La historia del desarrollo de la técnica endoscópica

TECNOLOGÍA DE LA IMAGEN (CÁMARAS Y VIDEOS)

UN POCO DE HISTORIA:

Aunque el desarrollo de las técnicas endoscópicas se remonta muy atrás en la historia de la cirugía (el médico árabe Albucasim – 936 a 1013 – se encuentra entre los primeros en inventar métodos para examinar el cuerpo a través de sus orificios), no fue hasta después de 1986 que el desarrollo del chip videocomputerizado permitió la ampliación y proyección de la imagen en una pantalla de televisión, lo que originó la verdadera integración de la cirugía endoscópica en el arsenal quirúrgico (2).

La composición del equipo de transmisión de la imagen en la cirugía endoscópica se representa esquemáticamente en la Fig.1.

Figura 1: Esquema de las conexiones de la columna de laparoscopia.

La fuente de luz proporciona la iluminación del campo quirúrgico. La luz generada se transmite a través de un cable semiflexible de fibras de vidrio recubiertas por una funda protectora (luz fría). La temperatura de la luz en la fuente,( medida en grados Kelvin, depende del tipo de bombilla y es importante porque a mayor temperatura mayor semejanza con la luz solar (luz más blanca).

Existen tres tipos de lámparas:

1. Halógenas (3.400ºK), que prácticamente se han dejado de utilizar,

2. De metal-halido (5.000ºK)

3. De xenon (6.000ºK), que son las más utilizadas hoy en día porque proporcionan la luz más blanca y de mejor calidad. La intensidad lumínica que se requiere para una visualización adecuada del campo depende de éste: de su amplitud y de sus componentes, así un campo pequeño y poco profundo necesitará menos intensidad lumínica que un campo amplio y profundo. Además hay que tener en cuenta que los colores vivos absorben luz (como el rojo de la sangre). La mayoría de los equipos adaptan automáticamente la intensidad de la luz según la sensibilidad de la cámara (3).

Existen dos grandes grupos de instrumentos ópticos que se utilizan en cirugía mínimamente invasiva: rígidos y flexibles.

El primer grupo incluye los laparoscopios y los artroscopios.

En el segundo grupo se encuentran instrumentos como el broncoscopio, el coledocoscopio y el gastroscopio.

Los flexibles son de fibra óptica, mientras que los rígidos pueden incorporar lentes y cilindros de cristal. Esto hace que mejore la transmisión de la luz, y por tanto la calidad de la imagen. Los diseños de todos los instrumentos ópticos facilitan su acceso por incisiones estrechas o por los orificios naturales del cuerpo. Su diámetro varía de 0,1 a 2 cm. y su longitud desde 10 cm. hasta alrededor de un metro, dependiendo de la aplicación a que se destinen. En el diseño genérico de un instrumento óptico rígido, la imagen se transmite por el centro del instrumento y las fibras ópticas de luz blanca que proporcionan la iluminación se sitúan en la periferia (4).

Los laparoscopios que se manejan habitualmente son de 10 mm. de diámetro, aunque también se dispone de diámetros inferiores (5 y 2 mm.). La visión puede ser plana (0º) o estar angulada dependiendo de la posición del prisma de la óptica (30º o 45º). Las diferentes angulaciones permiten una visión más ajustada al encuadre del monitor y un manejo más cómodo del instrumental.

Existen endoscopios semirrígidos (con el extremo distal flexible) y también endoscopios con canal de trabajo para poder introducir instrumental (fundamentalmente para toma de biopsias).

La cámara del equipo es una microcámara con un cabezal adaptable al ocular de la óptica. Su función es capturar, procesar y transmitir la imagen al monitor.

Hay dos grandes grupos de cámaras: las de un chip (o un CCD: “charged couple device”) y las de tres chips. Sus características dependen de múltiples factores:

1. Resolución de la imagen. Se define como la distancia mínima entre dos objetos que permite distinguirlos como imágenes separadas. Depende del número de líneas horizontales en el monitor y por tanto del tamaño del chip o CCD (a mayor número de líneas horizontales más resolución). Las cámaras de un chip llegan a 470 líneas, mientras que las de tres chips alcanzan 700 líneas y las de alta definición (HDTV) llagan a más de 1200 líneas. Sin embargo, si no se dispone de un monitor de más de 600 líneas, no puede obtenerse el beneficio esperado de la cámara de tres chips.

2. Distancia focal. Es la distancia entre la cámara y la lente proximal del visor de la óptica, una vez acoplados. La mayoría de las cámaras disponen de sistemas de enfoque manual y automático.

3. Sensibilidad a la luz. Se trata de la mínima cantidad de luz necesaria para producir una señal de video determinada. Se mide en lux, y depende de los chips que tenga la cámara.

4. Unidad central de la cámara (analógica o digital). Las cámaras analógicas deben tener al menos dos salidas de la señal de video, una para el monitor y otra para el videograbador. La imagen digital, por otra parte, evita pérdidas de calidad y facilita el almacenamiento de las imágenes una vez grabadas (3,4,5).

La señal analógica proporcionada por la unidad central de la cámara puede ser:

- Compuesta. Toda la información (color, sincronización y brillo) se transmite al monitor mediante un conector coaxial simple (conector BNC).

- Señal Y/C o de S-video. En este caso el brillo y la sincronización se transmiten a través de un conector de cuatro pines, mientras que el color va por una línea independiente. La imagen es de mejor calidad que en el caso anterior.

- Señal de video RGB (“red, green and blue”). Este tipo de cámara posee canales individuales para los tres colores básicos (rojo, verde y azul) y otro canal para la sincronización. Proporciona la mejor imagen disponible con la tecnología actual.

Por otra parte, la señal digital tiene la gran ventaja de poder ser capturada, grabada y almacenada, sin sufrir ninguna alteración en su calidad al reproducirla. La imagen digital puede grabarse en un CD o en DVD y luego manipularse de muchas maneras en un ordenador personal, lo que es muy interesante desde el punto de vista docente y científico. Además necesita mucho menos espacio de almacenamiento que la imagen analógica (6).

Existen dos grandes sistemas de presentación de la imagen (monitores): el tubo analógico de rayos catódicos (monitor de TV habitual) y el monitor digital de pantalla plana. Este último está todavía en una fase de desarrollo relativamente precoz. Los monitores de TV habituales suelen ser de 400 o de 600 líneas y su tamaño está entre 15 y 22 pulgadas. Para poder beneficiarse de la alta resolución de las cámaras es preciso disponer de monitores profesionales.

El problema

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