Últimas actualizaciones tecnológicas para el área de la endoscopia

Últimas actualizaciones tecnológicas para el área de la endoscopia

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Los endoscopios rígidos son una tecnología fundamental para el éxito de los procedimientos mínimamente invasivos que se realizan hoy en día. La evolución tecnológica ha impulsado significativamente mejoras en este campo, partiendo desde los tradicionales sistemas ópticos basados en lentes de varilla hasta el desarrollo de complejos sistemas robóticos, todo esto en beneficio tanto del médico como del paciente. Los sistemas endoscópicos modernos contemplan diferentes componentes: la óptica, la mecánica, la electrónica y el software, todos ellos con características complejas las cuales deben interactuar armoniosamente para garantizar resultados óptimos durante los procedimientos. 

Tendencias como la fusión de diferentes técnicas de imagen y visualización, la integración e interoperabilidad de dispositivos médicos en el quirófano [2], así como la combinación de visualización endoscópica con instrumentos especiales, implementación de algoritmos para el post procesamiento y otros dispositivos, seguirán impulsando los avances en esta área.

Avances tecnológicos

Los retos de la medicina exigen el uso de tecnologías innovadoras, en este sentido los endoscopios modernos no dejarán de perfeccionarse y para satisfacer la demanda deberán ofrecer imágenes brillantes y en alta resolución para aquellas cavidades corporales de difícil acceso, por lo tanto variables. La potencia de la luz, la profundidad de campo, el aumento en la calidad de las imágenes, el contraste y la resolución son consideradas el núcleo de investigación para los fabricantes.

En este sentido, los últimos desarrollos de sistemas ópticos Hopkins de lentes cilíndricas ofrecen brillo y contraste óptimo, además la introducción de sistemas de visión variable le brinda al cirujano una vista panorámica desde 0 hasta 120 grados, siendo ideal para procedimientos cardiovasculares o artroscópicos [3]. Si el médico requiere un endoscopio con un diámetro inferior a 2,7 mm, o el canal de trabajo no permite el uso de un sistema de lente de varilla, los nuevos sistemas ópticos disponen de haces de fibra óptica para ajustar la visualización. Una de las aplicaciones más populares para este tipo de instrumento es la nefrolitotomía ultra-mini-percutánea (ultra-mini-PCNL, por su sigla en inglés) [4], un procedimiento mediante el cual los cálculos renales se eliminan percutáneamente con una vaina de 4 mm y un láser en un procedimiento ambulatorio. Los desarrollos tecnológicos ofrecen sistemas de presión controlada, dilatación en un solo paso, extracción de cálculos por efecto de aspiración, lo que permite retirar el cálculo sin pinzas haciendo el procedimiento más efectivo, poco invasivo y con disminución de complicaciones [5]. Las altas tasas de remoción de piedras y la reducción del sangrado son ventajas adicionales de este procedimiento.

El empleo de la soldadura de oro en lugar de pegamento, plomo o plata es una de las mejoras que tienen lugar en el uso de endoscopios rígidos. El uso de soldadura de oro para unir las lentes delanteras de la punta distal del instrumento evita causar reacciones alérgicas en los pacientes y es más resistente contra los detergentes usados en los reprocesamientos [3].

Por lo general, los lentes endoscópicos clásicos se conectan a cámaras CCD (Dispositivo de Carga Acoplada, en español), para la adquisición digital de las imágenes. En el pasado, los médicos tenían que lidiar con diferentes estándares de videos y costosas reparaciones e inversiones en este tipo de tecnología. Las nuevas generaciones cuentan con tecnologías CMOS (semiconductor complementario de óxido de metal, en español) con diferentes chips incorporados, siendo esta la sustitución gradual de los antiguos sensores CCD [7]. Hoy en día, los sensores CMOS de última generación se construyen para garantizar alta definición (Full HD con una resolución de 1.980 × 1.080), procesadores de video de mayor capacidad de memoria y procesamiento, y sistemas que trasmiten las imágenes y datos de forma inalámbrica [8].

Un endoscopio desechable puede ser la solución preferida en un futuro próximo para aplicaciones en las que es necesario un canal de trabajo de difícil reprocesado y los riesgos de contaminación son altos. Los primeros endoscopios descartables están disponibles para procedimientos de colangiocopía por parte de Boston Scientific [10] , por su parte la compañía alemana Invendo Medical ofrece tecnologías para endoscopias digestivas [11] .

Además de la cámara que está conectada en el ocular del endoscopio, una fuente de luz debe estar conectada con un cable guía de luz. Las fuentes de luz tradicionales con bombillas halógenas y de xenón están siendo reemplazadas constantemente por tecnologías LED de luz blanca y fría, ofreciendo nuevas ventajas. La vida útil del sistema LED es significativamente mayor, siendo de al menos 10.000 horas de trabajo, mientras que la vida de una lámpara halógena es de 50 horas y una lámpara de xenón es de 500 horas. La conmutación a fuentes de luz LED permite ahorrar costos de funcionamiento, debido a que el consumo de corriente es menor, además se evita el reemplazo continuo de bombillas.

