la rejuvenecio.
Su utilidad se extiende dia a dia, y se afianzara con la experiencia y la precision de los cirujanos que la empleen.
Sin embargo hay cosas que se habian perdido con este metodo, como ser la sensibilidad tactil; hubo que limitarse a una vision por cierto muy buena y aumentada, pero bidimensional. 31
Alguien comparo esta cirugia con el trabajo de firmar un autografo con una lapicera de medio metro de largo a traves de un agujero en una pared que separa al escritorio del papel.
Los investigadores piensan que no solo debe progresar la habilidad del cirujano, sino la calidad de sus instrumentos. 1
Existen microcamaras, que pueden penetrar al abdomen a traves de una aguja de puncion de Veress. Hay monitores con efecto tridimensional; y otros que son capaces de fijar una imagen en uno de sus cuadrantes y en el mismo visualizar estudios complementarios por otro canal de video.
Tambien se pueden superponer dichos estudios (Tomografia Axial Computada [T.A.C.], Angiografias, Resonancia Magnetica Nuclear [R.M.N.], etc.) sobre el campo quirurgico, como si fuera una filmina con efecto tridimensional; y por ejemplo poder ver la vascularizacion de un tumor, incluso antes de iniciar su reseccion. 31
En algunos centros de E.E.U.U. y Europa; ya no usan monitores, sino que utilizan un casco que posee un microtelevisor de cristal liquido colocado en la frente y suspendido delante de los ojos del cirujano.
Paralelamente a la Cirugia Videolaparoscopica, se fue progresando en otros campos, por rumbos aparentemente distintos; pero que sin embargo confluyen para ayudar a la videocirugia en las falencias antes mencionadas.
REALIDAD VIRTUAL
REALIDAD VIRTUAL
Julio Verne, dijo: " Todo aquello que la mente de un ser humano puede imaginar; otro ser humano puede convertir en realidad "; y lo demostro, ya que en el siglo XIX, asombro con sus obras catalogables como de ciencia ficcion; y se adelanto al submarino nuclear, a las telecomunicaciones, a la transmision de imagenes,
al viaje a la luna, e infinidad de descubrimientos que surgieron muchos años mas tarde. 37
En la Argentina, Adolfo Bioy Casares; en su novela "La invencion de Morel", imagino una isla curiosa, en la que el personaje de la historia se sumerge en un ambiente construido tecnologicamente, como si se tratara de una pelicula tridimensional que crea un espacio con espesor, textura y aparente materialidad; pero que es completamente ficticio. 1
Ahora bien; que es "real" y que es "virtual". Real, es el mundo que nos rodea; que podemos ver, tocar, sentir. Nuestros sentidos, son los que nos ponen en contacto con el. Virtual; es un termino, no muy bien definido y que se compara con lo irreal. Seria un mundo artificial, inexistente, y que solo toma vida en nuestra imaginacion; y en donde no hay puntos de contacto somatico. 1-37
En la decada del 80', aparecieron las computadoras personales (PC), y el avance de la informatica se hizo imparable. Ivan Sutherland, el "padre de la computacion grafica"; desarrollo un nuevo concepto al que llamo "Realidad Virtual" (RV); en el cual el operador se introduce en un mundo o dimension creada por la computadora, y el cual puede alterar mediante dispositivos especiales que le permiten prolongar sus sentidos a ese Ciberespacio. 1-17-25
En la practica, la aplicacion mas difundida de la Realidad Virtual es el divertimento. Permitio la creacion de peliculas como Terminator II, Tron, Viaje a las Estrellas, o Parque Jurasico.
En la Argentina tenemos centros de esparcimiento al estilo videojuegos, pero que utilizan esta tecnologia. Poseen potentes ordenadores que manejan el programa; un aro o plataforma que envia un campo magnetico tridimensional. El jugador se coloca un casco y una manopla o guante.
El casco o "Head Mounted Displays" (HMD), posee lente estereoscopicas. Son dispositivos de visualizacion de pequeño tamaño. Estan compuestos de diminutos tubos de rayos catodicos y actualmente de displays de cristal liquido (LCD). 1-37
Puesto que soportan un campo de vision gran angular de 360º; el portador obtiene el sentimiento de inmersion directa en el mundo virtual que le ofrece la computadora. El cerebro interpreta las imagenes como espacios tridimensionales. Esto se logra exhibiendo el mismo cuadro en ambos monitores (uno para cada ojo), pero tomados desde angulos ligeramente diferentes. Las imagenes derecha e izquierda, sufren un leve desfasaje, y se suceden con suma rapidez. La sincronizacion se efectua mediante señales infrarrojas, creando de ese modo la ilusion de tridimensionalidad. 1-17-25-37
Ademas de la vision; el sentido auditivo ofrece un segundo canal para que el usuario reciba informacion adicional. El sonido refuerza los datos captados por los ojos; especialmente, si este viene direccionado tridimensionalmente, causando en el individuo la impresion de que proviene de un lugar especifico dentro del espacio de 360 º, en el que se encuentra virtualmente inmerso.
