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Cirujanos cardíacos como videojugadores
Los cirujanos cardíacos han tomado prestada una tecnología de imágenes estereoscópicas tridimensionales de la industria de los videojuegos para ayudarlos a guiar sus herramientas durante las complejas cirugías de corazón latiendo. En las pruebas del nuevo dispositivo de imágenes, un cirujano pudo navegar con mayor precisión en los corazones de los cerdos y luego reparar más rápidamente las paredes rotas de los corazones. Con el tiempo, el sistema estereoscópico puede hacer que la cirugía del corazón palpitante sea más eficiente y menos peligrosa, quizás expandiendo su uso a reparaciones cardíacas relativamente complicadas.
Vista 3D: Los investigadores del Children's Hospital Boston están introduciendo tecnología de videojuegos en la sala de operaciones. El cirujano cardíaco Nikolay Vasilyev prueba sus gafas estéreo mientras realiza simulaciones quirúrgicas. Las gafas, junto con un monitor que muestra datos de ultrasonido en tiempo real, proporcionan una vista estereoscópica en 3D. Vasilyev probó la tecnología en la cirugía de corazón latiendo en corazones de cerdo y descubrió que le permitía tapar un agujero de manera más eficiente que con las imágenes tradicionales en 3D.
Para ciertos procedimientos cardíacos complejos, como la reparación de válvulas, un cirujano debe detener el corazón y abrirlo de par en par. Estas cirugías requieren una máquina de circulación extracorpórea y conllevan riesgos sustanciales para el paciente. En los últimos años, algunos cirujanos están optando por utilizar la cirugía de corazón latiendo, un enfoque menos invasivo que a menudo puede evitar la necesidad de un bypass corazón-pulmón. Pero trabajar en estructuras internas complejas y delicadas que se mueven con cada latido del corazón presenta grandes desafíos, particularmente porque sin abrir el corazón y desviar la sangre, es difícil para los cirujanos ver lo que están haciendo.
Durante varios años, un equipo de Children's Hospital Boston ha estado desarrollando un sistema de imágenes tridimensionales en tiempo real para su uso en cirugía de corazón latiendo. Un dispositivo de ultrasonido recopila un flujo de datos tridimensionales y lo envía a una pantalla bidimensional, que indica la profundidad con tonos de gris. Al vigilar la pantalla, un cirujano puede ver el interior del corazón durante la operación.
Pero si bien los primeros resultados de la tecnología, que recientemente ha llegado a la sala de operaciones, han sido prometedores, los cirujanos descubrieron que la pantalla bidimensional interfería con su percepción de profundidad. Si estás navegando por una estructura tridimensional complicada como el corazón, donde haces giros a la derecha y a la izquierda y subes y bajan y por todas partes, usar una imagen bidimensional lo hace muy difícil, dice Pedro del Nido , jefe de cirugía cardíaca en el Hospital de Niños y líder del equipo de investigación.
En busca de una solución, el equipo buscó una industria bien versada en la creación de una experiencia 3-D en constante mejora: los videojuegos. Los avances recientes en la tecnología de procesamiento de imágenes han permitido a los diseñadores de juegos simular entornos 3-D, completos con percepción de profundidad, utilizando pantallas de visión estereoscópica. Para abordar la enfermedad cardíaca estructural, necesita un mapa tridimensional con percepción de profundidad, dice Marc Gillinov , director de experiencia en Instituto Vascular y del Corazón de la Clínica Cleveland . Y eso es lo que te ofrecen las gafas estereoscópicas.
Una pantalla de visión estereoscópica funciona generando una imagen tridimensional ligeramente inclinada para cada ojo. El monitor se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás entre las dos versiones unas 70 veces por segundo. Mientras tanto, el espectador usa anteojos especializados que bloquean alternativamente los ojos izquierdo y derecho al mismo ritmo. El parpadeo es lo suficientemente rápido como para que los ojos, que solo pueden procesar entre 25 y 30 fotogramas por segundo, no lo noten.
Pantalla dividida: Un dispositivo de ultrasonido envía un flujo constante de datos tridimensionales desde el corazón del paciente a una computadora, que lo divide en un par de imágenes ligeramente inclinadas, una para cada ojo. Los anteojos especializados parpadean de un lado a otro entre los ojos izquierdo y derecho, mientras que las dos imágenes parpadean de un lado a otro en la pantalla de una computadora. El resultado es similar a un video holográfico del funcionamiento interno del corazón.
Tu cerebro sabe cómo integrar esa información y darte percepción de profundidad automáticamente, dice del Nido. No es necesario que tenga una computadora que le diga que está a dos centímetros y medio del objetivo; su cerebro lo adivina intuitivamente y lo hace sobre la marcha. El resultado es una experiencia 3D realista, similar a un holograma.
Con esta tecnología, el equipo del Children's Hospital construyó una pantalla personalizada que podía procesar datos de una sonda de ultrasonido. Entonces cirujano cardíaco Nikolay Vasilyev se puso un par de gafas estereoscópicas y probó la pantalla mientras operaba en los corazones de los cerdos.
Primero, Vasilyev creó un desgarro en la pared que divide las aurículas izquierda y derecha, simulando una condición llamada comunicación interauricular. Luego reparó el agujero con un parche diminuto, sujetándolo en su lugar con varios anclajes diminutos. Debido a que toda la cirugía se realizó con herramientas especializadas que podían insertarse a través de una abertura muy pequeña en la superficie del corazón, no fue lo suficientemente invasiva como para permitir que el corazón siguiera latiendo todo el tiempo. En total, Vasilyev operó a seis cerdos: tres con la pantalla estereoscópica y tres con la pantalla tridimensional normal.
En las seis cirugías, Vasilyev colocó con éxito el parche, sin diferencias entre los dos grupos en términos de la precisión con que colocó los anclajes, tal vez porque tiene una amplia experiencia con este procedimiento en particular. Pero el nuevo dispositivo le permitió navegar con mayor precisión sus instrumentos hasta su destino, reduciendo el riesgo de daños a las estructuras circundantes, y hacer el trabajo un 44 por ciento más rápido. Los resultados del estudio se dieron a conocer ayer en el Revista de cirugía torácica y cardiovascular .
El sistema estereoscópico puede ayudar a extender los usos de la cirugía de corazón latiendo, expandiendo su uso en niños con defectos cardíacos congénitos y en reparaciones cardíacas complicadas como orificios extensos y válvulas defectuosas. De hecho, del Nido ve las imágenes estereoscópicas en tiempo real, combinadas con instrumentos quirúrgicos de vanguardia, como una plataforma que, en última instancia, podría revolucionar la cirugía cardíaca de la misma forma en que los procedimientos laparoscópicos revolucionaron la cirugía abdominal. Lo que estamos desarrollando aquí es realmente una nueva plataforma para hacer reparaciones cardíacas de una manera muy diferente, dice del Nido. Dimos el paso inicial: hicimos la prueba de concepto. Ahora queremos empezar a ver hasta dónde podemos llegar.
¿Estará listo para el horario de máxima audiencia mañana? No, no lo es, dice Gillinov. Pero, ¿podría abrir un montón de nuevas formas de arreglar las cosas en el corazón? Si.