El final de la primera mitad de este siglo estará marcado, sin duda, por lo que se ha convenido en llamar la «cuarta revolución industrial». En poco más de 200 años la humanidad ha sido protagonista de tres revoluciones tecnológicas cuyas dimensiones solo pueden equipararse a la que durante el Neolítico llevó a la especie humana a abandonar el nomadismo y la economía de subsistencia (de caza y recolección) en pro de una vida sedentaria y una economía productiva (fundamentalmente agrícola y ganadera).

La vida de las personas cambió radicalmente con la primera de las revoluciones industriales, iniciada en la Inglaterra de la segunda mitad del siglo XVIII con la incorporación de instrumentos mecánicos de tracción (como el telar, la máquina de vapor y la locomotora) y una industrialización y crecimiento urbano sin precedentes en la historia. Un siglo más tarde fueron las nuevas fuentes de energía (gas, petróleo y electricidad), los medios de transporte (avión y automóvil) y la comunicación (teléfono y radio) los que definieron la segunda transformación. Y la tercera, gestada en las últimas décadas del siglo XX, llegó de la mano de la tecnología de la información y de los ordenadores, así como de la era espacial, la energía atómica o la cibernética.

¿Qué sucede con la cuarta revolución? Hoy asistimos a sus primeros pasos como resultado de una convergencia de tecnologías digitales, físicas y biológicas cuyo fin último será la automatización total e independiente de la producción humana. Su alcance, velocidad e impacto en la sociedad y en el ámbito laboral serán mucho mayores y de escala global. En el campo quirúrgico de la salud, las consecuencias de la digitalización adquieren su máxima expresión en la aparición de la denominada «cirugía digital», conocida también como «cirugía 4.0» o «cirugía cognitiva».

Nacida hace unos 150 años, la cirugía cientí­fica se ha desarrollado en tres fases bien definidas: el dominio de la anatomía, la sustitución de déficits anatómicos o funcionales (por ejemplo, mediante las prótesis y los trasplantes) y la disminución del impacto de la agresión que supone toda intervención. La cuarta fase que iniciamos ahora de la mano de la cirugía mínimamente invasiva y la robótica se basa fundamentalmente en el uso de la información y en la digitalización. Y, a diferencia de las transformaciones industriales anteriormente mencionadas, las tres últimas re­­voluciones quirúrgicas han tenido lugar en poco más de 50 años, de modo que algunos cirujanos hemos sido testigos privilegiados de ellas a lo largo de nuestra carrera.

La formación en cirugía establece sus bases a principios del siglo XX con la creación de programas en los que el cirujano adquiría conocimientos, habilidades y actitudes conforme asumía de forma progresiva diferentes grados de responsabilidad. En palabras del médico estadounidense y pionero William Halsted, la formación se resumía en la célebre máxima «See one, do one, teach one» («ver uno, hacer uno, enseñar a uno)».

Ese aprendizaje se mantuvo inalterado hasta bien entrados los años ochenta. La totalidad de las intervenciones se llevaban a cabo mediante abordajes invasivos que solían incluir grandes incisiones y maniobras agresivas. Si bien se sabía de las consecuencias del acto quirúrgico sobre el paciente, el fin prevalecía sobre los medios y la radicalidad era sinónimo de calidad. Un cirujano aprendía las maniobras básicas presenciando y colaborando en cientos de intervenciones antes de practicarlas de forma autónoma. No se planteaba la posibilidad de evaluar objetivamente el aprendizaje. Mediante un sistema más cercano al maestrazgo de un artesano que a la ciencia, los cirujanos jóvenes debían aprender a ser precisos, hábiles y rápidos. Eran entrenados para ser básicamente ejecutores.

Al finalizar el período formativo de cinco años, debían decidir hacia dónde querían encaminar sus pasos. En aquellos tiempos la vanguardia era sin duda la cirugía de los trasplantes, y la mayoría de nosotros queríamos dedicarnos a ella. Desde que en 1967 el estadounidense Thomas Starzl realizase el primer trasplante hepático con éxito, gracias en parte a la aplicación de fármacos que evitaban el rechazo (como la ciclosporina, introducida por el británico sir Roy Calne), los trasplantes se convirtieron en los años ochenta en una realidad clínica, en uno de los mayores retos técnicos y en el epicentro de la innovación.