El procesamiento estereofonico en 3-D puede realizarse durante la grabacion y/o reproduccion del sonido. 1-17-25
El casco tambien posee un sensor de movimiento. Para que la ilusion de realidad sea posible, las imagenes deben moverse en tiempo real. La tecnologia electromagnetica permite ajustar las imagenes que la persona ve de acuerdo con los movimientos de la cabeza; mediante sensores. Esta capacidad suele estar
incorporada al HMD, que traduce en las pantallas del casco los calculos que la maquina controladora del sistema efectua para reconstruir costantemente el paisaje virtual. De esta manera, las imagenes se corresponden con cada nuevo punto de vista que adopte el usuario. 1-17-25-37El guante, es el dispositivo mediante el cual uno ingresa al ambiente virtual. En su campo visual; la propia mano enguantada, aparece representada por una mano virtual, que reproduce exactamente los movimientos reales. El guante informa a la computadora cual es la posicion y orientacion, asi como la extension y posicion de cada dedo. Con la mano virtual, uno puede tocar, mover y modificar los objetos virtuales, y operar comandos gestuales. De modo que el guante, es la interfase de navegacion y control de un sistema de RV. El dispositivo contiene una serie de nodos de fibra optica, ubicados a lo largo de los dedos y en la palma de la mano; que transmiten al ordenador, la informacion acerca de los movimientos. El sistema "tactile ouput" hace que los guantes simulen una sensacion de resistencia proporcionada por retroalimentacion o feedback procedente del mundo virtual.
Normalmente son enlaces mecanicos actuados desde el procesador de datos. Estos dispositivos estimulan el sentido del tacto cuando se tocan objetos virtuales. Los mas sencillos son zumbadores tactiles que vibran en las puntas de los dedos cuando se alcanza el objeto. 37
Ya existen los "Body suit" o "Data suit"; que son una extension de los guantes, pero en este caso cobran forma de traje, por lo que hay sensores en todo el cuerpo; y la sensacion es global. 1-17-25-37
Al comunicar mediante una red informatica dos o mas computadoras; mas de un usuario puede participar de un ambiente virtual, interactuando entre si.
La Realidad Virtual se experimento por primera vez en los simuladores de vuelo y de guerra, con fines de adiestramiento. Hoy ninguna empresa de vuelos internacionales, ni las fuerzas aereas (con fines militares); deja de utilizarlos para el entrenamiento de sus pilotos. 16-37
Hay infinidad de programas que simulan diversos deportes: sky, golf, tenis, ciclismo, etc.; permiten practicar el deporte preferido, sin moverse de su casa, disfrutar de los paisajes, y la emocion caracteristica. 29-37
Luego se pudo lograr programas de "AUTOCAD" para ingenieros y arquitectos, puedan crear edificios y construcciones en tres dimensiones; y que el interesado entre virtualmente a su futura casa, y ver si le gusta. Lo mismo ocurre en el diseño de maquinas e instrumentales, aplicables a la cirugia. Se puede crear virtualmente una pinza y modificarla segun las necesidades. 37
ROBOTICA Y TELECIRUGIA:
ROBOTICA Y TELECIRUGIA:
La Robotica y Telerobotica; se utilizo desde 1950, para la manipulacion a distancia de materiales radiactivos en las centrales nucleares.
Es fundamentalmente util para manipular objetos en condiciones que el operador humano no puede soportar (como por ejemplo, en el fondo del mar); en casos
en los cuales correria peligros fisicos (desarmar una bomba, uso de materiales radioactivos); o en los casos en que llevar un humano al lugar no es economico o practicamente viable (como los viajes espaciales de exploracion que son realizados con sondas). 20-38-39-51
Esto nos llevo a la concepcion de la Telecirugia; que nos permite efectuar una operacion distante del paciente. La videocirugia es un burdo ejemplo; en la cual, el cirujano opera desde afuera de la cavidad abdominal o toracica manejando desde alli instrumental que cumpliria la funcion que antes ejercian sus manos; y se guia, gracias a las imagenes del monitor con una imagen plana y bidimensional. 18-28-38-48
En 1992 se uso la telecirugia en una intervencion oftalmologica, gracias a un programa de la N.A.S.A.; y que se efectuo en Milan (Italia), pero el operador estaba en Berkeley (E.E.U.U.). El robot recibio las instrucciones via satelite. 20-28-31-38-51-52
Otra cirugia que empleo la robotica, fue la colocacion de una protesis de cadera cuya precision del robot estaba dependiente de parametros que brindo la T.A.C.. 31-37
En agosto de 1997, se realizo por primera vez la transmision a tierra de los signos vitales de un pasajero de un vuelo comercial. Medicos terrenos de un Hospital de California y otro de Buenos Aires, recibieron : tension arterial, temperatura, nivel de oxigeno, ruidos cardiopulmonares, señal electrocardiografica, y hasta la imagen del paciente. Los datos se obtienen de electrodos y sensores, conectados al pasajero, y transmitidos a tierra mediante una computadora, un telefono y un moden; via Internet.
Este proyecto permite salvar muchas vidas, evitando las demoras en la atencion medica en vuelo, y evitan innecesarios aterrizajes de emergencia. Este revolucionario sistema esta a cargo de tres medicos argentinos: Alex Gandsas, George Migliarini, y Rodolfo Altrudi; y un medico norteamericano: Kevin Montgomery.
El cirujano Alex Gandsas es uno de los creadores del sistema y trabaja en el North Ouckland Medical Center de Detroit, Estados Unidos; en tanto, el Dr. Rodolfo Altrudi es jefe de cirugia del Hospital Santojanni de Buenos Aires, Argentina.
