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2.1. TECNOLOGÍA
DE LA IMAGEN (CÁMARAS Y VIDEOS)
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.
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Figura 1: Esquema de las conexiones
de la columna de laparoscopia.
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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) y 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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 de la bidimensionalidad del campo en la pantalla se
ha intentado resolver mediante sistemas de captura y registro de
la imagen en 3D, pero en la práctica su uso ha resultado
incómodo por la necesidad de utilizar gafas especiales durante
la intervención y porque no se ha conseguido que la calidad
de la imagen sea buena. Actualmente se trabaja con sistemas alternativos,
como el tratamiento digitalizado de la imagen, la iluminación
con doble fuente de luz y el uso de pantallas esmeriladas, para
intentar conseguir un efecto más cercano a la tridimensionalidad.
El registro de las imágenes de la cirugía
endoscópica es importante con fines científicos y
docentes, y también para utilizarlas como elemento de análisis
de la intervención. La grabación en soporte no digital
(VHS, S-VHS…) presenta como inconveniente la pérdida
de calidad de la imagen al reproducirla y con el paso del tiempo.
La grabación digital supone un avance sustancial ya que la
imagen fija o en movimiento puede ser capturada y almacenada en
CD o DVD sin deterioro de su calidad y además puede ser manipulada
posteriormente en un ordenador (6).
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