La herramienta, capitaneada por el Dr. Jordi Morillas, conjuga las ventajas del gold estándar vía ecografía, con las funcionalidades que permite la realidad aumentada, haciendo la técnica actual más segura para el paciente y fácil para el sanitario.
El Dr. Jordi Morillas es el Jefe de Servicio de Medicina Intensiva del Hospital de Barcelona, y uno de los referentes médicos intensivistas del país. Ante la necesidad de reducir la dificultad y aumentar la seguridad de la técnica actual para la punción vascular, el Dr. Morillas, junto a la Dra. Sandra Mechó, radióloga del Hospital de Barcelona, han desarrollado una solución, por realidad aumentada, que mantiene el gold estándar mediante ecografía y lo optimiza asistiéndolo con realidad aumentada, propiciando un procedimiento más seguro para médico y paciente.
Un avance que cambiará el transcurso de todos los procedimientos médicos guiados por imagen.
La realidad aumentada para asistir a la punción vascular ha pasado de idea a realidad, y en Merchanservis estamos orgullosos de haberlo hecho posible1.
Merchanservis (MS): ¿Qué necesidad detectáis que os lleva a desarrollar esta solución?
Jordi Morillas (JM): La punción vascular es uno de los procedimientos centrales en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCIs), que consiste en introducir un catéter dentro de una vena principal. Estas venas, son tan profundas, que no se ven desde el exterior. Ante esto, los primeros que necesitaron completar un acceso a una vena central – allá en 1929 -, dieron con la necesidad de desarrollar una solución que les ayudara a acertar. Esto no quiere decir ensayo de error, quiere decir acertar.
Estos expertos, tejieron un mapa estándar de relaciones anatómicas, puesto que identificaron que había una serie de estructuras cercanas a las venas centrales que eran constantes. Estas estructuras constantes cercanas servían como referencia para la punción ya que, a diferencia de las venas centrales, algunas de ellas sí son palpables y / o visibles. Sin embargo, a pesar de ser capaces de detectar el lugar dónde querían realizar la punción, no tenían la certeza de que ese punto que tenían por objetivo estuviera realmente allí, puesto que no veían la vena, sino que se guiaban por un estándar.
Pasaron unos años, de hecho, muchos, y fue en 2001, cuando un equipo de radiólogos, que usaban las ecografías con regularidad, dio nota de la posible funcionalidad de los ecógrafos para facilitar esta técnica, esencial para los intensivistas. Mediante una ecografía, podíamos observar, en tiempo real, la estructura anatómica completa y exacta del paciente, identificando la vena central y pudiendo encontrar el punto exacto donde realizar la punción. El problema de esta técnica, vigente actualmente, es la imposibilidad de estar observando el área de punción debido a que la imagen captada por la ecografía se proyecta en una pantalla, a la vez que debes manipular y lidiar con el gel que facilita la ecografía, y mantener todo el procedimiento estéril.
Ante la necesidad de eliminar estas limitaciones de sacar la visión del campo y tener una mano ocupada, buscamos la manera de asistirnos con la tecnología actual.
MS: ¿De qué manera habéis conseguido incorporar la realidad aumentada a esta técnica y cómo contribuye a su mejora?
JM: Mantenemos el uso de la ecografía, que es el gold estándar, la recomendación oficial, pero en vez de dejar la imagen fija, hacemos un barrido de fotogramas para crear un vídeo. Mediante un visor DICOM, reconstruimos en 3D la totalidad de la vena que queremos pinchar. Esta reconstrucción que hacemos es la que reproducimos en las gafas de realidad aumentada y la proyectamos sobre el área que previamente hemos delimitado para hacer la eco, viendo la vena exactamente en el sitio donde está de verdad. Fallar es prácticamente imposible.
De hecho, en el estudio experimental que llevamos a cabo, detectamos acierto en el primer intento en un 99,97% de las veces.
La punción guiada por ecografía tiene ciertas limitaciones que, con la realidad aumentada quedan resueltas. Entre ellas se engloban: la necesidad de formación para realizarla, tener una mano ocupada durante el procedimiento, usar elementos entre la sonda y la piel para mantener la esterilidad del campo – lo que, a su vez, reduce la calidad de la imagen -, y la obligación de mantener la mirada fuera del campo de trabajo. Con la realidad aumentada, eliminamos todas estas limitaciones.