Tanto en la Videocirugia como en la Telecirugia, existen dos contras: la imagen que se obtiene es bidimensional (plana), y se perdio la sensibilidad; por lo que nuestros sentidos no actuan a pleno. 37
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TELEPRESENCIA QUIRURGICA:
TELEPRESENCIA QUIRURGICA:
Bien, ahora retomamos los conceptos de la Realidad Virtual y sumemoslo a la Telecirugia; y obtenemos la "Telepresencia". En la telepresencia el cirujano opera mediante realidad virtual y un robot efectua las maniobras exactas que el le ordena. 6-18-19-28-31-37-38-42-45-48-50-52
Ademas de aumentar el alcance del cirujano, tambien se trata de buscar su coordinacion optico-manual.
Aqui; el cirujano se coloca un traje o ambo con sensores (body-suit), guantes sensitivos; y en lugar de gorro y barbijo, se utilizara un casco con auriculares estereofonicos y vision tridimensional. 37
El operador, asi dotado; podra ver el campo quirurgico desde adentro. El se halla virtualmente dentro de la cavidad abdominal; ve sus manos, maneja el instrumental; tiene sensibilidad tactil, auditiva y su vision es tridimensional, de alta resolucion y estereoscopica. Los ayudantes tendran un equipo igual y conectados en red, interactuando entre si. El resto de los colaboradores podran presenciar los eventos desde un monitor y manejaran el ordenador, de acuerdo a las indicaciones del cirujano. 19-20-28-31-35-37-42-45-48-52
Se trato de eliminar todos los dispositivos que puedan restringir la libertad de movimiento al cirujano. 37
Los futuros equipos de realidad virtual no utilizaran trajes sino que contaran con dispositivos mas practicos y pequeños; electrodos sin cable, que se colocaran en diversas zonas del cuerpo. Estos sensores registraran y transmitiran a la computadora no solo los movimientos de la cabeza y las manos, sino de la totalidad del cuerpo. Se crearan endosensores capaces de percibir calor, temperatura, presion, consistencia, etc.. 37
Se logro sustituir el casco por unas gafas. En el Laboratorio de Tecnologias e Interfaces Humanos de la Universidad de Washington (Seattle) se trata de reemplazar el par de pantallas de cristal liquido, por un microescaner laser, derivado de los sistemas utilizados en cirugia ocular. El haz laser, de muy baja potencia barre el fondo de ojo a gran velocidad, registrando las imagenes directamente en la retina. Ademas de aligerar el peso del casco; una solucion de este tipo permite incrementar la resolucion grafica. 37
En E.E.U.U., ya existe un sistema llamado "Green Telepresence Surgery Sistem" que cumple con todo lo enunciado; y brinda la sensacion virtual de operar in situ. Se estan desarrollando simuladores para cirugia convencional y videocirugia, basados en la realidad virtual; con lo que se resolveria el grave problema de la formacion de los cirujanos en este ultimo campo. Esto es un gran avance respecto al aprendizaje con peliculas o cintas de video ya que el estudiante puede equivocarse y corregir sus defectos. El sistema que se prueba, tiene un componente de inteligencia artificial que ofrece realimentacion en distintos niveles de grados variables para un novicio y un cirujano experimentado. 6-39-50
El Dr. Steve Charles de Memphis, es oftalmologo e ingeniero mecanico y electronico; y ha diseñado un sistema de telepresencia dirigido a su especialidad.
Mediante encuestas, acopio experiencia de cirujanos otorrinolaringologos y neurocirujanos; y concluye en que incluso el laser actual no era seguro, ya que puede propagar ondas de presion (ecos de pequeñas explosiones) que dañan a distancia. 39-40-50-53
Incluso en cirugia videolaparoscopica; hoy se esta adjudicando al uso de la coagulacion monopolar y al laser, la aparicion de estenosis tardias de la via biliar, por igual motivo.
Trabajando conjuntamente con Paul Schenker en el "Jet Propulsion Laboratory" de Pasadena (E.E.U.U.), logro posicionar mas exactamente sus instrumentos. El resultado son dos cajitas de aluminio: de una emerge el master, poco mas largo que un lapicera. De la otra sale un brazo esclavo de unos 4 cms. de diametro y 15 cms. de largo, que posee siete articulaciones y puede copiar cualquier movimiento del cirujano. La maquina mide el lugar de trabajo aumentando la vision del medico y la sutileza de los actos. 39-40-50
Un movimiento que requeria obligadamente 2 cms. de espacio, ahora se puede hacer en 0,5 cms. o menos. 39-40
Computadora mediante, puede percibir el mas minimo temblor involuntario del operador y corregirlo en la señal enviada al brazo esclavo. 50
Ya se expuso que estan en uso los displays, que brindan imagenes en tres dimensiones; es decir con capacidad de mostrar profundidad y perspectiva, o sea todas las posibilidades del espacio. Pero la tecnologia dio un paso adelante, y agrega una cuarta dimension. Se trata de la cuarta dimension Einsteniana, el "Tiempo". 6-38-39
Los laboratorios de la N.A.S.A., en Pasadena; ofrecen al operador de un sistema telerobotico, una imagen predictiva de los movimientos de un brazo robot, superpuesta a la imagen real, antes de que los movimientos sean realizados. 6-38-39
La exploracion espacial; ha requerido el uso de brazos roboticos en sondas que descienden en planetas lejanos, y a veces el retraso producido por el viaje de las ondas electromagneticas causa grandes dificultades al que los opera.
