La seguridad del personal quirúrgico incluye tener aire de alta calidad en el quirófano. La regulación correcta del aire disminuye la propagación de las infecciones de transmisión aéreas, como la COVID-19, entre los pacientes y el personal. Analizar cómo se propagan esas infecciones es de vital interés para los investigadores de la Universidad de Dublín, en Irlanda, quienes investigan cómo el uso de dióxido de carbono (CO2) en las cirugías mínimamente invasivas podría contribuir a disminuir las tasas de infección entre los médicos y el personal quirúrgico. Con el fin de estudiar el efecto del CO2 en las cirugías, los investigadores incorporaron la GF343 de FLIR, una cámara de visualización óptica de imágenes de gas (OGI) capaz de visualizar 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 está prevista y no se comercializa ni se vende para su uso en cirugías o en el campo médico. En este caso, los investigadores utilizaron la cámara para comprender mejor el entorno quirúrgico.

Cámara GF343 de FLIR

Temor a la COVID-19 entre el personal quirúrgico

La evidencia sugiere que el 30 % de las infecciones por el coronavirus entre el personal de atención médica se debieron a la exposición a pacientes enfermos que propagaron el virus a través de partículas aerosolizadas por estornudar, toser y hablar. Las medidas para proteger al personal quirúrgico contra la exposición actualmente incluyen capas adicionales de ropa protectora y estéril (EPP), al igual que métodos como ventilación de presión positiva e intercambio de aire continuo en los quirófanos. Sin embargo, la calidad del aire puede verse afectada por la cantidad de equipos, el número de personal y el nivel de emisiones. Entre estos factores, existía la preocupación de que el humo de la 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 cirugías que no eran emergencias durante la intensa cuarentena de la COVID-19, los profesionales tuvieron la oportunidad de estudiar nuevas medidas de seguridad para reducir las tasas de infección. Fue entonces cuando los médicos tuvieron curiosidad acerca de la cantidad de gas médico que se filtra durante las cirugías mínimamente invasivas y su papel en la propagación de las infecciones.

El papel del CO2 en las cirugías

Una cirugía mínimamente invasiva, o laparoscópica, es un procedimiento para acceder al interior del cuerpo a través de una pequeña incisión. Una cirugía mínimamente invasiva con frecuencia implica el uso de CO2 de calidad médica para ampliar y estabilizar las cavidades corporales a fin de lograr una mejor visibilidad y maniobrabilidad del instrumento durante los procedimientos. El CO2 funciona bien porque el gas es no inflamable, es económico y tiene una mayor solubilidad en la sangre que el aire. El único problema es que el gas que escapa, el humo de la cauterización y las células aerosolizadas que se propagan a través de las fugas de gas son un riesgo inherente al utilizar gas en un entorno quirúrgico.

No obstante la evaluación sistemática de los pacientes antes de sus operaciones, la evidencia a principios de la pandemia señalaba que la COVID-19 aún estaba presente en la sangre y las heces en las cirugías colorrectales. Al combinar esto con las preocupaciones sobre el gas que escapa, se tenía un verdadero temor de que las fugas de gas transportaban partículas infecciosas al personal quirúrgico.

Investigación de los posibles peligros

El temor de que las fugas de gas de CO2 contribuyeran a las infecciones despertó el interés del Dr. Ronan Cahill, profesor de Cirugía en el Mater Misericordiae Hospital y University College de Dublín. “El cirujano en mí daba por sentado que las fugas eran insustanciales; el académico en mí quería cuantificar y demostrar la verdad”, dice Cahill. “Consulté con el Dr. Kevin Nolan, conferencista y profesor en la Facultad de Materiales e Ingeniería Mecánica de UCD”.

Nolan tiene amplia experiencia en imágenes Schlieren, una técnica de imágenes popular en pruebas aeronáuticas que visualiza los cambios locales en el índice de refracción del aire. “Había realizado pruebas de Schlieren de efluvio (fuga de gas) procedente de una cavidad corporal insuflada”, explica Nolan. “Parte del proceso comprendió el uso de láseres de clase cuatro en modelos de simulación quirúrgica para iluminar las partículas y capturarlas con una cámara Phantom de movimiento superlento. 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 con seres humanos vivos.

Nolan y Cahill determinaron que tenían que encontrar otra forma de visualizar el gas médico. Como coincidencia, ambos habían visto un documental sobre el cambio climático llamado “Racing Extinction” de Louie Psihoyo, que presenta termografía con un filtro especializado que hizo visibles las emisiones de carbono cotidianas. Cahill se puso en contacto con el director para obtener más información sobre la tecnología que utilizaban y determinar si podría ayudar a su investigación.

Una solución práctica

Ahora que Cahill y Nolan tenían una nueva pista a seguir, los dos pusieron manos a la obra para obtener subvenciones y financiamiento para su investigación y la compra de una cámara de imágenes de gas FLIR GF343. Los beneficios de la cámara fueron evidentes de inmediato: la GF343 era más discreta y mucho más fácil de configurar que el método Schlieren anterior. El objetivo principal de Cahill era observar las fugas mientras se utilizaban dispositivos de acceso llamados “trocares” y válvulas quirúrgicas. Los cirujanos utilizan trocares y válvulas en cirugías colorrectales y abdominales para insertar, guiar y retraer instrumentos especializados. La GF343 revelaba las fugas con gran claridad; la cámara mostraba el CO2, normalmente invisible, que se expandía fuera de los instrumentos y fluía por un área extensa, aumentando a medida que el ajuste de las válvulas se aflojaba de forma natural durante una cirugía.

Imágenes de Cahill y Nolan que muestran una fuga de CO2 del instrumento que deja un rastro en el brazo del maniquí.

El objetivo original de Cahill era visualizar la cantidad de fugas de gas que se producían durante la cirugía, pero estos resultados superaron incluso sus expectativas. La investigación confirmó que los equipos quirúrgicos están expuestos a una cantidad significativamente mayor de fugas y partículas de lo que había calculado anteriormente. Sin embargo, el objetivo principal era aumentar la concientización sobre las medidas adicionales necesarias para proteger a los pacientes y a los profesionales médicos de la propagación de virus en las zonas de respiración. Cahill afirma que los cirujanos que pasan poco tiempo en un entorno quirúrgico por lo general no estaban demasiado preocupados, pero las enfermeras y demás personal que están presentes en varios procedimientos al día se alegraron de saber que sus preocupaciones se tomaban en serio.

La investigación se ha realizado en diferentes equipos quirúrgicos y especialidades en el Mater Misericordiae University Hospital de Dublín, Irlanda, así como en IRCAD-EITS, Estrasburgo, Francia, como parte de una subvención otorgada por EU Horizon 2020 denominada “Protección del personal de quirófano contra los virus aerosolizados (PORSAV)”.