HISTORIA

La idea de aplicar la tecnología robótica a la cirugía se remonta a a la década de 1970, cuando un proyecto militar de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) se propuso proporcionar atención quirúrgica a los astronautas con robots manejados a control remoto, así como reemplazar la presencia física del cirujano en situaciones de accidentes masivos en ambientes hostiles, como una guerra o catástrofes naturales. La primera generación de robots quirúrgicos que ingresó a la sala de operaciones se diseñó para realizar tareas de precisión guiadas por imagen, pero estaba limitada por interfases básicas de computadora. La evolución de los robots quirúrgicos condujo a la generación actual de telemanipuladores en Volumen 81, No. 4, Julio-Agosto 2013 267 Cirugía robótica y telecirugía tiempo real. En estas unidades, la consola control “maestra”, desde la que opera el cirujano, está separada físicamente de la unidad “esclava”, compuesta por los brazos robóticos que llevan a cabo la cirugía en el paciente. La velocidad de trasmisión de los datos es el reto principal en las operaciones controladas a distancia, particularmente cuando se trata de grandes distancias o la infraestructura de retrasmisión es insuficiente. La latencia de la red afecta el desempeño quirúrgico con un tiempo de conclusión de la tarea más grande, con un factor de 1.5 y 2 en retrasos de 250 y 500 mseg, respectivamente, comparado con la ausencia de retraso. La latencia en la trasmisión de datos limitó la telemanipulación a unos pocos cientos de kiló- metros. En septiembre de 2001, nuestro equipo efectuó el primer procedimiento quirúrgico transatlántico (Operación Lindbergh) a la distancia entre Nueva York (Estados Unidos) y Estrasburgo (Francia). La operación Lindbergh es un hito en la telecirugía global.4,5 El cirujano estaba controlando la unidad maestra en Nueva York, mientras que el paciente en Estrasburgo era operado por el telemanipulador Zeus®. Esta proeza técnica fue posible gracias a los esfuerzos de France Telecom que proporcionaron una conexión de fibra óptica de alta velocidad con un retraso promedio de 155 mseg, con modo de trasferencia asíncrona avanzado. La aplicación máxima para la telecirugía robótica es, quizá, la que inicialmente concibió la NASA: proporcionar atención quirúrgica a los astronautas durante misiones de exploración espacial de larga duración y a distancia extrema, en las que es fundamental la autosuficiencia de la tripulación espacial, para enfrentar emergencias quirúrgicas. Aún quedan muchos retos qué resolver para hacer esto posible y son: la capacidad de realizar la cirugía en condiciones de gravedad reducida, equipo y luz portátiles; y lo más importante, la posibilidad de trasmisión de datos a distancia cósmica. La factibilidad de la cirugía en gravedad cero se ha demostrado con la remoción de un quiste en un individuo humano a bordo de la nave aérea de la Agencia Espacial Europea (ESA) Airbus A-300 Zero-G. Las fases de ingravidez se consiguieron realizando curvas parabólicas. Además, está en progreso la investigación intensiva de miniaturización de telemanipuladores quirúrgicos y se han construido varios prototipos para aumentar las posibilidades de la telecirugía, ofreciendo plataformas más versátiles. Un ejemplo es el M7, que es un dispositivo robótico portátil y ligero, desarrollado por Stanford Research International, equipado con dos brazos con siete grados de libertad (DOF) y que integra retroalimentación háptica. El software del M7 es adecuado para teleoperaciones y en septiembre de 2007 se probó con éxito en la primera experiencia robótica de la NASA en gravedad cero durante vuelos parabólicos.5 La interacción en tiempo real entre la Tierra y la nave espacial está inversamente relacionada con la distancia. La velocidad de comunicación basada en internet es suficiente para practicar la telecirugía en la Tierra, con retrasos de alrededor de 400 mseg. Con trasmisiones basadas en satélite (señales propagadas a la velocidad de la luz = 300,000 km/ seg) se experimentaría un retraso de aproximadamente un segundo en una distancia Tierra-Luna, que aún puede ser suficiente para procedimientos básicos controlados a distancia. Al aumentar la distancia, como ejemplo, para una distancia orbital promedio entre la Tierra y Marte (72 millones de kilómetros), el retraso sería de alrededor de 6 minutos, lo que significa que tanto los procedimientos en tiempo real controlados remotamente, como la teletutoría no serían posibles. La limitación para una teletutoría efectiva está, quizá, por debajo de un retraso de 60 segundos. Más allá de este límite, un cirujano adiestrado debería estar a bordo y ser capaz de trabajar “solo”. La simulación preoperatoria con modelos de pacientes en realidad virtual, y sistemas de guía en tiempo real, basados en realidad aumentada, podría solucionar el monitoreo en tiempo semi-real del acto quirúrgico. Los programas de cómputo médico de realidad virtual pueden elaborar un modelo virtual 3D del paciente a partir del formato de imágenes “imagen digital y comunicación en medicina”. Este modelo virtual 3D permite navegar a través del cuerpo humano y efectuar una exploración virtual, resaltando detalles anatómicos que podrían ser desestimados en una imagen rutinaria.6,7 La exploración virtual puede usarse durante la fase preoperatoria para planear y simular el procedimiento quirúrgico. Durante la fase intraoperatoria, el modelo realidad virtual 3D puede sobreponerse en imágenes del paciente en tiempo real proporcionando una realidad aumentada. La fusión de imágenes en vivo e imágenes sintéticas específicas del paciente generadas por computadora puede proporcionar al cirujano, a una distancia extremadamente remota, una herramienta poderosa de navegación, resaltando estructuras blanco y variaciones anatómicas. En esta configuración de sala de operación interactiva que proporciona navegación asistida por computadora, el tiempo de retraso en la comunicación tierra-nave espacial sería menos significativo. La telecirugía es fascinante pero aún no está madura y está llena de desafíos significativos, incluidos la velocidad de trasferencia de datos, plataformas robóticas quirúrgicas con poco peso, y costo-efectividad. Los beneficios potenciales de la telecirugía se están haciendo evidentes con el desarrollo de programas de teletutoría. Las aplicaciones específicas de proyectos militares y de misiones espaciales podrían ser el impulso para desarrollos futuros.