Ante una maniobra delicada; el operador puede excederse en los desplazamientos y ocasionar lesiones o romper el mecanismo, ya que la imagen de retorno que le sirve de control, esta atrasada en fracciones de segundo, o a veces en uno o mas segundos (que pueden llegar a ocho) cuando la señal pasa por varios satelites. 6-38-39-40
Utilizando el sistema predictivo de cuarta dimension; en cambio, le permite ver el movimiento del brazo al instante en una imagen virtual superpuesta a la real que es calculada y generada por la computadora, y en base a ella detener el desplazamiento o ajustarlo en el momento exacto.
Existe la posibilidad, ademas; de practicar el movimiento sin mandar lo comandos al robot, y recien enviarlos cuando se ha logrado es desplazamiento que se desea. 6
Steve Charles, ya esta en condiciones de negociar su sistema de microdestreza con grandes empresa, pero desea poder bajar el costo final a unos 100.000 dolares, para permitir que sea accesible a cualquier hospital. Se cree que en poco tiempo estara en el mercado. 31
El Coronel medico Rick Satava es un cirujano laparoscopista y se lo considera el padre de la cirugia por telepresencia, su mayor promulgador, y dirige el "Advanced Research Project Institute" (ARPA), que es el centro mas importante de estas investigaciones. El proyecto ARPA invierte millones de dolares anuales para investigar tecnologia biomedica de avanzada.
Satava cuando se refiere a la telepresencia quirurgica, prefiere hablar de medicina del futuro que surge gracias a la asociacion de la robotica, la computacion, las fibras opticas, la realidad virtual, los diagnosticos de alta tecnologia (high-tech), y la cirugia. 39-41-42-43
Lo que hace que el cirujano tenga una vision global y completa del campo quirurgico, esta dado no solo por los visores en 3-D; sino a la superposicion de diversos estudios complementarios; al campo de trabajo. 38-39-41-42-43-50
Tanto la inspeccion visual, como los rayos X, la resonancia magnetica nuclear, la tomografia axial computada, estudios angiograficos, o cualquier otra tecnica de diagnostico por imagenes; pueden ser fraccionadas en millones de segmentos (pixeles) por la computadora y luego reconstruir la imagen a voluntad. De esta manera el cirujano visualiza el organo que esta operando, y toda su informacion en forma dinamica y simultanea. 39-40-41-42-43-50
Recientemente se inauguraron quirofanos con esta tecnologia en Brigham y en el Hospital de Mujeres de Boston, y ya puede ser utilizada. El Dr. Ferenc Jolesz, cirujano jefe del Instituto Brigham, cuenta que disponen de un equipo de resonancia magnetica abierto; que mientras el cirujano opera, escudriña al paciente segundo a segundo. Todos los instrumentos quirurgicos poseen sensores de posicion, y la computadora registra sus exacta ubicaciones en el cuerpo, y sus movimientos; mientras que la resonancia magnetica lo muestra tridimensionalmente. 39-50
Un ingeniero en imagen y sonido, que esta trabajando en biomedicina desde 1960; Philip Green es el creador de la "SRI International" en Los Angeles. Esta es una compania que ha desarrollado un sistema de telepresencia quirurgica. 37-39-50
Green utilizo la realidad virtual y logro que la ilusion optica del cirujano, es la de un abdomen abierto, y manipulara sus instrumentos habituales pero conectados a la computadora.
El ordenador, comanda el "Telemanipulador" (invencion de Green) que es el que efectua el acto quirurgico real. 19-38-39-50
Cuenta con una consola de cirugia; para poder captar la escena intraoperatoria el laparoscopio utiliza dos microcamaras computarizadas y la informacion digitalizada es reflejada en un espejo ubicado frente a los ojos del operador. Lo que el cirujano ve, es el instrumento completo en accion y cuando tropieza con algo, siente la resistencia. 19-38-39-50
Sin embargo, solo tiene una mitad de el (las anillas) sobre el espejo; la otra mitad del instrumento esta al cabo del trocar y es guiada por el telemanipulador y su brazo esclavo robotizado. La sensacion de realidad es tal, que algunos cirujanos que han practicado sobre cuerpos ficticios; inconscientemente han querido utilizar sus manos, y chocaron contra el espejo. 19-39-50
Joel Jensen, ingeniero de la SRI International; teleopero un riñon virtual, demostrando la eficacia del sistema. 39-50
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MINIATURIZACION DE LA CIRUGIA:
MINIATURIZACION DE LA CIRUGIA:
El escritor Max Igar en 1946, escribio un libro que llamo "Un viaje a traves del cuerpo humano". Alli relata los sueños de un cirujano; en los cuales se reducia de tamaño y exploraba las profundidades del organismo. 22
Ray Bradbury, reconocido escritor de ciencia-ficcion, en el invierno de 1973, escribio una novela que se refiere sobre un grupo de viajeros del cuerpo humano: "Los Nanonautas". 5
El viaje se desarrollaba en un submarino acondicionado especialmente y provisto de torpedos nucleares, que serian "drogas" para destruir los virus, bacterias y celulas cancerigenas.
La tripulacion estaba formada por medicos, y para poder comenzar la travesia, debieron pasar por la camara de reduccion de particulas. Asi, reducidos a tamaño microscopico comienzan la aventura. 40
Estas novelas fueron fuente de inspiracion para muchas peliculas. Entre ellas, hay dos muy famosas; una que tuvo como protagonista a Raquel Welch; y la mas reciente en una version libre, fue "Viaje Asombroso" de Steven Spielberg. 40
Ray Bradbury; en el epigrafe de su cuento, escribio: "Hay historias que parecen cuentos, y cuentos que podrian cambiar la historia". 5
La ciencia medica, y la ingenieria han tomado la posta, y tratan de convertir este sueño en realidad.