Paradójicamente, aunque los resultados ac­tuales son cada vez mejores, podría decirse que en esencia los avances técnicos aplicados al trasplante de órganos abdominales han tenido que ver más con las vías para la obtención de órganos válidos y con los fármacos que prolongan la vida de los mismos que con la cirugía propiamente dicha. Y, en líneas generales, las diferencias entre las maniobras que se realizan hoy durante un trasplante y las que realizaba el doctor Starzl en el Pittsburgh de los años setenta son infinitamente menores que las que se aprecian al comparar las actuales intervenciones quirúrgicas abdominales con las de hace 15 años.

Así, la innovación en cirugía se centró en dos focos fundamentales: la cirugía del cáncer y la minimización del daño asociado a las propias intervenciones. Fue el segundo objetivo el que llevó a buscar nuevos abordajes, es decir, vías alternativas para acceder a los órganos que había que tratar. El desarrollo de la endoscopia y la posibilidad de diseñar instrumentos adaptados hicieron que a mediados de los años ochenta se realizara la primera colecistectomía laparoscó­pica, o extirpación de la vesícula biliar a través de pequeñas incisiones en el abdomen utilizando como referencia visual la imagen obtenida me­diante una cámara endoscópica.

La primera intervención de este tipo fue llevada a cabo en 1985 por Erich Mühe en Alemania, pero la verdadera implementación de la técnica laparoscópica en Europa corrió a cargo de cirujanos franceses, especialmente de Philippe Mouret. Considerado en un inicio como un procedimiento poco menos que temerario, generó una corriente de opinión totalmente contraria a su desarrollo en los foros de la que por aquel entonces era considerada la cirugía «académica», pero suscitó gran interés en algunos de nosotros, que no tardamos en encontrar la manera –en ocasiones rozando la clandestinidad– de aprenderlo.

El advenimiento de la cirugía laparoscópica significaba causar menos dolor, cicatrices y daño al tejido sano y permitía una recuperación más rápida, pero también suponía sacudir los cimientos de los grupos de poder de la cirugía de finales del siglo XX. Implicaba el conocimiento no solo de la anatomía y la técnica, sino de una tecnología que, aunque hoy nos parezca básica, no era fácil de aprender por parte de cirujanos veteranos nada acostumbrados a que algo se interpusiera entre sus manos y el paciente. Muchos hospitales universitarios adoptaron tarde la cirugía laparoscópica porque precisamente era allí donde confluían el poder in­­movilista y el miedo a ser desbancados por una generación capaz de desarrollar recursos tecnológicos e incorporarlos a su arsenal terapéutico. Siempre hubo algo más allá de lo intelectual a la hora de valorar de forma justa la cirugía laparoscópica.


Era evidente que tanto la velocidad de recuperación como el resultado estético eran su­­periores a lo que se asumía como normal tras una intervención. Al principio calificados casi de «conversos a una nueva religión», considerados tecnófilos amorales o irresponsables movidos solo por intereses crematísticos, fuimos sometidos a una vigilancia ex­­haustiva de nuestros resultados por parte de quienes tenían el verdadero conflicto de intereses: su incapacidad de adaptarse al salto tecnológico los obligaba a abdicar de su liderazgo.

El uso de la laparoscopia se generaliza con rapidez y en prácticamente todo tipo de operaciones hasta enfrentarse a su verdadera prueba de fuego: la cirugía del cáncer. Si bien empezaba a aceptarse como una manera de operar válida para enfermedades benignas, despertaba grandes dudas de cara a aplicarla en tumores malignos. Desde la dificultad de identificarlos hasta la imposibilidad de extirparlos correctamente, pa­sando por el riesgo de diseminación de la enfermedad a través de la cavidad abdominal o de las pequeñas incisiones practicadas, eran muchas las cuestiones que sembraban de incertidumbre el uso de una cirugía mínimamente invasiva.

Las discusiones en los foros quirúrgicos fueron intensas y la opinión generalizada pareció dar la razón a los detractores

Sin embargo, nuestro equipo decidió tomar parte en el debate realizando una aportación que a la postre resultaría clave: hacer el primer ensayo clínico en el que se operarían pacientes de cáncer de colon tanto por vía tradicional como por vía laparoscópica y luego se compararían los resultados en cuanto a la recuperación de la intervención y se estudiaría si la vía de abordaje tenía efecto sobre la evolución del cáncer.

