Microscopios quirúrgicos - Apuntes de Electromedicina Xavier Pardell

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Microscopios quirúrgicos

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Los cirujanos utilizan microscopios quirúrgicos para magnificar estructuras diminutas (por ejemplo, nervios, vasos sanguíneos y linfáticos, lesiones) en el campo operatorio. Para la amplificación (hasta 10×), el cirujano puede utilizar una lupa, que tiene un lente individual para cada ojo, integrado a unos anteojos o a una banda en la cabeza; sin embargo, la longitud focal de una lupa no puede ser ajustada y, por lo tanto, los cirujanos deben mantener sus cabezas a una distancia específica del campo operatorio. Para los procedimientos que requieren una alta amplificación y un enfoque ajustable, el cirujano debe utilizar un microscopio quirúrgico.

Muchos microscopios quirúrgicos están equipados con características que permiten al cirujano concentrarse más en la cirugía que en la manipulación del microscopio, tales como las capacidades de enfoque accionado y amplificación con zoom, así como los tubos oculares, que le permiten ver el campo desde una perspectiva vertical manteniendo la cabeza erguida. Los microscopios quirúrgicos hacen posible que los cirujanos de especialidades tan diversas como la odontología, la oftalmología, la otorrinolaringología, la cirugía plástica y la neurología, realicen procedimientos complejos en estructuras delicadas.





Principios de operación
Los microscopios quirúrgicos son similares, en cuanto a diseño, a los binoculares ópticos estándar para laboratorio (figura 1), pero están equipados con características que permiten su uso en el entorno quirúrgico (por ejemplo, iluminación especial, tamaños de campos relativamente grandes, largas distancias de trabajo). El cuerpo del microscopio típicamente está sostenido por un brazo ajustable unido a un soporte estructural (por ejemplo, un soporte móvil de piso o de pared o un montaje de techo-cielítico).

En el tubo del cuerpo del microscopio está incorporado un cambiador de amplificación –un tambor con pares de lentes dispuestos de modo que la rotación del tambor proporciona diferentes amplificaciones sin alterar el foco ni la distancia de trabajo–. La relación entre la amplificación más alta del tambor y la más baja se denomina relación de amplificación. Cuando un procedimiento requiere un rango de diferentes amplificaciones, el operador sustituye los lentes del objetivo y/o del ocular por unos de mayor o menor potencia. Por ejemplo, en la reconstrucción de la trompa de Falopio los cirujanos utilizan una amplificación de 10× a 12× para colocar las suturas, amplificación de 3,5× para anudarlas (debido a que una amplificación más baja normalmente proporciona la visión más amplia necesaria) y una amplificación de 6× para cortarlas.


Figura 1. Componentes de un microscopio.

El sistema de lentes está compuesto por los lentes oculares, el tambor de amplificación y los objetivos.
La amplificación o potencia de los oculares del microscopio quirúrgico normalmente es de 8× a 20×. Hay dos tipos de tubos oculares: rectos e inclinados. Los rectos son coaxiales con el tubo del cuerpo y el eje de observación, mientras que los inclinados están unidos y forman un ángulo. En los modelos de algunos fabricantes este ángulo puede ser ajustado.

Los lentes objetivos se clasifican según la distancia de trabajo, la cual está determinada por la longitud focal (la distancia entre el lente objetivo enfocado y el objeto que está siendo visualizado). La longitud de onda característica de los lentes objetivos que se utilizan con un ocular de 12,5× es de 175 a200 mm, para exámenes en el consultorio y oftalmología; 200 a250 mm para cirugía plástica, reimplantación de extremidades, cirugía oral y otorrinología, y de 250 a375 mm para ORL (oídos, nariz y garganta) o cirugías otorrinolaringológicas, ginecológicas, neurológicas y vasculares.

Durante su uso, la luz de la cubierta de una lámpara es dirigida dentro del tubo a través de prismas o cables de fibra óptica, e ilumina el campo operatorio a través del lente objetivo, concéntrico al campo visual. El rayo de luz es reflejado desde el campo operatorio, a través del lente objetivo y el tambor cambiador de amplificación, hasta los oculares y al lugar donde el cirujano ve la imagen del campo operatorio. El acoplamiento de un dispositivo denominado divisor de haz (beam splitter) también permite canalizar la imagen, a través de prismas, a equipos de filmación, fotográficos o de grabación de videos, o al tubo ocular de un asistente o un observador.