El Dr. Michael Berns, biofísico director del Instituto Beckman; esta haciendo microcirugia celular en forma experimental. Logra remover una celula enferma de un tejido, sin afectar al resto; "agujerear" las membranas e incluso dañar o amputar a voluntad elementos de la celula; permitiendose recortar pizcas de ADN (Acido DesoxirriboNucleico) de los cromosomas, para estudiar el comportamiento despues del daño o la carencia. 40-53
Finalmente, agregaron un nuevo y prodigioso instrumento a su equipo laser. Con el, la luz puede no solo eliminar sino reubicar (translocar) particulas cromosomicas. 40
A nivel experimental, estas tecnicas han sido ya usadas para eliminar caracteres geneticos individuales de cromosomas pre- seleccionados de modo que la herencia solo contenga estructuras de la celula "deseada". 49
Pero tal vez, esto no sea lo mas sorprendente que nos depara el futuro.
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PILDORA INTELIGENTE:
PILDORA INTELIGENTE:
En 1992; David D'Andrea y Jerome Schentag, del Hospital Millard Fillmore, en Bufalo (E.E.U.U.); han desarrollado una "Pildora Inteligente", teledirigida gracias a un dispositivo electronico miniaturizado que le permite a los medicos controlar su accion, liberando el medicamento justo en el lugar deseado del cuerpo. 8-40
La pildora incorpora un sistema de radio que transmite al medico su posicion en todo momento y permite controlar en que parte del cuerpo se encuentra para ordenar cuando y donde debe depositar el medicamento que guarda en su interior, gracias a una computadora. 4-40
Esta recubierta por una capa de carbono antiacida que la protege de la corrosion biologica mientras viaja por los intestinos.
De este modo; ingerida por via oral, libera el medicamento alli donde se necesite, y despues se expulsa de forma natural por el cuerpo. 4-8
La Universidad Estatal de New York, en Bufalo, ya la ha probado en grupos de voluntarios, y se vislumbran aplicaciones a corto plazo. Mas adelante; en ella se tienen puestas grandes esperanzas para lograr una quimioterapia electiva en el cancer de colon e intestino delgado. 4-8
Ademas, se le podra agregar un dispositivo para tomar biopsias dirigidas.
TECNOLOGIA L.A.S.E.R.:
TECNOLOGIA L.A.S.E.R.:
El laser esta siendo cada dia mas familiar en nuestra vida cotidiana. El L.A.S.E.R. (cuyas siglas en ingles significan : Amplificacion de la Luz por Emision Estimulada de Radiacion), fue visto por Einstein como un fenomeno factible, en 1917. En 1950, Charles Townes desarrollo el MASER, que operaba, excitando ondas de radio; y posteriormente demostro que se podia construir algo similar utilizando el espectro luminoso.
Lo logro recien en 1960, cuando Maiman opero el primer aparato construido con una barra de rubi. 40-49
Hoy el laser viene transformando cada vez mas las tecnicas de distintas areas, sobre todo en medicina. Hace años ya, se lo bautizo como "el bisturi de luz", pero sus aplicaciones lo han llevado a ser mucho mas que un preciso instrumento de corte.
Son conocidos sus usos en la cirugia oftalmologica y en la cirugia plastica. Sin embargo, lo mas alentador es la aplicacion del laser en el diagnostico y tratamiento de ciertos canceres; como el de pulmon, aparato reproductor, piel, cabeza y cuello. 40-49-53
Pero aqui no termina la historia. En el Instituto Beckman de la Universidad de California; el mayor centro mundial de investigacion del laser; han logrado avances espectaculares en esta tecnologia.
Actualmente hay en curso, mas de treinta programas distintos de investigacion, repartidos en sus tres divisiones especializadas: Medicina propiamente dicha; Veterinaria; y la tercera, de vanguardia, cuyos experimentos se dirigen a desarrollar futuros usos del laser en campos como la Microbiologia. 40
Ya se ha construido un "microlaser", que posibilita microcirugia sobre estructuras microscopicas, e inclusive en el interior de una sola celula viva. A este fin concurren computadoras y microscopios ad-hoc, de modo que el haz del laser pueda ser computado, programado y enfocado a su blanco con la precision de una millonesima de centimetro. 40-49
MICROMECANICA:
MICROMECANICA:
La palabra micromecanica deriva de micron, es decir una millonesima de metro.
La Micromecanica busca miniaturizar servomecanismos, crear micromotores y propulsores a tamaños microscopicos. Ya se fabrico un motor electrico que mide aproximadamente la cuarta ava parte del tamaño de un ala de mosquito. 35-37-39-40
Se lograran microinstrumentos, que se podrian introducir al organismo a traves de agujas de puncion (al igual que la microcamara); y nuestros actuales trocares quedarian en desuso: Cirugia Minilaparoscopica ?.
Tambien tendria utilidad en la cirugia percutanea, en la cirugia endoscopica intravascular (cardiologia intervencionista). La angioplastia se reemplazara por microinstrumental capaz de limpiar las arterias de las placas de ateroma; y las varices tal vez se podrian corregir reparando las valvulas insuficientes.
La micromecanica permitira ademas, la fabricacion de microrobots 37-39-40-50
La miniaturizacion, se extiende a la electronica y a la tecnologia usada para hacer los micro- procesadores.
