Garantizar la seguridad del personal quirúrgico incluye contar con aire de alta calidad en el quirófano. La correcta regulación del aire disminuye la transmisión de las infecciones aéreas, incluyendo la COVID-19, entre los pacientes y el personal. Analizar cómo se extienden esas infecciones es de vital interés para los investigadores de la Universidad de Dublín, en Irlanda, que están investigando cómo el uso de dióxido de carbono (CO2) en cirugía mínimamente invasiva podría contribuir a las tasas de infección entre los médicos y el personal quirúrgico. Con el fin de estudiar el efecto del CO2 en las intervenciones, los investigadores incorporaron la GF343 de FLIR, una cámara de visualización óptica de imágenes de gas (OGI) capaz de ver el CO2. Sin embargo, antes de profundizar en cómo o por qué utilizaron esta cámara, es importante tener en cuenta que la GF343 de FLIR no se diseña, comercializa ni se vende para su uso en el campo médico o quirúrgico. En este caso, los investigadores utilizaron la cámara para comprender mejor el entorno de la intervención.

Cámara GF343 de FLIR

Temores por la COVID-19 entre el personal quirúrgico

La evidencia sugiere que el 30 % de las infecciones por coronavirus entre el personal de atención médica se debieron a la exposición a pacientes enfermos que propagaban el virus a través de partículas en aerosol al estornudar, toser y hablar. Actualmente, entre las iniciativas para proteger al personal quirúrgico de la exposición se incluyen capas adicionales de ropa de protección estéril (EPI), y métodos como ventilación con presión positiva e intercambio continuo de aire en los quirófanos. Sin embargo, esta calidad del aire puede verse afectada por la cantidad de equipos, la cantidad de personal y el nivel de emisiones. Entre estos factores, existía la preocupación de que el humo de cauterización, los gases aerosolizados, los líquidos, los productos químicos y las partículas de patógenos pudiesen propagar infecciones en el quirófano. Sin embargo, con la cancelación de las intervenciones que no eran de emergencia durante la intensa cuarentena por COVID-19, los profesionales tuvieron la oportunidad de estudiar nuevas medidas de seguridad para reducir las tasas de infección. Fue entonces cuando los médicos comenzaron a sentir curiosidad por la cantidad de gas médico que se filtra durante la cirugía mínimamente invasiva (MIS) y su papel en la propagación de infecciones.

El papel del CO2 en las operaciones

La MIS, u operación con cerradura (“keyhole”), es un procedimiento para acceder al interior del cuerpo a través de una pequeña incisión. La MIS suele implicar el uso de CO2 de grado médico para agrandar y estabilizar las cavidades del cuerpo a fin de obtener una mejor visibilidad y maniobrabilidad del instrumento durante los procedimientos. El CO2 funciona bien porque no es inflamable, es barato y tiene una mayor solubilidad en la sangre que el aire. Sin embargo, el único problema es que el escape de gas, el humo de cauterización y las células en aerosol que se propagan a través de fugas de gas son un riesgo inherente cuando se usa gas en un entorno quirúrgico.

A pesar de cribar a los pacientes antes de sus operaciones, la evidencia al principio de la pandemia sugirió que la COVID-19 todavía estaba presente en la sangre y las heces en las cirugías colorrectales. Combine esto con la preocupación por el escape de gas y tendrá un miedo muy real de que las fugas de gas lleven partículas infecciosas al personal quirúrgico.

Investigar los posibles peligros

El miedo de que las fugas de gas CO2 contribuyeran a las infecciones despertó el interés de Ronan Cahill, doctor y profesor de cirugía en el Hospital Mater Misericordiae y la Universidad de Dublín. “El cirujano que hay en mí supuso que las fugas eran insustanciales; mi yo académico quería cuantificar y demostrar la verdad”, dice Cahill. “Consulté al Dr. Kevin Nolan, que da charlas y enseña en la Facultad de materiales e ingeniería mecánica de la UCD”.

Nolan tiene una amplia experiencia en imágenes de Schlieren, una técnica de imágenes popular en las pruebas aeronáuticas que visualiza los cambios locales en el índice de refracción del aire. “Había realizado pruebas de Schlieren de efluvio (fuga de gas) procedentes de una cavidad corporal insuflada”, explica Nolan. “Parte del proceso involucró láseres de clase cuatro en modelos de simulación quirúrgica para iluminar las partículas y capturarlas con una cámara Phantom de movimiento súper lento. Pero esa es una configuración compleja en un quirófano”. Aunque las partículas se volvieron visibles, el uso de láseres hizo que este método fuera poco práctico y peligroso en un entorno humano vivo.

Nolan y Cahill determinaron que tenían que encontrar otra forma de visualizar el gas médico. Ambos habían visto por casualidad un documental sobre el cambio climático llamado “Racing Extinction” de Louie Psihoyo, que presenta imágenes térmicas con un filtro especializado que hace visibles las emisiones diarias de dióxido de carbono. Cahill se puso en contacto con el director para obtener más información sobre la tecnología que utilizaban y para determinar si esta podría ayudar a su investigación.

Una solución práctica

Ahora que Cahill y Nolan tenían una nueva pista que seguir, los dos se pusieron a trabajar rápidamente a fin de obtener subvenciones y fondos para su investigación y la adquisición de una cámara de imágenes de gas GF343 de FLIR. Las ventajas de la cámara fueron inmediatamente evidentes: la GF343 era menos molesta y mucho más fácil de configurar que el enfoque Schlieren anterior. El objetivo principal de Cahill era observar fugas mientras se utilizaban dispositivos de acceso llamados “trocars” y válvulas quirúrgicas. Los cirujanos usan trocares y válvulas en cirugías colorrectales y abdominales para insertar, guiar y retraer instrumentos especializados. La GF343 hizo que las fugas se volvieran claramente visibles; la cámara mostraba el CO2 normalmente invisible que se expandía fuera de los instrumentos y fluía sobre un área amplia, aumentando a medida que el ajuste de las válvulas se aflojaba de forma natural durante una intervención.

Imágenes de Cahill y Nolan mostrando la fuga de CO2 del instrumento y cómo este deja un rastro en el brazo ficticio.

El objetivo original de Cahill era visualizar la cantidad de fugas de gas que se producían durante la intervención, pero estos resultados superaron incluso sus expectativas. La investigación confirmó que los equipos de cirugía están expuestos a una cantidad significativamente mayor de fugas y partículas de lo que se había estimado anteriormente. Sin embargo, el objetivo general mucho más amplio era aumentar la sensibilización sobre los esfuerzos adicionales necesarios para proteger a los pacientes y a los profesionales médicos de la transmisión de virus en las zonas de respiración. Cahill afirma que los cirujanos que pasan un tiempo limitado en un entorno de cirugía generalmente no estaban demasiado preocupados, pero las enfermeras y otro personal que visita múltiples procedimientos al día se alegraron de que sus preocupaciones se estuvieran tomando en serio.

La investigación se ha realizado en diferentes equipos y especialidades quirúrgicos en el Hospital Universitario Mater Misericordiae de Dublín, Irlanda, así como en IRCAD-EITS, Estrasburgo, Francia, como parte de un premio del Consorcio por parte de EU Horizon 2020 denominado “Proteger al personal de quirófano contra los virus aerosolizados (PORSAV)”.