Cross-platform integration of robotic intraoperative ultrasound using system-agnostic drop-in probes: technical feasibility and workflow standardization

Resumen Técnico: Integración Transplataforma de la Ecografía Intraoperatoria Robótica

Planteamiento del Problema
La ecografía intraoperatoria (RIOUS, por sus siglas en inglés) es una herramienta crítica para la guía de imagen en tiempo real en la cirugía mínimamente invasiva; sin embargo, su integración en los flujos de trabajo robóticos sigue fragmentada. Las soluciones actuales suelen depender de sondas patentadas y específicas de cada plataforma, lo que limita la escalabilidad y dificina la transferencia de habilidades entre diferentes sistemas robóticos. Los ejes rígidos de las sondas de ultrasonido laparoscópicas tradicionales restringen los ángulos de adquisición y dificultan la manipulación intracorpórea. Si bien las sondas de "inserción directa" (que cuentan con un cable flexible y un clip para pinzas robóticas) ofrecen una solución, la falta de un flujo de trabajo estandarizado e independiente del sistema en diversas arquitecturas robóticas constituye una barrera para la adopción generalizada de la RIOUS. Es necesario determinar si un único marco procedimental puede aplicarse con éxito en plataformas robóticas multipuerto arquitectónicamente distintas utilizando hardware independiente del sistema.

Metodología
Este estudio de viabilidad técnica se llevó a cabo en el Centro de Investigación y Formación IRCAD en Estrasburgo, Francia, utilizando un entorno experimental no clínico con un fantoma abdominal de ultrasonido. El estudio evaluó la reproducibilidad de un flujo de trabajo RIOUS estandarizado de seis pasos en cuatro sistemas quirúrgicos robóticos multipuerto distintos:

1. da Vinci Xi (Intuitive Surgical)
2. Hugo™ RAS (Medtronic)
3. Toumai (MicroPort® MedBot™)
4. hinotori™ (Medicaroid Corporation)

Equipo y Protocolo:

• Sistema de Ultrasonido: ARIETTA 750VE (FUJIFILM Healthcare Corporation).
• Sondas: Se probaron dos sondas lineales de inserción directa independientes del sistema: la L43K (12–2 MHz, huella de 26 mm) y la L51K (15–3 MHz, huella de 13 mm). Ambas cuentan con cables flexibles y clips diseñados para pinzas robóticas estándar.
• Fantoma: Un fantoma abdominal US-3 IOUSFAN validado, alojado en un entrenador de caja para simular configuraciones de trocares y estructuras anatómicas realistas.
• Flujo de Trabajo: Se aplicó un protocolo estructurado de seis pasos de forma idéntica en todas las plataformas:
  1. Posicionamiento de la máquina de ultrasonido con respecto al carro robótico y la consola.
  2. Comprobaciones de seguridad previas a la activación (sujeción de la sonda, enrutamiento del cable, interferencia de los brazos).
  3. Configuración de los trocares (utilizando un trocar accesorio adicional de 12 mm).
  4. Inserción de la sonda bajo visión endoscópica directa.
  5. Configuración de la consola e integración de la visualización de la imagen.
  6. Selección de instrumental y manipulación de la sonda mediante pinzas robóticas estándar.

Resultados Clave
El estudio demostró con éxito que un flujo de trabajo RIOUS estandarizado es factible y reproducible en las cuatro plataformas evaluadas.

• Integración de Hardware: Ambas sondas de inserción directa fueron insertadas y manipuladas intracorpóreamente en todos los sistemas sin desprendimiento de la sonda, enredos de cables o interferencia de los brazos robóticos. La sonda más pequeña L51K ofreció ventajas en espacios confinados, mientras que la L43K proporcionó una calidad de imagen superior para estructuras más grandes.
• Visualización de Imágenes: Se logró visualizar imágenes en modo B en tiempo real en la consola del cirujano en cada sistema, aunque las modalidades de integración difirieron:
  • da Vinci Xi: Utilizó la función nativa TilePro™ para una visualización simultánea de pantalla dividida.
  • Hugo™ RAS: Requirió un flujo de trabajo externo utilizando el ecosistema Touch Surgery™ DS1 para transmitir la señal a un monitor auxiliar adyacente a la consola.
  • Toumai: Utilizó la funcionalidad nativa de Imagen sobre Imagen (PiP) para superponer el ultrasonido sobre la visión endoscópica.
  • hinotori™: Empleó una funcionalidad de pantalla dividida o de triple vista a través de la conexión de la torre del sistema.
• Instrumentación: Se logró un agarre y manipulación estables utilizando instrumentos robóticos estándar en todas las plataformas. Aunque las pinzas preferidas variaron según el sistema (por ejemplo, pinzas bipolares Maryland para da Vinci Xi, pinzas Cadiere para Hugo RAS y Toumai, y pinzas de agarre versátiles para hinotori), no se observaron diferencias significativas en la estabilidad del agarre del clip entre los dos modelos de sonda.
• Consistencia: Los pasos procedimentales centrales (posicionamiento de la máquina, estrategia de trocares, inserción de la sonda) se mantuvieron consistentes entre los sistemas, limitándose las diferencias a la disposición de la sala, la modalidad de visualización y las preferencias específicas de instrumentación.

Contribuciones Clave

1. Primera Demostración Multiplataforma: Esta es la primera demostración técnica de un flujo de trabajo RIOUS realizado en cuatro sistemas robóticos arquitectónicamente distintos bajo condiciones experimentales idénticas.
2. Protocolo Estandarizado: El estudio estableció un protocolo reproducible de seis pasos, independiente de la plataforma, que aborda las especificidades técnicas de cada sistema manteniendo un marco procedimental común.
3. Viabilidad Independiente del Sistema: La investigación valida que las sondas de inserción directa independientes del sistema pueden facilitar la transferencia de habilidades entre plataformas, reduciendo la carga económica y técnica de desarrollar hardware patentado para cada fabricante de robots.
4. Recursos Educativos: El estudio generó cuatro materiales de referencia estructurados en video que documentan el flujo de trabajo completo para cada plataforma, destinados a apoyar el entrenamiento del cirujano y la integración de la RIOUS en los currículos de cirugía robótica.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo sostiene que un flujo de trabajo RIOUS reproducible e independiente de la plataforma es técnicamente factible, lo que sugiere que la competencia en la manipulación de la ecografía robótica puede ser transferible entre diferentes sistemas robóticos sin la necesidad de currículos de aprendizaje totalmente separados. Este hallazgo aborda una brecha crítica en el campo, previniendo potencialmente la creación de "silos específicos de plataforma" que limitan la adopcción de la ecografía intraoperatoria.

Los autores destacan que este trabajo sienta las bases procedimentales para futuras aplicaciones en telecirugía y telementoría, donde un operador remoto podría manipular una sonda de inserción directa bajo guía de imagen mientras un cirujano principal opera. Además, el estudio postula que la RIOUS puede compensar parcialmente la falta de retroalimentación háptica en la cirugía robótica al proporcionar una capa adicional de información visual para la caracterización de tejidos y la localización de lesiones.

Los autores mantienen la modestia en sus afirmaciones, reconociendo que el estudio se limitó a un modelo fantoma y no incluyó sistemas de un solo puerto ni simulaciones de telecirugía formales. Enfatizan que, si bien el marco procedimental es transferible, la transferencia transplataforma de las habilidades de interpretación ecográfica requiere una investigación formal adicional. El estudio concluye que la documentación estandarizada en video y el hardware independiente del sistema representan un paso práctico hacia una cirugía robótica colaborativa guiada por imágenes.