Desde los primeros ordenadores hasta la actualidad; los componentes electronicos se van haciendo mas complejos, mas veloces y mas pequeños.
Hoy se utiliza la microtecnologia, y los circuitos integrados de las computadoras (chips) son verdaderas miniaturas. Actualmente la tecnologia ha llegado a lineas de 0,20 micrones. Hacia el año 2.010 se llegó a la millonesima de milimetro; sin duda una verdadera revolucion tecnologica. 39-40
Por otro lado, el aumento de la velocidad en la transmision y procesamiento de los datos tambien esta aumentando en forma increible.
La informacion, actualmente se transmite como ondas electromagneticas y como flujo de electrones; y esto representa una gran velocidad. Pero se esta desarrollando una nueva tecnologia llamada "Optronica" referente al procesamiento y transmision de impulsos luminicos.
Los datos en lugar se convertirse en señales electricas, se traduciran en señales luminicas; en lugar de cables de conexion se utilizaran fibras opticas. De este modo la informacion viajaria a la velocidad de la luz (aproximadamente 300.000 kilometros por segundo). 40
El departamento de energia del Laboratorio Nacional Oak Ridge (Tenesse, E.E.U.U.) desarrollo un chip, construido con materiales organicos para detectar una señal biologica y convertirla en informacion a traves de impulsos electricos.
Su nombre tecnico es "Bioluminescent bioreporter integrated circuite" (biorreportero luminoso de circuito integrado), pero rebautizado "critters on a chip". Su estructura consta de sensores vivientes (bacterias bioluminiscentes), ubicadas como una capa exterior de un circuito integrado estandar. Ante la presencia de una sustancia determinada, la bacteria emite una señal luminosa verde o azul, originando una señal electrica que el chip procesa y amplifica; luego la informacion es enviada a un receptor conectado a una computadora manipulada por los investigadores. Ademas de pequeños, son baratos; ya que su costo es algo menor que un dolar. Tiene multiples usos industriales, y entre ellos brindara diagnosticos medicos. 39-40
NANOTECNOLOGIA:
NANOTECNOLOGIA:
Un cientifico especializado en instrumentacion quirurgica, Ian Hunter, de la Universidad de Montreal (Canada), en 1994 se traslado al M.I.T. (Instituto Tecnologico de Massachusetts) y junto a Eric Drexler, diseño un microrobot teledirigido y fundamentaron las bases de la "Nanotecnologia". 10-15-37-38-50
Este sistema permitiria efectuar intervenciones en celulas, y lo interesante de estas investigaciones, es que se basa en la telepresencia; y que su microrobot, es capaz de trabajar en un campo que se halla en movimiento. La computadora es capaz de corregir la imagen y dejar literalmente "quieto" el escenario quirurgico aunque se mueva el paciente. 38-50
La nanotecnologia va mas halla que la micromecanica, y este equipo de cientificos, estan dedicados al diseño y construccion de maquinas, a partir de atomos y moleculas. 37
Eric K. Drexler, investigador del instituto, considera posible la manipulacion de moleculas, para convertirlas en maquinas microscopicas, que pueden ser utilizadas para viajar por el cuerpo humano. Algo asi como crear maquinas para la reparacion de celulas, o para destruir virus o celulas neoplasicas. Basado en el cuento de Ray Bradbury, y en homenaje a su obra "Los Nanonautas"; a esta ingenieria revolucionaria la denomino Nanotecnologia. 13-15-17-40
El nombre viene de la palabra nanometro, unidad de medida equivalente a la billonesima parte de un metro. 40
Fahy, define a la Nanotecnologia Molecular como: "una tecnologia que involucra la posibilidad de fabricar objetos con especificaciones atomicas precisas. Un postulado central de la misma es que cualquier estructura u objeto que pueda ser especificada; es decir perfectamente caracterizada por sus atomos, y que no viole las leyes fisicas; puede ser construida". 18-31-37
Richard Feyman, premio Nobel de Fisica en 1959; ya habia postulado que usando atomos y moleculas como medios de almacenar informacion o partes de maquinas, se podrian obtener resultados interesantes; y ademas descubrio que las celulas vivas tienen la capacidad de codificar informacion hereditaria y ademas la utilizan para sintetizar otros productos complejos.
Todo esta era una teoria; y no pudo idear, como encarar la fabricacion de maquinas microscopicas con herramientas macroscopicas. 31-40
Desde hace mas de una decada; Eric Drexler, descubrio que moleculas como las enzimas y otras sustancias, son en realidad maquinas y demuestran que la ingenieria, la manipulacion y la fabricacion de las mismas es posible, pero tambien a nivel molecular. Imagino la fabricacion de maquinas moleculares analogas a las enzimas, proteinas, etc.; que a su vez fabricarian otras maquinas moleculares mas complejas, o activarian reacciones quimicas controladas. 10-12-18-31-40
De esta nueva disciplina de la robotica, la imaginacion no tiene limites. La propuesta de Drexler, incluye una investigacion conjunta con el Canada; donde un equipo de ingenieros biomedicos, dirigidos por Ian Hunter, de la Universidad de Montreal, estaban diseñando un microrobot teledirigido para analizar y manipular el interior de las celulas musculares. 40
Ian Hunter, es un cientifico especializado en instrumentos quirurgica, y en abril de 1994, mudo su laboratorio desde Mc Gill, en Canada, al M.I.T.. Su objetivo es reunir en un solo paquete toda la revolucionaria tecnologia informatica de su area. 21-40-50
Desde hacia años venia trabajando en un robot teledirigido basado en la conviccion de que seria imprescindible para la microcirugia.