Los resultados demostraron que no existía relación alguna entre el modo de operar a los pacientes y el pronóstico de su tumor: la cirugía laparoscópica era segura en los casos de cáncer. En el año 2000 di­chos resultados fueron publicados en la reconocida revista médica británica The Lancet, generando una de las más intensas respuestas por parte de la comunidad científica que se recuerdan, desde las más entusiastas hasta las más escépticas. Desde entonces, la evidencia científica acerca de la idoneidad del uso de la laparoscopia en el cáncer no ha hecho más que crecer. La revolución había llegado para quedarse.

Como suele suceder en toda revolución tecnológica, a finales de los años noventa se llegó a un cierto impasse. Pese a la amplia experiencia adquirida en un gran número de intervenciones laparoscópicas, parecía que no sería posible extender la práctica a nuevas indicaciones y que ciertas dificultades técnicas persistirían. De hecho, algunas maniobras exigían un elevado grado de pericia y no eran fáciles de enseñar.

Sin embargo, la incorporación de innovaciones tecnológicas destinadas a mejorar la visualización (como el sistema digital 3D y la resolución 4K) y especialmente las maniobras quirúrgicas mediante dispositivos cada vez mejores consiguieron romper el techo de cristal en el que la cirugía mínimamente invasiva se encontraba.

La cirugía robótica constituye el mejor ejemplo. Lastrada hoy principalmente por su elevado coste y escasa disponibilidad, no solo permite realizar maniobras complejas de manera más eficaz y segura para el paciente, sino que además permite la adquisición de datos. Y eso la convierte en uno de los protagonistas de la digitalización de la cirugía.

¿Y qué es posible digitalizar en cirugía hoy? La respuesta es simple: todo. Desde que el paciente es diagnosticado, este se convierte en una fuente infinita de datos que pueden ser registrados, almacenados y procesados. Frente a la cirugía clásica, en la que el cirujano operaba viendo directamente la anatomía del paciente, hoy se opera empleando datos, no interpretando la anatomía real. De un modo literario podría decirse que en la cirugía 4.0 el cirujano navega, diseca, corta y sutura datos en lugar de tejidos: los datos generados pueden servir para medir y cuantificar, así como para rediseñar y modelar los dispositivos empleados y la manera en que realizamos las operaciones.

Pero antes de llegar a la cirugía robótica, la cirugía mínimamente invasiva se reinventó al tratar de eliminar cualquier tipo de cicatriz externa, empleando los orificios naturales del organismo –boca, ano, uretra, vagina– como vías de acceso. El concepto de la llamada cirugía NOTES (Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery) fue desarrollado paralelamente en Estados Unidos y Europa por las plataformas NOSCAR (Natural Orifice Surgery Consortium for Assessment and Research) y EURO-NOTES durante los primeros años de este siglo.

Nuestro equipo comenzó a realizar diversas intervenciones empleando la vía transvaginal, e incluso llegamos a perfeccionar algunos detalles técnicos y a practicar cirugía del cáncer de colon con buenos resultados. Sin embargo, era un abordaje que, como es lógico, solo se podía emplear en la mitad de la población. Así, y tomando como referencia los estudios experimentales de los cirujanos Patricia Sylla en Boston y Mark Whiteford en Portland, decidimos romper otro techo de cristal: buscábamos minimizar todavía más la agresión, mejorar el resultado estético y aplicar una cirugía más precisa sin comprometer el pronóstico.

Con estos objetivos llevamos a cabo una compleja intervención: la extirpación del cáncer de recto empleando el ano como puerta de entrada al abdomen. Gracias a la colaboración con el Hospital General de Massachusetts, en 2009 realizamos en Barcelona una resección de recto por vía transanal, la primera que se hacía en el mundo. De nuevo topamos con dificultades y detractores, pero con el paso del tiempo la técnica empezó a ser adoptada por la práctica totalidad de cirujanos colorrectales. Abordar una enfermedad como el cáncer de recto de abajo arriba, traspasando las barreras anatómicas clásicas, minimizando la agresión y garantizando la seguridad del paciente hizo tambalear alguno de los pilares más importantes de la cirugía oncológica, ya que se demostraba que el empleo de una técnica mucho más ventajosa para el paciente desde el punto de vista de su recuperación no significaba alterar sus po­sibilidades de curación. La radicalidad se separaba por fin de la agresividad quirúrgica.

