Quirófanos Híbridos

En un quirófano híbrido, la anatomía se puede actualizar y captar en tiempo real. Las imágenes 3D se pueden fusionar y/o superponer a la escopia en tiempo real o el endoscopio. (Real-time image guidance in laparoscopic liversurgery: first clinical experience with a guidance system based onintraoperative CT imaging.) La anatomía crucial, como los vasos olos tumores, puede evitarse y las complicaciones se reducen. En este momento se están realizando más investigaciones y pruebas. (Surgical navigation in urology. Europeanperspective)

Urgencias

En el tratamiento de los pacientes de trauma, cada minuto cuenta. Los pacientes con hemorragias graves tras accidentes de tráfico, explosiones, heridas de bala, disecciones aórticas, etc., necesitan una atención inmediata por la pérdida de sangre, que puede resultar mortal. En un quirófano híbrido puede realizarse un tratamiento tantoabierto como endovascular del paciente. Por ejemplo, puede reducirse la tensión en el cerebro debida a una hemorragia grave y pueden aplicarse coils a unaneurisma. El concepto de colocar al paciente de urgencias en una mesa de operaciones en cuanto entra en el hospital y realizar una exploración de TC si está estable o un procedimiento inmediato si está inestable en el quirófano híbrido sin tener que reposicionar al paciente, puede ahorrar un tiempo valioso y reducir el riesgo de otras lesiones.

Escopia y adquisición de datos

La escopia se realiza con rayos X continuos para observar la progresión por el cuerpo de un catéter u otros dispositivos en imágenes en tiempo real. Para reflejar incluso las estructuras anatómicas más finas, senecesita una calidad de imagen superior. En particular, en las intervenciones cardiacas, la formación de imagen del corazón en movimiento requiere una frecuencia de imágenes alta (30 i/s, 50 Hz) y una gran potencia de salida (al menos 80 kV). La calidad de imagen necesaria para las aplicaciones cardiacassolo puede conseguirse con sistemas angiográficos fijos de alta potencia, nocon arcos en C móviles. Los sistemas angiográficos ofrecen un modo de adquisiciónque almacena automáticamente en el sistema las imágenes adquiridas paradescargarlas luego en un archivo de imágenes. Mientras que la escopia estándar se usa principalmente para guiar dispositivos y recolocar el campo de visión, la adquisición de datos se aplica a la creación de informes y a los diagnósticos. En particular, cuando se utiliza medio de contraste, la adquisición de datos es obligatoria, ya que las secuencias almacenadas pueden reproducirse cuando se desee sin volver a inyectar medio de contraste. Para conseguir una calidad de imagen suficiente para el diagnóstico y la creación de informes, el sistema angiográfico usa dosis de rayos X hasta 10 veces mayores que la escopia estándar. Por lo tanto, la adquisición de datos solo debe aplicarse cuando sea estrictamente necesario. La adquisición de datos sirvecomo base para técnicas avanzadas de formación de imagen como DSA y angiografíarotacional.

Angiografía rotacional

La angiografía rotacionales una técnica para adquirir imágenes 3D parecidas a la TC de forma intraoperatoria con un arco en C fijo. Para ello, el arco en C gira alrededor del paciente, adquiriendo una serie de proyecciones que se reconstruirán en un juego de datos 3D.

Angiografía Digital Sustraída

La angiografía digital sustraída (DSA) es una técnica de formación de imagen bidimensional para la visualización de vasos sanguíneos en el cuerpo humano (Katzen, 1995).

Para la DSA se adquiere la misma secuencia de una proyección primero sin inyección de medio contraste y después con inyección por los vasos que se desea investigar. La primera imagen se sustrae de la segunda para eliminar las estructuras de fondo, como los huesos, lo más completamente posible y mostrar con más claridad los vasos llenos de medio decontraste. Como hay un retraso entre la adquisición de la primera y la segunda imagen, son necesarios algoritmos de corrección del movimiento para eliminar los artefactos de movimiento. El "roadmapping" es una aplicación avanzada de DSA. A partir de la secuencia DSA adquirida, se identifica la imagen con máxima opacificación del vaso y se asigna como máscara del llamado "roadmap". Esta máscara se sustrae continuamente de las imágenes de escopia en tiempo real para producir imágenes de escopia sustraídas en tiempo real superpuestas a una imagen estática de la vasculatura. El beneficio clínico es que se pueden visualizar mejor las estructuras vasculares pequeñas y complejas, sin tejido subyacente molesto, lo que ayuda a colocar catéteres y arpones.