Cirujanos oftalmologos confiesan a diario, que buena parte de su trabajo suele consistir en reparar daños producidos por secuelas de intervenciones imprecisas. 40
Hunter creo un robot con dos brazos que pueden moverse con precision de millonesimas de milimetro. Los movimientos del operador son medidos instantaneamente con ese margen de exactitud, lo que lo habilita para tomar una celula viva por vez, hazaña ya realizada en tejidos musculares. 21-40-50
El sistema de Hunter, no solo copia a escala microscopica los movimientos del cirujano, sino que amplia inversamente la sensacion de resistencia. Se puede incluso "sentir" la fuerza ejercida al retirar una celula. Una camara estereo, sigue los actos del cirujano desde una perspectiva situada por debajo del robot microquirurgico y esa vision es un reaseguro para el medico. 21-40
El tiene sensores de posicion sobre una pequeña consola de realidad virtual. La camara esclava le muestra sus propios movimientos en estereo, color, y con tridimension; con lo que esta sucediendo y debe ser sabido. El cirujano, puede ver su objetivo "tal como lo ve" su herramienta en la cabeza esclava. 40
En una operacion oftalmologica, el ojo virtual es programado con tal realismo que contrae su pupila si el cirujano hace brillar una luz en la retina virtual.
Pero, mas asombrosa aun, es la fantastica velocidad de esta tecnologia; tanto el brazo esclavo como la cabeza son mucho mas rapidos que la vista humana. El ojo puede cambiar de enfoque 800 grados por segundo, mientras que el equipo de Hunter alcanza los 2.000. 21-40-50
Por eso el sistema podria ser tambien una bendicion para la cirugia a corazon abierto. Puesto que es dificultoso trabajar sobre una viscera latente y en movimiento; los cirujanos necesitan un by pass (bomba extracorporea) y detener el corazon para operar.
Si tuvieran el robot ad-hoc (aventura el Dr. Satava) podria hacerse todo mas rapido en el corazon, y estabilizarlo sin que deje de mandar sangre al cuerpo del paciente. 40-41-43
Hunter no parece urgido por ese desarrollo, sus planes van mas lejos.
Actualmente se halla trabajando en una mano artificial miniaturizada capaz de ir y venir para raspar microscopicamente un tejido. El robot, un prodigio de la microingenieria, esta dotado de movimiento, de sensores y de tecnologia laser; lo que le permite dirigir las acciones de la nanomaquina. Con ella se podria limpiar el colesterol de las arterias, disolver los coagulos sanguineos, realizar analisis de sangre in situ, y bombardear drogas en un lugar prefijado. 10-39-40-41-43-50
Tambien en la ex Union Sovietica se investiga con nanotecnologia, aunque prefieren denominarla "Polimeros Magneticos".
El equipo de especialistas esta dirigido por Y. Korshk, y colaboran en el varios institutos cientificos como: el Quimico-Tecnologico Mendeleiev, y el de Sintesis Petroquimica de Moscu. 38-40
La Nanomaquina esta compuesta por engranajes de un diametro no mayor que el de un cabello humano. Se introduce en el cuerpo humano por via oral (literalmente, tragandola), o por cateteres. Una vez alli, transmite la temperatura y otros parametros, como la presion arterial. 38-40
Ian Hunter, no desmerece estos trabajos, pero opina, que: "el desafio es el ciberespacio". El aspira poder crear robots microscopicos, lo suficientemente pequeños como para poder enviarlos a navegar con autonomia dentro del propio cuerpo, a traves de vasos y tejidos; acaso celulas.
Esos microrobots deberan enviarnos informacion diagnostica, transportar y dosar medicamentos; y porque no, realizar incluso cirugia. 21-40
La nanomaquina ya ha sido probada con exito en animales, y se espera que pronto se pueda utilizar en seres humanos.
Las investigaciones conjuntas entre el Instituto de Tecnologia de Massachusetts y la Universidad de Montreal, han logrado que esta nueva pildora inteligente,
pueda emitir hasta un radio de diez kilometros señales de lecturas del cuerpo humano que son recepcionada por el centro de computacion del Hospital Central de Massachusetts. 38-40
A medida que este centro de computacion reciba los mensajes de la nanomaquina, ira realizando la lectura de todo el historial clinico del paciente; asi pueden los medicos acudir a el, sin que este necesite realizar una llamada telefonica de emergencia. 49
El entusiasmo de Eric Drexler tampoco tiene limites, y el siguiente paso es lograr que la nanoingenieria, pueda conseguir que su submarino sanguineo suministre alguna droga necesaria y vital para restablecer el equilibrio de la salud del paciente. 12
Drexler, cree que: "un paso clave en el desarrollo de la nanotecnologia es la creacion de ensambladores, pequeñas maquinas que puedan guiar las reacciones bioquimicas, mediante la manipulacion de las reacciones moleculares. Programados para efectuar ciertas y determinadas tareas, los ensambladores podrian producir maquinas especificas, como si fueran lineas de montaje en miniatura". 10-12-31-40
CONCLUSIONES FINALES:
CONCLUSIONES FINALES:
El Dr. John Siegel, jefe del Trauma Center de Newark, pone enfasis en que : " cuando en las cirugias videolaparoscopicas actuales, surge una complicacion intraoperatoria; el cirujano efectua una laparotomia y resuelve el problema en forma convencional. Ademas, en los casos de heridas multiples en torax y abdomen, siempre se trabaja en un baño de sangre; puede haber varios organos afectados y mucho se hace sin instrumentos ". (SIC) 50
El problema del sangrado que impide la vision, sera evitado gracias a que la computadora puede mostrar el campo filtrando las imagenes indeseables. 37
Rick Satava fue miembro del M.A.S.H., y ademas estuvo en el 8º Hospital de Evacuados en la Guerra del Golfo. Informo, que el 90 % de las victimas fatales de este ultimo conflicto, fallecieron en el campo de combate; y la mitad de ellos habrian sobrevivido si eran intervenidos a tiempo y por personal capacitado. 41-42
Segun Satava, con el sistema desarrollado por Ian Hunter; se podria llegar a teleoperar, incluso en una ambulancia militar que marche sobre terreno desparejo. 39-40-50
Steven Charles, cree que se hubiera salvado la vista de muchos soldados heridos por esquirlas de haberse podido contar con semejante sistema. 40-50
Toda esta tecnologia desarrollada, va a estar en nuestras manos en un tiempo no muy remoto y es una realidad que podemos desconocer.
