Garantir a segurança da equipe cirúrgica inclui ter ar de alta qualidade na sala de cirurgia. A regulação adequada do ar diminui a disseminação de infecções transmitidas por vias aéreas, incluindo a COVID-19, entre pacientes e funcionários. Analisar como essas infecções se espalham é o principal interesse dos pesquisadores da Universidade de Dublin, na Irlanda, que investigam como o uso de dióxido de carbono (CO2) em cirurgias minimamente invasivas pode reduzir as taxas de infecção entre médicos e equipe cirúrgica. Para estudar o efeito do CO2 na cirurgia, os pesquisadores usam a FLIR GF343, uma câmera de imagens ópticas de gás (OGI) capaz de visualizar o CO2. Antes de nos aprofundarmos em como ou por que eles usaram esta câmera, é importante observar que a FLIR GF343 não é destinada, comercializada ou vendida para uso no campo médico ou na cirurgia. Nesse caso, os pesquisadores usaram a câmera para entender melhor o ambiente cirúrgico.

Câmera FLIR GF343

Receios da equipe cirúrgica com a COVID-19

Evidências sugerem que 30% das infecções por coronavírus entre a equipe médica resultaram da exposição a pacientes doentes, que disseminaram o vírus por meio de partículas aerossolizadas ao espirrar, tossir e falar. Atualmente, os esforços para proteger a equipe cirúrgica contra a exposição incluem camadas adicionais de roupas protetoras estéreis (EPI), além de métodos como ventilação por pressão positiva e troca contínua de ar nas salas de cirurgia. Entretanto, a qualidade do ar pode ser comprometida pela quantidade de equipamentos e pessoas e pelo nível de emissões. Entre esses fatores, havia a preocupação de que a fumaça de cauterização, gases aerossolizados, líquidos, produtos químicos e partículas patogênicas pudessem disseminar infecções na sala de cirurgia. Porém, com o cancelamento de cirurgias não emergenciais durante a quarentena por COVID-19, os profissionais tiveram a oportunidade de estudar novas medidas de segurança para reduzir as taxas de infecção. Nesse momento, os médicos tiveram interesse em compreender o volume do vazamento de gás durante cirurgias minimamente invasivas e o papel disso na disseminação de infecções.

Função do CO2 na cirurgia

A laparoscopia é um procedimento para acessar o interior do corpo através de uma pequena incisão. A laparoscopia frequentemente envolve o uso de CO2 de grau médico para ampliar e estabilizar cavidades corporais, melhorando a visibilidade e a capacidade de manobra do instrumento durante o procedimento. O CO2 funciona bem porque não é inflamável, é barato e tem maior solubilidade sanguínea do que o ar. O único problema é que o gás que escapa, a fumaça da cauterização e as células aerossolizadas que se espalham com o vazamento de gás são um risco inerente ao usar gás em um ambiente cirúrgico.

Apesar da triagem de pacientes antes de suas operações, evidências no início da pandemia sugeriram que a COVID-19 ainda estava presente no sangue e nas fezes em cirurgias colorretais. Combine isso com preocupações sobre a fuga de gás e você tem um medo muito real de que os vazamentos de gás transportem partículas infecciosas para a equipe cirúrgica.

Investigando os perigos potenciais

O medo de que vazamentos de CO2 contribuíssem para infecções despertava o interesse do professor Ronan Cahill, médico e professor de cirurgia do Mater Misericordiae Hospital e da University College of Dublin. “O cirurgião em mim presumiu que os vazamentos eram irrelevantes; o acadêmico em mim queria quantificar e demonstrar a verdade”, diz Cahill. “Consultei o Dr. Kevin Nolan, que dá palestras e ensina na Escola de Materiais e Engenharia Mecânica da UCD”.

Nolan tem ampla experiência na geração de imagens de Schlieren, uma técnica popular em testes aeronáuticos que visualiza alterações locais no índice de refração do ar. “Eu tinha realizado testes de Schlieren para eflúvio (vazamento de gás) proveniente de uma cavidade corporal insuflada”, explica Nolan. “Parte do processo envolveu lasers de classe quatro em modelos de simulação cirúrgica para iluminar as partículas e capturá-las com uma câmera Phantom para movimentos extremamente lentos. Mas essa é uma configuração complexa em uma sala de cirurgia”. Embora as partículas se tornassem visíveis, o uso de lasers tornou esse método impraticável e perigoso em um ambiente com seres humanos vivos.

Nolan e Cahill tinham que encontrar outra maneira de visualizar o gás médico. Ambos assistiram, coincidentemente, a um documentário sobre as mudanças climáticas chamado “Racing Extinction”, de Louie Psihoyo, que apresenta imagens térmicas com um filtro especializado que exibe as emissões diárias de dióxido de carbono. Cahill entrou em contato com o diretor para saber mais sobre a tecnologia que usaram e para determinar se ela poderia ajudar na pesquisa.

Uma solução prática

Agora que Cahill e Nolan encontraram um novo caminho, passaram a trabalhar rapidamente para obter subsídios e financiamento para a pesquisa e a compra de uma câmera de imagens de gás FLIR GF343. Os benefícios da câmera eram imediatamente aparentes: a GF343 foi menos obstrutiva e muito mais fácil de configurar do que a abordagem Schlieren anterior. O principal objetivo de Cahill era observar vazamentos enquanto dispositivos de acesso chamados “trocartes” e válvulas cirúrgicas estavam em uso. Os cirurgiões usam trocartes e válvulas em cirurgias colorretais e outras cirurgias abdominais para inserir, orientar e retrair instrumentos especializados. A GF343 exibiu claramente os vazamentos; a câmera mostrou CO2, normalmente invisível, saindo dos instrumentos e fluindo a uma área ampla, aumentando conforme o ajuste das válvulas se soltava naturalmente ao longo de uma cirurgia.

Filmagem de Cahill e Nolan mostrando CO2 vazando do instrumento e deixando uma trilha pelo braço falso.

O objetivo original de Cahill era visualizar a quantidade de gás que vaza durante a cirurgia, mas esses resultados superaram até mesmo suas expectativas. A pesquisa confirmou que as equipes cirúrgicas estão expostas a significativamente mais vazamentos e partículas do que o estimado anteriormente. A meta muito maior e abrangente, no entanto, era elevar a conscientização sobre os esforços necessários para proteger pacientes e profissionais médicos da disseminação de vírus nas zonas respiratórias. Cahill afirma que cirurgiões passando tempo limitado em um ambiente cirúrgico geralmente não estavam muito preocupados, enquanto enfermeiros e outros funcionários que trabalham em vários procedimentos por dia ficaram felizes em saber que suas preocupações estavam sendo levadas a sério.

A pesquisa foi realizada com diferentes equipes cirúrgicas e especialidades no Mater Misericordiae University Hospital em Dublin, Irlanda, bem como no IRCAD-EITS, Estrasburgo, França, como parte de um subsídio consorciado da EU Horizon 2020 chamado “Protegendo a equipe de salas de cirurgia contra vírus aerossolizados (PORSAV)”.