Registro 2D/3D

Formación de imagen de fusión y superposición 2D/3D

Los sistemas angiográficos modernos no se utilizan solo para la formación de imagen, sino que también ayudan al cirujano durante el procedimiento guiando la intervención gracias a la información 3D adquirida de forma preoperatoria o intraoperatoria. Esta guía requiere que la información 3D se registre (alinee) con el paciente. Esto se realiza con algoritmos de software exclusivos.

Flujo de información entre la estación de trabajo y el sistema angiográfico

Las imágenes 3D se calculan a partir de un juego de proyecciones adquirido durante una rotación del arco en C sobre el paciente. La reconstrucción del volumen se realiza en una estación de trabajo aparte. El arco en C y la estación de trabajo están conectados y se comunican continuamente. Por ejemplo, si el usuario rota virtualmente el volumen en la estación de trabajo para ver la anatomía desde una perspectiva determinada, el parámetro de esta vista puede transmitirse al sistema angiográfico, que lleva el arco en C a exactamente la misma perspectiva para la escopia. De la misma forma, si cambia la angulación del arco en C, dicha angulación puede transmitirse a la estación de trabajo, que actualiza el volumen a la misma perspectiva que la vista fluoroscópica. El algoritmo de software que se encarga de este proceso se llama registro y puede utilizarse también con otras imágenes DICOM, como datos de TC o MRT adquiridos preoperatoriamente.

Superposición de información 3D sobre la escopia 2D

La propia imagen 3D puede superponerse con codificación en colores sobre la imagen de escopia. Cualquier cambio de las angulaciones del arco en C provocará que la estación de trabajo recalcule en tiempo real la vista en la imagen 3D para que coincida exactamente con la vista de la imagen de escopia 2D en tiempo real. Sin inyección adicional de medio de contraste, el cirujano puede observar los movimientos del dispositivo de forma simultánea con la superposición 3D de los contornos vasculares en la imagen de escopia. Una forma alternativa de añadir información de la estación de trabajo a la imagen fluoroscópica es, tras la segmentación manual o automática de las estructuras anatómicas de interés en la imagen 3D, superponer el perfil como un contorno en la imagen de escopia. Esto ofrece información adicional que no es visible en la imagen de escopia. Algunos softwares disponibles ofrecen puntos de referencia anatómicos de forma automática, y el cirujano o un técnico cualificado pueden añadir más manualmente. Un ejemplo es la colocación de una endoprótesis fenestrada para tratar un aneurisma aórtico abdominal. Los ostia de las arterias renales se pueden marcar con círculos en la imagen 3D y luego superponerse en la escopia en tiempo real. Como la marcación se ha realizado en 3D, se actualizará con cualquier cambio de la angulación fluoroscópica para coincidir con la vista actual.

Guía durante el implante transaórtico de válvula (TAVI)

La implantación valvular transaórtica requiere una colocación exacta de la válvula en la raíz aórtica para prevenir complicaciones. Es esencial una buena vista fluoroscópica (un ángulo perpendicular a la raíz aórtica se considera óptimo para el implante). Recientemente se han publicado aplicaciones que ayudan al cirujano a seleccionar esta angulación fluoroscópica óptima, e incluso a dirigir automáticamente al arco en C a la vista perpendicular a la raíz aórtica. Algunos métodos se basan en imágenes de TC preoperatorias, que se utilizan para segmentar la aorta y calcular ángulos de visualización óptimos para los implantes valvulares. Las imágenes de TC deben registrarse con TC del arco en C o imágenes de escopia para transferir el volumen 3D al sistema angiográfico. Los errores durante el registro pueden provocar una desviación de las angulaciones óptimas del arco en C y deben corregirse manualmente. Además, las variaciones anatómicas entre la adquisición de la imagen de TC preoperatoria y la cirugía no se tienen en cuenta. Normalmente, la formación de imagen de los pacientes se realiza con las manos hacia arriba en un escáner de TC, mientras la cirugía se realiza con los brazos a los lados del paciente, lo que provoca errores sustanciales. Los algoritmos basados exclusivamente en las imágenes de TC del arco en C adquiridas en el QF por el sistema angiográfico están registrados inherentemente al paciente y muestran las estructuras anatómicas actuales. Con este método, el cirujano no tiene que confiar en imágenes de TC preoperatorias adquiridas por el departamento de radiología, lo que simplifica el flujo de trabajo en el QF y reduce los errores en el proceso.