La cirugia esta tomando rumbos insospechados, y que limitan con la fantasia.
Creo que la cirugia convencional se mantendra vigente en las intervenciones de urgencia por mucho tiempo, ya que no se dispondra de estos sistemas en el lugar y momento oportuno, ante grandes catastrofes, guerras, etc..
Por otro lado, pese a que los sistemas estan llegando a una perfeccion total, el cirujano es el que debe saber operar; y la formacion del mismo, debe pasar por la secuencia habitual.
Ningun cirujano puede efectuar intervenciones telepresentes sin anteshaber pasado por la cirugia videolaparoscopica, y mucho menos si no tiene experiencia en cirugia convencional. Tan solo, podra "jugar" con los simuladores. La telepresencia implica telerobotica, pero los robots no podrian actuar desentendidos de otros mecanismos que los que en si manejan.
En realidad toda esta tecnologia trata de mejorar la habilidad del operador humano. La telemanipulacion; depende de las manos, y la experiencia del cirujano que la lleve a cabo.
Recordemos que la primera colecistectomia laparoscopica se realizo en 1987; y a diez años de ese suceso; hoy es un metodo ampliamente difundido y esta siendo utilizada para resolver diversas patologias.
Los avances tecnologicos hacen que la cirugia en la actualidad tiende a ser "mini-invasiva" (videolaparoscopica, endoscopica, y percutanea).
Sobre todo, con el panorama que abren: la robotica, la realidad virtual, la micromecanica, y la telepresencia quirurgica. 37-38
Con la nanotecnologia, se deberia agregar que en un futuro mediato va a ser una " cirugia ultramicroscopica y teledirigida ", la que tal vez nos de soluciones definitivas a patologias por ahora sin resolver.
Podriamos dividir a la cirugia del futuro, en tres :
La Cirugia Clasica o convencional: no perdera vigencia para determinadas patologias, y en especial en el tratamiento del Trauma (heridas de arma de fuego y de arma blanca, aplastamientos, etc.). Con el tiempo se debera llamar "Cirugia de Urgencia".
La Cirugia Invasiva Minima: (videoendoscopica, percutanea, videolaparoscopica por telepresencia, la nanocirugia, etc.)
La Cirugia Teorica: Es un concepto que ya en 1989 propuso Lorenz, y en nuestro medio Beveraggi. 2-27-37
CIRUGÍA TEÓRICA
CIRUGÍA TEÓRICA
La "Cirugia Teórica", es una especialidad que existe en Alemania desde 1970, y se basa en cirujanos que no operan, pero se dedican a investigar basica y clinicamente a un caso determinado, y realizar un analisis de la terapeutica conveniente. Es un especialista en tomar las mejores decisiones, tanto tecnicas como tacticas; para que otro cirujano las realize. 31-37
Alguien que decidira si operar o no; y la operacion mas adecuada. Esto trae y seguira provocando controversias.
El Dr. Jose A. Lopez, en su libro dijo: "Investido por Dios muchas veces como Señor de la Vida o de la Muerte, el cirujano debe saber tomar en ocasiones en algunos segundos, decisiones trascendentales en lo que al porvenir del enfermo se refiere. Los años y por consiguiente; la experiencia y el recuerdo de los casos similares vividos y vistos, ayudan en esta ocasion, pero la decision en muchas ocasiones sera rapida, con la firmeza que da el conocimiento y la practica". (SIC) 26
Creo que como en todas las revoluciones y cambios que atañen a la medicina; hay que ir viendo los resultados, y convenir las indicaciones precisas de cada método. Pero, no podemos dejar de asombrarnos al ver las posibilidades presentes y futuras.
No debemos ser meros observadores de este desarrollo, y tenemos que participar con cautela, pero activamente de los cambios que se nos imponen.
El cirujano y el médico en general, deberán tener una mente abierta para recibir los progresos tecnológicos que se nos ofrecen, y deberemos tener amplios conocimientos de informática, ingeniería electrónica, y de los mecanismos básicos de esta cirugía del futuro.
Dr. Carlos Aníbal Ruffini
Medico Cirujano General
Terapia Intensiva y Unidad Coronaria
M.N. 71.835 - M.P. 37.096
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BIBLIOGRAFÍA :
BIBLIOGRAFÍA :
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