La contribución de la realidad aumentada pues, se puede resumir en: mejora de la precisión al primer intento, mayor confort por la liberación de las manos y la posibilidad de mantener la mirada en el campo de trabajo, y el aumento de la calidad de la imagen obtenida por la ecografía debido a que no deben interponerse capas para mantener la esterilidad del campo. Además de que se asegura la esterilidad del campo puesto que lo único que se proyecta en el campo es luz.
MS: Destacas la elevada ratio de acierto a la primera. A parte de la efectividad, ¿qué beneficios aporta tanto a médicos como a pacientes?
JM: Las complicaciones derivadas de las punciones venosas van muy relacionadas con el nivel de intentos. Es decir, si tu erras, y provocas sangrado, generas un hematoma y tienes que volver a pinchar en un hematoma. Si vuelves a intentarlo y esta vez, en vez de pinchar la vena, pinchas la arteria o el nervio, que están al lado, generas complicaciones. Esto en el momento, después están las complicaciones que pueden derivarse a medio plazo. Por tanto, al reducir el número de errores en el primer intento al 0,03%, podemos decir que hemos reducido el número de intentos y, seguro que la técnica la hemos hecho más segura, hay menos complicaciones. Por lo tanto, hemos aumentado la seguridad clínica.
Por otro lado, hemos eliminado la variabilidad interindividual. Hemos visto que el acierto no depende del individuo. Con un entrenamiento de 10 minutos, centrado en el funcionamiento de la tecnología, aciertan fácilmente. En el estudio experimental, las punciones fueron ejecutadas por seis operadores (cinco intensivistas y una radióloga, con al menos 6 años de experiencia canalizando estructuras vasculares).
Y, por último, eliminamos también la variabilidad sujeta a las diferencias entre ecógrafos. Hay ecografías con mayor calidad, menor calidad, mayor resolución, etc. Ahora puedes hacer la eco tranquilamente antes de pinchar y reconstruir la mejor imagen que hayas obtenido. Hemos disminuido ese sesgo que había cuando la imagen no era suficientemente buena. Es indiferente el ecógrafo que se use. En el estudio experimental, trabajamos con dos muy diferentes: Philips Sparq y Applio 500-TUS-500 Platinum de Canon Medical Systems.
MS: Siempre hay un punto de contrapeso. ¿Qué limitaciones tiene la punción guiada por AR?
JM: La limitación principal de la técnica es el aumento del tiempo transcurrido entre la ecografía hasta la punción. Aunque este aumento es significativo en una punción aislada, pierde importancia cuando se repite en varios pacientes, puesto que la consecución de la colocación de catéteres en venas centrales a la primera, y la reducción de complicaciones, disminuyen el tiempo total empleado.
Otra limitación de la técnica es la incapacidad de poder ver la aguja en tiempo real mientras se realiza el procedimiento. Sin embargo, conociendo el lugar exacto de punción y la profundidad de la vena, no ver la aguja no impide ejecutar el procedimiento con éxito al primer intento.
MS: ¿Todas estas ventajas podrían trasladarse potencialmente a otros procedimientos?
JM: Lo cierto es que nosotros lo desarrollamos pensando en una aplicación concreta para poder validar la técnica, que era la punción vascular. Pero igual que, con una ecografía puedo ver una vena, también puedo ver un ganglio, un tumor, un riñón, una pleura, y muchas otras estructuras. Cualquier estructura que pueda detectarse y, a posteriori, pueda hacer una reconstrucción multiplanar de lo que estoy viendo, lo puedo trasladar a las gafas de Realidad Aumentada.
Entrando en términos médicos, podría aplicarse a otros procedimientos cómo: pericardiocentesis, tóracocentesis, biopsias de masas que puedan verse por eco, nefrostomías, etc. Hay todo un abanico de técnicas que actualmente se realizan guiadas por imagen, que podrían seguir haciéndose así, guiadas por imagen, pero asistidas por la realidad aumentada.
MS: El proceso de desarrollo no tiene que haber sido sencillo. ¿Qué desafíos os habéis encontrado?
JM: Nos encontramos con un tropezón principal, que fue la COVID-19, porque lo paró todo. En el desarrollo técnico, nos encontramos con algunos desafíos, naturales en el desarrollo de todo proceso. El primero de ellos es que cuando haces una eco sobre una estructura, no haces un plano, haces una parte del todo. En ese momento, la doctora Sandra Mechó, radióloga, se le ocurrió hacer como con el escáner (TAC) o la resonancia magnética(RM): un barrido de imágenes y, después, reconstruir la imagen completa en 3D, cortándola por donde quieras para obtener la imagen que te interese. Con eco esto no se había hecho de forma rutinaria.