Uno de los principales puntos de inflexión de la tecnología endoscópica ha sido el inicio de la cirugía robótica con el sistema Da Vinci, de Intuitive Surgical. Además de sus brazos robóticos, el equipo incorpora un sistema de imágenes 3D. La tecnología 3D es muy popular hoy en día, y ahora se ofrece para las cámaras convencionales de endoscopia como la tecnología EinsteinVision, de Aesculap, [9] o como el sistema Vitom 3D, de Karl Storz, el cual permite visualizar en 3D imágenes de intervenciones de microcirugía o de cirugía abierta para cualquier especialidad [5].

Así como la tecnología continúa mejorando las formas de entretenimiento con nuevas propuestas en alta definición, la aplicación médica está siguiendo un camino similar. Los fabricantes están desarrollando una nueva generación de endoscopios en alta definición, resoluciones en 4 K en pantallas que van desde 32 pulgadas hasta las 55 pulgadas [12], proporcionando así imágenes más claras y con mayor resolución, siendo este el camino para el diagnóstico más preciso de pequeños pólipos, cáncer temprano y lesiones planas. 

Junto con una imagen de alta definición, se están desarrollando nuevas técnicas para mejorar la forma de diagnosticar el crecimiento anormal de mucosas y tejidos vasculares. Un ejemplo es una tecnología llamada Narrow Band Imaging (NBI, por su sigla en inglés) desarrollada por Olympus. NBI utiliza un filtro especial para iluminar el tejido con la luz en longitudes de onda específicas que mejoran la visibilidad de los vasos subyacentes y producen un mayor contraste entre los vasos y la mucosa circundante. Esto puede ayudar al médico a ver mejor los márgenes de crecimiento anormal y ayuda a determinar qué áreas son las mejores para realizar la biopsia [13].

Por su parte, Fujifilm ha desarrollado el sistema Fujinon Intelligent Color Enhancement (FICE, por sus siglas en inglés) y Pentax el I-scan, basado en tecnología de estimación espectral [14] la cual es ideal para el diagnóstico temprano de lesiones del esófago [15], siendo estas tecnologías similares que utilizan procesamiento informático para mejorar los detalles de la mucosa.

Técnicas de coloración por fluorescencia, tales como el uso del verde de indocianina (ICG, por sus siglas en inglés), seguirán siendo estratégicas para el desarrollo de sistemas de diagnóstico endoscópico. Durante la endoscopia, el ICG ayuda a visualizar el tejido maligno que es indetectable bajo la luz blanca convencional. El ICG ayuda al médico a distinguir fácilmente los tumores malignos de tejido sano y diseccionarlo quirúrgicamente. Además, esta técnica les permite a los clínicos evaluar la perfusión en órganos y tejidos, así como visualizar partes muy pequeñas del cuerpo humano tales como el conducto biliar [15].

Hoy en día, la visualización endoscópica está significativamente influenciada por los algoritmos de vídeo que normalmente forman parte de la cámara y la unidad de control. Entre las ventajas que ofrecen estos algoritmos podemos nombrar:

  • Mejorar la calidad de la imagen, como por ejemplo mediante contraste dinámico y reducción de humo
  • Corregir errores del sistema, como errores de píxeles
  • Resaltar áreas específicas, como en la mejora selectiva del color
  • Detectar y corregir la dinámica de errores de píxeles
  • Ofrecer imágenes más vivas por medio de contraste dinámico
  • Centrado automático de la imagen y ampliación automática

Con nuevas tecnologías de endoscopia como Chip-in-Tip o Chip-in-Scope, otros algoritmos pueden compensar problemas ópticos tales como la distorsión. El cirujano tendrá la ventaja de obtener una imagen más realista, de mejor calidad en modo de pantalla completa, sin reducir el brillo y la nitidez a los bordes que, en el pasado, sólo estaba disponible en endoscopios y sistemas ópticos de alto precio.

Consideraciones de mantenimiento

Si bien las tecnologías de endoscopia ofrecen grandes ventajas para la medicina, sus costos de adquisición y mantenimiento y reparación suelen ser altos. Las reparaciones generalmente van ligadas a la baja calidad, ausencia o interferencia en las imágenes, reducción de la capacidad de angulación y fugas. Para minimizar estos problemas es esencial que el personal se entrene en el uso seguro, reprocesamiento, almacenamiento e identificación de fallos.

Se recomienda continuamente realizar inspecciones de fugas y de posibles perforaciones del cuerpo del endoscopio, su presencia puede generar ingreso de fluidos a las fibras internas o a los componentes mecánicos, incluso podría dañar la cámara. Es necesario revisar con frecuencia la calidad de los cables de movimiento y el control de mando, en ocasiones es pertinente lubricarlos, ajustarlos o de ser necesario reemplazarlos. La verificación de los canales de trabajo y la calidad de la superficie del endoscopio es fundamental para identificar posibles fracturas, manchas o posibles desprendimientos de material, lo que podría poner en riesgo a los pacientes.