Formación de imagen funcional en el QF

Hoy en día, las mejoras en la tecnología de los arcos en C también permiten la formación de imagen de perfusión y permiten visualizar el volumen sanguíneo parenquimal en el QF. Para ello, la angiografía rotacional (3D-DSA) se combina con un protocolo de inyección modificado y un algoritmo de reconstrucción especial. Así se puedevisualizar el flujo sanguíneo a lo largo del tiempo. Esto puede ser útil en el tratamiento de pacientes con ictus isquémico.

Técnicas de formación de imagen con un TC

Un sistema de TC montado sobre rieles puede introducirse y sacarse del QF para ayudar en los procedimientos quirúrgicos complejos, como cirugía cerebral, de columna y de trauma, gracias a la información adicional obtenida mediante la formación de imagen. El Johns Hopkins Bayview Medical Center de Maryland describe que su uso intraoperatorio de la TC tiene un impacto positivo en los pacientes gracias a la mejora de la seguridad y la reducción de las infecciones y del riesgo de complicaciones.

Técnicas de formación de imagen con un MRT

La formación de imagen por resonancia magnética se utiliza en neurocirugía:

1. Antes de la cirugía, para conseguir una planificación precisa

2. Durante la cirugía, para ayudar en la toma de decisiones y tener en cuenta el desplazamiento del cerebro

3. Tras la cirugía, para evaluar el resultado

Normalmente, los sistemas de MRT requieren mucho espacio, tanto en la sala como alrededor del paciente. No es posible realizar cirugía en una sala de MRT normal. Para el paso 2, existen dos soluciones para utilizar la RM intraoperatoriamente: una es un escáner de MRT móvil que puede acercarse solo cuando se necesita la formación de imagen, y la otra es transportar al paciente a un escáner de RM en una sala adyacente durante la cirugía.

Consideraciones de planificación

Ubicación / Organización

Un quirófano híbrido no es solo híbrido por su uso, sino también por su papel en el sistema del hospital. Como contiene una modalidad de formación de imagen, el departamento de radiología puede asumir la responsabilidad principal de la sala por su experiencia en gestión, técnica, mantenimiento y conectividad. Desde la perspectiva del flujo de trabajo con el paciente, el departamento quirúrgico debería dirigir la sala, que debería estar situada junto a otras instalaciones quirúrgicas para asegurar un correcto cuidado y un transporte rápido del paciente.

Tamaño de la sala y preparación

La instalación de un QF híbrido es un desafío para los tamaños estándar de las salas de hospital, ya que el sistema de formación de imagen requiere algún espacio adicional y además hay más personal presente que en un QF normal. En un QF de este tipo puede trabajar un equipo de entre 8 y 20 personas, incluidos anestesistas, cirujanos, enfermeros, técnicos, perfusionistas, personal de apoyo de los fabricantes delos dispositivos, etc. Según el sistema de formación de imagen elegido, se recomienda una sala de 70 metros cuadrados, incluida la sala de control, pero sin incluir una sala técnica ni las zonas de preparación. Los preparativos adicionales necesarios en la sala son: blindaje de plomo de 2 - 3 mm y, potencialmente, refuerzo del suelo o del techo para soportar el peso adicional del sistema de formación de imagen (aproximadamente 650 – 1.800 kg).

Flujo de trabajo

La planificación de un QF híbrido requiere la implicación de numerosas partes interesadas. Para asegurar un flujo de trabajo fluido en la sala, todas las partes implicadas deben indicar sus requisitos, lo que afectará al diseño de la sala y determinará diversos recursos como el espacio, el equipo médico y el equipo de formación de imagen. Esto puede requerir una gestiónprofesional del proyecto y varias iteraciones del proceso de planificación conel vendedor del sistema de formación de imagen, ya que las interdependenciastécnicas son complejas. El resultado es siempre una solución individual adaptada a las necesidades y preferencias del equipo interdisciplinar y del hospital.