Para enfocar el microscopio, el cirujano coloca primero en su lugar los filtros ópticos apropiados, luego enciende la iluminación y calibra el cambiador de amplificación en el nivel más bajo. Para lograr una visión tridimensional clara (3-D), la distancia entre los oculares del binocular debe ser ajustada, hasta que las dos imágenes coincidan. Después, el cirujano ajusta los oculares para compensar sus limitaciones visuales personales y, con la perilla de enfoque fino ajustada en la posición central del rango de enfoque, mueve el brazo del microscopio hasta que el campo de iluminación coincida con el campo operatorio y la vista sea enfocada con claridad. El hecho de enfocar el campo operatorio a cualquier amplificación hace que el microscopio sea parfocal, lo cual significa que la vista permanecerá enfocada dentro de todo el rango del cambiador de amplificación.

Algunos microscopios quirúrgicos pueden suministrar automáticamente una intensidad de iluminación constante con sistemas de zoom, y algunos pueden incluir módulos independientes de iluminación, así como dispositivos protectores de la retina con iluminación de 0°, combinados con microscopios para asistentes a 0°.


El brazo en el cual está montado el microscopio también puede sostener accesorios, tales como una cámara, un adaptador de sistemas de video, un segundo microscopio (utilizado frecuentemente en cirugía plástica y cirugía de la mano), o una lámpara de hendidura (para cirugía oftálmica). Otros accesorios para el microscopio incluyen los pedales para controlar el enfoque y la amplificación, un interruptor pequeño activado por la voz, que libera las cerraduras electromagnéticas del brazo de suspensión, un sistema de enfoque controlado por la voz, una silla móvil para el cirujano, con el microscopio montado en ella, y una luz para centrar la retina en cirugía oftálmica.

Problemas reportados
Las fuentes de luz de los microscopios quirúrgicos y de otros instrumentos oftálmicos pueden lesionar la retina de un paciente. Cuando el ojo es expuesto a una luz intensa (especialmente de onda corta o ultravioleta) durante períodos prolongados, se inactivan las enzimas necesarias para un metabolismo saludable de la retina, lo que ocasiona acumulación de toxinas, que lesionan el ojo expuesto. Para limitar la exposición fototóxica de la retina, los cirujanos han tratado de reducir el nivel total de iluminación, irrigando el ojo con mayor frecuencia y cubriendo la córnea central con un lente de contacto semiopaco, siempre que sea posible. También se recomienda el uso de iluminadores side-beam (de rayos oblicuos). Los filtros de luz más potentes han tenido un éxito limitado en la eliminación de este riesgo. Las longitudes de onda infrarrojas (IR) también pueden representar un peligro: en un evento, a un microscopio le faltaba un filtro IR, y el resultado fue una lesión en el ojo del paciente.

Los cirujanos también deben estar alerta cuando trabajan en áreas no oftálmicas. En un incidente, un paciente sufrió una quemadura de tercer grado durante una cirugía plástica de rutina, debido a la fuente de luz utilizada en un microscopio quirúrgico. La fuente de luz se calibró en el máximo nivel de potencia, con el lente emisor de luz del microscopio posicionado aproximadamente a 235 mm (9 pulgadas) del área quirúrgica durante tres horas. El riesgo de este tipo de quemaduras en los pacientes se puede reducir si se utiliza la graduación en el nivel mínimo de luz que ilumina en forma adecuada el área quirúrgica, y la intensidad máxima se emplea con extrema precaución y solamente durante cortos períodos de tiempo.

El cirujano puede experimentar cansancio visual y fatiga, ocasionados por períodos prolongados de trabajo con el microscopio. Descansar los ojos ocasionalmente y enfocar la mirada en objetos distantes puede ayudar a aliviar estos problemas.

Se ha informado acerca del desprendimiento de algunos microscopios de sus monturas, debido a un mal mantenimiento o porque las cerraduras de seguridad fueron removidas. En un caso, el cableado defectuoso del portalámparas de un microscopio hizo que un campo quirúrgico se prendiera en llamas.

Los microscopios quirúrgicos son costosos, pero están diseñados para durar varios años. Los microscopios para reconocimiento son portátiles y de menor costo, pero son menos estables y no son tan versátiles como los quirúrgicos. Los microscopios para reconocimiento son apropiados para exámenes generales, cirugía en el consultorio o para ser usados por un ayudante de cirugía. Independientemente del uso que se le vaya a dar, la principal consideración al comprar cualquier microscopio debe ser su calidad óptica.

Se prefieren las características que les permiten a los cirujanos concentrarse en el procedimiento con el menor nivel de distracción (por ejemplo, poder de enfoque, amplificación del zoom, controles de pie), particularmente para los microscopios quirúrgicos. Además, los compradores deben considerar si al microscopio se le pueden colocar accesorios, y en caso afirmativo, qué tipos se requieren.

Una iluminación de reserva de emergencia, del mismo nivel de la iluminación primaria, es necesaria para los microscopios proyectados para su uso en la sala de cirugía, y también es una consideración importante para los de reconocimiento. El uso de filtros de iluminación depende del procedimiento; sin embargo, se prefiere la capacidad de adicionarles filtros.