Es importante que se definan los protocolos de desinfección o esterilización de esta tecnología. El reprocesamiento inadecuado de los endoscopios y sus accesorios puede aumentar el riesgo de propagación de la infección entre los pacientes y dañar los equipos.

Las fuentes de luz deben ser inspeccionadas por lo menos una vez al año, siempre es importante reemplazar los bombillos y accesorios por las referencias adecuadas. La limpieza de los filtros de ventilación de estos equipos es fundamental para garantizar un buen funcionamiento. A pesar de la ubicación remota, parte del calor producido por la lámpara se transmite a la punta del endoscopio y por ende al paciente, lo que podría causar una quemadura.

Estado del mercado

Se espera que la videoendoscopia médica experimente un crecimiento económico importante, en primer lugar debido al aumento de fondos destinados a la Innovación + Desarrollo (I+D), lo que ha provocado un creciente auge de nuevas tecnologías enfocadas a nuevos procedimientos quirúrgicos no invasivos, plataformas de microimágenes, endocápsulas y la preferencia de los especialistas a la medicina de precisión, la demanda de tecnología que ofrezca alta resolución y acceso a imágenes en 3D [16].

Otro factor que impulsará el progreso de este mercado es el aumento de edad media de la población, así como la alta incidencia de enfermedades oftálmicas, ortopédicas y gastrointestinales como el cáncer.

Se estima un potencial desarrollo de las tecnologías endoscópicas en las especialidades médicas de ortopedia, cardiología, urología y ginecología. Además se espera un crecimiento en el desarrollo de técnicas y dispositivos que favorezcan las cirugías endoscópicas transluminales por orificio natural (NOTES, por su sigla en inglés), en las que los orificios naturales del cuerpo se utilizan como ruta de acceso para procedimientos [17] .

Un informe de la firma Markets and Markets predice que el mercado mundial de endoscopia alcanzará los 35.360 millones de dólares en 2021, un alza frente a su nivel actual de 26.230 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 6,2% [1] . El informe segmenta el mercado en especialidades como laparoscopia, endoscopia gastrointestinal, artroscopia, endoscopia obstétrica/ginecológica, endoscopia urológica, broncoscopia, otoscopia y laringoscopia. Se espera que el segmento de endoscopia gastrointestinal represente la mayor participación del mercado en 2017, siendo el sector hospitalario el mayor demandante de esta tecnología.

El mercado global tendrá dinámicas de crecimiento en los países desarrollados, América del Norte seguirá representando la mayor parte del mercado de equipos de endoscopia, seguido por Europa y Asia-Pacífico. Sin embargo, se prevé que la industria de Asia-Pacífico crecerá a la tasa más alta y servirá como una importante fuente de ingresos para las empresas que comercializan equipos de endoscopia.

Se estima que las marcas que liderarán el mercado serán Welch Allyn (Grupo Hill-Rom), Olympus Corporation, Plc ConMed Corporation, Karl Storz GmbH & Co., KG Fujifilm Holding Corporation, Richard Wolf GmbH, ConMed Corporation, Stryker Corporation, Hoya Corporation, Smith and Nephew PLC y XION GmbH.

Mirada al futuro

A medida que avanza el mercado, habrá una clara diferenciación de los sistemas endoscópicos debido a los requisitos de reprocesamiento y procedimientos de calidad de imagen. Las tendencias ya son visibles desde costosos endoscopios ópticos de gama alta hacia sistemas de visualización optimizados que integran el endoscopio y la cámara. Tales cambios significativos en muchas aplicaciones mínimamente invasivas continúan proporcionando nuevas oportunidades a todos los proveedores de sistemas, y requieren de socios competentes para desarrollar nuevos productos.

Los proveedores del sistema requerirán de soluciones optimizadas incluyendo instrumentos, láser u otros dispositivos médicos. Para estas soluciones personalizadas, los fabricantes de dispositivos médicos seguirán cooperando con empresas que tienen experiencia en el desarrollo y fabricación de endoscopios y tecnologías de cámaras, así como en el procesamiento de imágenes.

Una estrategia para los fabricantes es combinar productos estándar y de marca privada. Esto les permite comenzar inmediatamente con productos endoscópicos usando su logotipo y marca sin invertir mucho en I+D, evitando así tiempos y costos de desarrollo largos. Además, si los fabricantes responden rápidamente a los comentarios del mercado sobre los productos de primera generación, pueden comenzar con una segunda generación de productos OEM personalizados en un plazo muy corto, forjando el camino para avances significativos en la endoscopia.

Artículo proveniente de la edición impresa de Febrero-Marzo de El Hospital con el código EH0217REPENDO

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