Luces, monitores y brazos articulados

En general, en un quirófano se necesitan dos fuentes de luz distintas: las luces quirúrgicas utilizadas para los procedimientos abiertos y la iluminación ambiental para los procedimientos intervencionistas. Debe ponerse atención especial a laposibilidad de atenuar las luces. Esto es necesario con frecuencia durante la escopia o la endoscopia. Es de la mayor importancia que las luces quirúrgicas cubran la zona completa de la mesa del quirófano. Además, no deben interferir con los cabezales ni con las rutas de colisión de otros equipos. La posición de montaje más frecuente de las luces del QF es el centro, encima de la mesa QF. Si se elige una posición distinta, normalmente las luces se desplazan desde una zona fuera de la mesa QF. Como es necesario un eje central por cabezal de luz, esto puede llevar a, al menos, dos ejes centrales y puntos de montaje para asegurar una iluminación suficiente del campo quirúrgico. El rango de desplazamiento del sistema angiográfico determina dónde se van a colocar las luces del QF. Los ejes centrales deben estar fuera de las trayectorias de desplazamiento y giro. Esto es especialmente importante, ya que los dispositivos tienen unos requisitos específicos de altura de la sala que deben cumplirse. En este caso, el que los cabezales de luz del QF dispongan de una altura suficiente puede ser un problema. Esto convierte a las luces en un elemento crítico de proceso de planificación y diseño. Otros aspectos del proceso de planificación de las luces del QF incluyen evitar los reflejos y deslumbramientos. Las luces de QF modernas pueden tener características adicionales, como cámaras incorporadas y capacidades de vídeo. Para la iluminación de la zona de la herida se requiere un sistema de iluminación de QF de doble brazo. A veces puede ser necesaria incluso unatercera luz, en los casos en los que se realiza más de una actividad quirúrgicaa la vez, p. ej., flebectomía de las piernas.

En resumen, los puntos clave para planificar el sistema de iluminación quirúrgica son:

• Ubicación central sobre la mesa QF (imposible con sistemas montados en el techo.

• Normalmente, tres cabezales de luz para una iluminación óptima de varios campos quirúrgicos.

• Suspensión sin restricciones, desplazamiento independiente y colocación estable de los cabezales de luz.

• Sistema modular con opciones de ampliación, p. ej., monitor de vídeo y/o cámara.

Sistemas de formación de imagen

La modalidad de formaciónde imagen más común en los QF híbridos es un arco en C. Los expertos consideran insuficiente el rendimiento de los arcos en C móviles en los QF híbridos, ya que la potencia limitada del tubo afecta a la calidad de imagen, el campo de visión de los sistemas con intensificador de imagen es menor que el de los sistemas con detector plano y el sistema de refrigeración de los arcos en C móviles puede provocar sobrecalentamiento tras unas pocas horas, lo que puede no ser suficiente para procedimientos quirúrgicos largos o para varios procedimientos consecutivos, potencialmente necesarios para recuperar la inversión en el quirófano. Los arcos en C fijos no tienen estas limitaciones, pero necesitan más espacio en la sala. Estos sistemas pueden montarse en el suelo, en el techo, o en ambos si se elige un sistema biplano. Este último es el sistema preferido si el quirófano es utilizado con frecuencia por cardiólogos pediátricos, electrofisiólogos o neurointervencionistas. No se recomienda implementar un sistema biplano si no es necesario para estas disciplinas clínicas, ya que los componentes montados en el techo pueden provocar problemas de higiene:

De hecho, algunos hospitales no permiten la presencia de equipos directamente encima del campo quirúrgico, ya que puede caer polvo en la herida y provocar una infección. Como los sistemas montados en el techo incluyen componentes móviles situados sobre el campo quirúrgico e interfieren en el flujo laminar de aire, tales sistemas no son adecuados para los hospitales que exijan los mayores estándares de higiene. (ver también

y, ambos solo en alemán). Hay más factores a considerar al decidir entre sistemas montados en el techo y en el suelo. Los sistemas montados en el techo requieren mucho espacio en el techo y, por lo tanto, reducen las opciones de instalación de luces quirúrgicas o brazos articulados. Sin embargo, muchos hospitales eligen sistemas montados en el techo porque cubren el cuerpo entero con más flexibilidad y (aún más importante) sin desplazar la mesa. Esto último es, a veces, difícil y peligroso durante la cirugía debido a las muchas líneas y catéteres que deben moverse también. Sin embargo, el desplazamiento de una posición de aparcamiento a una de trabajo durante la cirugía es más fácil con un sistema montado en el suelo, ya que el arco en C solo gira desde el lado y no interfiere con el anestesista. Por el contrario, el sistema montado en el techo apenas puede moverse durante la cirugía a una posición de aparcamiento en el extremo craneal sin chocar con equipos de anestesia. En un entorno atestado como el QF, los sistemas biplano añaden complejidad e interfieren con la anestesia, excepto en neurocirugía, donde la anestesia no está en el extremo craneal. Por lo tanto, los sistemas monoplano están claramente recomendados ensalas utilizadas principalmente para cirugía cardiaca.

Mesa QF

La selección de la mesa QF depende del uso primario del sistema. Las mesas intervencionistas con tableros flotantes, inclinación y basculación compiten con las mesas QF flexibles y completamente integradas. La identificación de la mesa adecuada es un compromiso entre los requisitos intervencionistas y quirúrgicos.

Los requisitos quirúrgicos e intervencionistas pueden ser mutuamente excluyentes. Los cirujanos, especialmente los ortopédicos, generales y neurológicos, normalmente esperan una mesa con tablero segmentado para un posicionamiento flexible del paciente. Para la formación de imagen se requiere un tablero radiotransparente que permita la cobertura de cuerpo entero. Por lo tanto, se utilizan tableros irrompibles de fibra de carbono. Los intervencionistasnecesitan un tablero flotante que permita desplazamientos rápidos y precisosdurante la angiografía. En general, los cirujanos cardiacos y vasculares tienen necesidades de posicionamiento menos complejas pero, según su experiencia intervencionista en angiografía, pueden estar acostumbrados a desplazamientos completamente motorizados de la mesa y el tablero. Se dispone de ayudas deposicionamiento (cojines inflables) para posicionar a los pacientes en lostableros irrompibles. Los tableros totalmente flotantes no están disponiblescon las mesas de QF convencionales. Como compromiso, se recomiendan mesasflotantes de angiografía diseñadas específicamente para la cirugía coninclinación vertical y lateral.

Para satisfacer aún más las necesidades típicas de la cirugía, la mesa debe disponer de rieles laterales para montar equipo quirúrgico como retractores o apoya extremidades. La posición de la mesa en la sala también influye en el flujo de trabajo quirúrgico. Puede considerarse una posición diagonal en el QF para ganar espacio y flexibilidad en la sala, así como para acceder al paciente desde todos los lados. Como alternativa, puede combinarse una mesa quirúrgica convencional con un sistema de formación de imagen (si el fabricante ofrece la integración correspondiente). Así, el quirófano puede utilizarse con un tablero radiotransparente irrompible compatible con la formación de imagen 3D, o con un tablero irrompible universal que ofrece posicionamiento mejorado del paciente, pero restringe la formación de imagen 3D. Este último es particularmente adecuado para la cirugía neurológica u ortopédica, y estas soluciones integradas están disponibles comercialmente desde hace poco tiempo. Si se planea compartir la sala entre procedimientos híbridos y abiertos convencionales, a veces son preferibles estas soluciones. Ofrecen una mayor flexibilidad del flujo de trabajo, porque los tableros pueden acoplarse e intercambiarse fácilmente, pero requieren ciertos compromisos con la formación de imagen intervencionista. En resumen, los aspectos importantes a considerar son la posición en la sala, la radiotransparencia (tablero de fibra de carbono), la compatibilidad y la integración de dispositivos de formación de imagen con la mesa quirúrgica. Otros aspectos incluyen la carga de la mesa, la altura ajustable de la mesa y la movilidad horizontal (flotación), incluida la inclinación vertical y lateral. Es importante disponer también de los accesorios adecuados, como rieles para montar equipos quirúrgicos especiales (retractores, soportes de cámaras). Las mesas de angiografía de flotación libre con inclinación y basculación son las más adecuadas para los quirófanos híbridos cardiovasculares.