Otra de las limitaciones con las que nos encontramos fue que de inicio, cuando tú mirabas el campo de trabajo, veías la imagen proyectada, pero cuando apartabas la mirada, la imagen se iba contigo. El reto era dejar la imagen fija. Junto con la compañía de ingenieros y telecos que nos han ayudado a desarrollar el software, conseguimos finalmente dejarla fija con unas marcas sobre el paciente de manera que, aunque tú apartes la mirada, la imagen no se mueve contigo y cuando vuelvas a centrar la mirada en el campo de trabajo, sigue allí.
MS: Cuéntanos con más en detalle, ¿cómo habéis realizado el estudio?
JM: Se recrearon las estructuras mediante fantomas de gelatina con látex en la superficie, cruzados con tubos de silicona de diferente calibre (3, 6 y 8 mm), y pechugas de pollo2 con tubos de 3mm de calibre en el interior.
6 observadores diferentes realizaron 76 punciones usando dos ecógrafos distintos. En la primera fase, compuesta de 37 intentos, 33 se realizaron con éxito en el primer intento, consiguiendo un nivel sigma de 3.52, lo que equivale a un rendimiento del 97,98%. Tras aplicar mejoras técnicas, se realizaron 39 nuevos intentos, de los cuales, 38 fueron exitosamente completados a la primera. Alcanzando un nivel sigma de 4.07, equivalente al 99,4% de eficacia.
El objetivo del estudio inicial era el éxito de la punción al primer intento. La eficiencia del proceso pues, se basaba en el número de aciertos en el primer intento y los resultados mostraron que excedía el 99%. Esos resultados, además, no variaban dependiendo del observador ni del ecógrafo.
MS: Ante este avance, ¿cuál ha sido la reacción inicial de la comunidad médica?
JM: Generalmente, la comunidad médica tiene un problema, y es que aprendemos de los que ya saben y es muy difícil aceptar innovaciones en los procedimientos. Las técnicas que realizamos son complejas, necesitas tiempo para entenderlas, y las aplicas en situación de riesgo, donde no se permite el fallo.
La gente veterana, cuando se ve en una situación difícil, no quiere la novedad, quiere lo que ha hecho siempre y le ha funcionado. Porque se siente seguro, aunque la novedad tenga mejores resultados.
Nos pensamos que nos encontraríamos con esta reacción. Pero hemos visto que las generaciones que vienen por detrás ya usan la realidad aumentada para otras cosas. Por tanto, para ellos no es una novedad, es una aplicación, un uso más. Para la mayoría, la reacción ha sido: ¿y cómo no lo hemos pensado antes?
De hecho, lo presentamos en el Congreso Nacional de Intensivos celebrado en junio de 2023 en Málaga. Y la reacción que generó fue precisamente esta: ¿pero cómo no lo hemos pensado antes…?
MS: ¿Qué planes tenéis para su implementación y distribución?
JM: La regularización de los dispositivos médicos es muy estricta. Lo primero es, partiendo de la idea, hay que desarrollar una prueba de concepto y establecer claramente los objetivos que quieren conseguirse. Después, creamos un modelo experimental y llevamos a cabo un estudio científico para demostrar que, siguiendo esa metodología, éramos capaces de acertar y mucho. Eso lo publicamos en una revista internacional de divulgación científica, que se llama “The Journal of Vascular Access”.
Después de esa primera fase, realizamos divulgación interna en la sociedad de intensivos presentándolo en el Congreso Nacional de Intensivos de 2023. Con esto, fomentas la colaboración y creas expectativa y, por tanto, la necesidad, de alguna manera.
Después de todo esto, tras la aprobación del comité de ética de ensayos clínicos y el pertinente consentimiento informado, hay que testear en personas, el modelo experimental y en esta fase es en la que nos encontramos ahora. Después vendrá de nuevo, la publicación de los resultados y, desde el punto de vista médico, estará terminado. Ya será un ‘medical device’ listo para usarse y comercializarse.
El equipo de Jordi Morillas tiene previsto terminar con el proceso médico de desarrollo durante el segundo trimestre de 2024. La recepción se espera que sea clamorosa entre la comunidad médica que, habiendo podido tener una primera cata del producto, espera expectante un avance que será clave para la industria.
1 Merchanservis es el socio capitalista del proyecto y colabora con la financiación completa del desarrollo.
2 No se han sacrificado animales para el uso de pechugas de pollo para el estudio. Todas fueron compradas en tiendas de alimentación.