Además, los microscopios quirúrgicos deben estar diseñados ergonómicamente. Algunos cirujanos prefieren sistemas específicos de soporte (por ejemplo, soporte de piso, montaje de pared o de techo). El sistema de montaje debe tener la capacidad de proporcionar un soporte balanceado al microscopio y a todos los accesorios. El ECRI Institute recomienda que los soportes de piso utilicen por lo menos dos ruedecillas bloqueables para aumentar su estabilidad.

El microscopio debe permanecer limpio, libre de polvo y estéril, de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y debe estar cubierto cuidadosamente cuando no está en uso. A menudo se usa un forro estéril especial para cubrir el microscopio y evitar la contaminación del campo quirúrgico.

Otras consideraciones
Muchos fabricantes venden objetivos usados a un costo reducido. Estos lentes por lo general tienen imperfecciones cosméticas, pero son óptimamente perfectos.

Aunque en la actualidad muchos lentes son pulidos y diseñados por computador, ocurren diferencias entre objetivos similares del mismo fabricante. No es raro que un posible cliente solicite la evaluación de tres objetivos de la misma potencia, para compararlos en cuanto a claridad óptica, curvatura y distorsión.

Estado del desarrollo
Al principio de la década de los años 20, el primer microscopio monocular fue modificado, montado sobre un trípode y utilizado con una fuente de luz lateral externa para los procedimientos intraoperatorios de ORL. Las primeras operaciones de microcirugía oftalmológica se efectuaron en 1940, y en 1960, otras especialidades, como neurocirugía, comenzaron a adoptar instrumentos y técnicas de microcirugía.


Los microscopios quirúrgicos más recientes para neurocirugía y cirugía de la columna vertebral permiten realizar procedimientos interactivos guiados por imágenes, en los cuales un punto de un escáner de tomografía computarizada o de resonancia magnética de un paciente es proyectado en el microscopio y superpuesto en el campo quirúrgico. El sistema está diseñado para guiar al cirujano hasta los tumores cerebrales de localización profunda.

Otros avances incluyen los siguientes: materiales para recubrimiento de lentes, que han aumentado la transmisión de luz del lente de aproximadamente 80% a 95%, dando como resultado una imagen más brillante, con mayor contraste; tubos inclinables de 180° con un ángulo amplio, oculares con un alto-eyepoint (seguimiento de movimientos oculares); tubos de co-observación con 3° de libertad (para un óptimo posicionamiento); microscopio de 8° para ayudantes; accesorios para hacer queratotomía radial; una televisión dual; funciones controladas por la voz (por ejemplo, on/off (encendido/apagado), enfoque, movimiento x/y); una cinta métrica virtual para asistir a los cirujanos en las mediciones 3-D de las estructuras anatómicas, y sistemas robóticos y de neuronavegación para el computador personal.

Información UMDNS
La presente Comparación de Producto cubre los siguientes términos de dispositivos y códigos de productos, tal como aparecen enumerados en el Sistema Universal de Nomenclatura de Dispositivos Médicos del ECRI Institute™ (UMDNS™):Microscopios ópticos de reconocimiento (Microscopes, Light, Examination) [18-292]; Microscopios ópticos quirúrgicos (Microscopes, Light, Operating) [12-539]; Microscopios ópticos quirúrgicos para ginecología (Microscopes, Light, Operating, Gynecology) [18-290]; Microscopios ópticos quirúrgicos para cirugía de las manos/plástica (Microscopes, Light, Operating, Hand/Plastic Surgery) [18-291]; Microscopios ópticos quirúrgicos para neurocirugía (Microscopes, Light, Operating, Neurosurgery)[18-289]; Microscopios ópticos quirúrgicos para oftalmología (Microscopes, Light, Operating, Ophthalmology) [18-288], y Microscopios ópticos quirúrgicos para otorrinolaringología (Microscopes, Light, Operating, Otorhinolaryngology) [12-538].

Alcance de esta Comparación de Producto
Esta Comparación de Producto cubre a todos los microscopios de reconocimiento y quirúrgicos para consultorios, clínicas y hospitales. Se excluyen los lentes de amplificación, las lupas de amplificación binoculares, los microscopios especulares y los de disección y visualización para laboratorio. También se excluyen los accesorios para microscopios, tales como cámaras y sistemas de video. Para información relacionada consulte las siguientes Comparaciones de Producto: Lámparas de hendidura (Slit Lamps) y Sistemas de cirugía guiada por imágenes (Image-Guided Surgery Systems).

Estos dispositivos también se llaman microscopios de operación, microscopios de cirugía.



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