Dosis de radiación

Los rayos X son radiación ionizante, por lo que la exposición es potencialmente dañina. Comparado con un arco en C móvil, utilizado normalmente en cirugía, los escáneres de TC y los arcos en C fijos trabajan con un nivel de energía mucho mayor, lo que provoca una dosis más alta. Por lo tanto, es muy importante controlar la dosis de radiación aplicada en un QF híbrido, tanto al paciente como al personal médico. Hay unas cuantas medidas sencillas para proteger al personal del QF de la radiación dispersa, reduciendo así la dosis. La concienciación es crítica parano pasar por alto las herramientas de protección disponibles. Entre estas herramientas se encuentra la ropa protectora (delantal protector para el tronco, protector de la tiroides alrededor del cuello y gafas protectoras). Estas últimas pueden sustituirse por un panel de vidrio plomado suspendido del techo. Pueden instalarse cortinas de plomo adicionales al lado de la mesa para proteger la región inferior del cuerpo. A las integrantes embarazadas del personal se les aplican reglas aún más estrictas. Una medida muy efectiva para proteger tanto al personal como al paciente es, por supuesto, aplicar menos radiación. Siempre hay un compromiso entre la dosis de radiación y la calidad de imagen. Una mayor dosis de rayos X produce una imagen más clara. La tecnología de software moderna puede mejorar la calidad de imagen durante el postprocedimiento ante el contraste, el ruido, la resolución y los artefactos. En general, debe seguirse el principio ALARA (As Low As Reasonably Achievable, lo más baja posible). La dosis debe ser lo más baja posible, pero la calidad de imagen no debe reducirse más allá del punto en el que el beneficio diagnóstico del examen no supere el daño potencial al paciente. Los fabricantes de equipos radiológicos toman constantemente medidas técnicas para reducir la dosis, y también hay medidas de manejo que el personal puede adoptar para reducir la dosis según la aplicación clínica. Entre las primeras está el endurecimiento del haz. Entre las segundas están los ajustes de frecuencia de imágenes, la escopia pulsada y la colimación. Endurecimiento del haz:los rayos X constan de partículas "duras" y "blandas", es decir, partículas con mucha energía y partículas con poca energía. La exposición innecesaria se produce principalmente por las partículas blandas, ya que son demasiado débiles para atravesar el cuerpo e interactuar con él. En cambio, las partículas duras atraviesan al paciente. Un filtro situado delante del tubo de rayos X puede capturar las partículas blandas, endureciendo así el haz. Esto reduce la dosis sin afectar a la calidad de imagen. Frecuencia de imágenes:las frecuencias de imágenes altas (es decir, las imágenes adquiridas por segundo) son necesarias para visualizar los movimientos rápidos sin efectos estroboscópicos. Sin embargo, cuanto mayor es la frecuencia de imágenes, más alta es la dosis de radiación. Por lo tanto, la frecuencia de imágenes debe elegirse según la necesidad clínica y debe ser lo más baja posible. Por ejemplo, en la cardiología pediátrica se necesitan frecuencias de imágenes de 60 pulsos por segundo, comparadas con los 0,5 p/s para objetos de movimiento lento. Una reducción a la mitad de la frecuencia de pulsos reduce la dosis aproximadamente a la mitad. La reducción de 30 p/s a 7,5 p/s provoca una reducción de la dosis del 75%.

Si se usa escopia pulsada, la dosis de radiación solo se aplica en intervalos de tiempo predefinidos, por lo que se utiliza menos dosis para producir la misma secuencia de imágenes. Entre dichos intervalos, se muestra la última imagen almacenada.

Otra herramienta para reducir la dosis es la colimación. Puede ocurrir que solo una pequeña sección del campo de visión del detector sea de interés para la intervención. El tubo de rayos X puede blindarse con un colimador en las zonas que tengan que ser necesariamente visibles, enviando así la dosis al detector solo en las regiones anatómicas de interés. Los arcos en C modernos permiten navegar porlas imágenes adquiridas sin escopia constante.