Y aún fuimos más allá. La técnica transanal tenía un punto débil: debía hacerse en dos pasos. Una parte de la intervención se llevaba a cabo trabajando en la cavidad abdominal y otra, a través del ano, por lo que se perdía bastante tiempo y el cirujano tenía que realizar prácticamente dos operaciones en una. Decidimos entonces que las dos partes se hicieran de manera simultánea por dos equipos diferentes. Así fue como en 2016 creamos el concepto «two-team approach» (o Cecil approach), que dinamizaba notablemente la intervención.

A medida que íbamos desarrollando las técnicas quirúrgicas, fuimos tomando conciencia de la necesidad de un cambio en la manera de enseñar la cirugía. El aprendizaje en esta materia había sido gestionado tradicionalmente de un modo insolidario. Por un lado, había que formarse junto a quienes más experiencia tenían, a menudo en una suerte de relación de vasallaje. Por otro, la experiencia que expertos y centros de prestigio ofrecían no siempre estaba al alcance de todos. La llegada de la cirugía mínimamente invasiva permitió el inicio de una verdadera democratización de la disciplina, ya que las intervenciones podían ser grabadas y difundidas casi de forma automática.

Tal difusión ha sido una parte fundamental de la cuarta revolución quirúrgica. Empezó tímidamente con grabaciones casi domésticas compartidas en congresos científicos, pero en poco tiempo se amplió a retransmisiones de cirugías en directo y auténticas video­­enciclopedias en internet. Por desgracia, el acceso a ese material educativo era restringido y la mayoría de las veces requería algún tipo de pago. En ese contexto decidimos crear nuestra propia plataforma de difusión de contenidos con un objetivo primordial: ofrecer material de máxima calidad y sin coste alguno.

La llegada de la cirugía mínimamente invasiva permitió el inicio de una verdadera democratización de la disciplina

Así nace en 2013 AIS Channel (Advances in Surgery), hoy la plataforma on-line líder mundial en educación quirúrgica, una verdadera academia quirúrgica digital con una ingente cantidad de información de libre acceso. Las sociedades científicas se dieron cuenta de que el modelo de congreso presencial empezaba a perder interés, y gracias a algunos acuerdos con las corporaciones de cirugía más importantes conseguimos que estas nos cedieran los contenidos de sus congresos para poder emitirlos en diferido y aumentar su difusión.

Una masa crítica de expertos mundiales se ofreció a colaborar con nosotros con regularidad y decidimos celebrar nuestras propias reuniones científicas. Las audiencias de cada cirugía en directo, de cada contenido periódico, eran cada vez mayores, con cifras jamás alcanzadas por ningún congreso presencial en toda la historia de la medicina. Por citar un ejemplo, en diciembre de 2017 más de 26.000 cirujanos se conectaron en directo y de forma gratuita para presenciar nuestro congreso sobre el tratamiento del cáncer de recto celebrado en Londres. En la actualidad, AIS Channel cuenta con más de 72.000 cirujanos registrados en más de 180 países en las especialidades de cirugía gastrointestinal y urología.

En paralelo a la actividad docente, AIS Channel creció con el fin de aplicar soluciones que permitieran mejorar la intervención quirúrgica y también la vivencia que el paciente tiene de todo el proceso que implica someterse a ella. Para esta misión, la aplicación de la realidad virtual está siendo uno de nuestros pilares fundamentales. Brinda la posibilidad de realizar un entrenamiento altamente realista en todos los ámbitos de la cirugía: desde la familiarización con el quirófano hasta la simulación de una intervención, y permite incorporar todo tipo de va­­riables (dificultad, características de un paciente concreto, variaciones anatómicas, posibilidad de complicaciones, etc.).

Para los cirujanos de nuestra generación la adaptación a este tipo de recursos ha resultado más fácil de lo que cabría esperar. Pero en generaciones posteriores, especialmente en los llamados «nativos digitales», dicho proceso no existirá.

Otra de nuestras preocupaciones era tratar de reproducir el modelo clásico de aprendizaje quirúrgico, pero adaptado al siglo XXI. Eso significa lograr el acceso generalizado al cirujano experto de modo que pudiera enseñar y tutorizar intervenciones, pero de manera ubicua y en tiempo real. Volcamos todos nuestros esfuerzos en promover la enseñanza interactiva a distancia, es decir, la telementorización. De este modo, un cirujano experto puede realizar recomendaciones en tiempo real a otro con menos experiencia mediante indicaciones verbales o recursos gráficos (como, por ejemplo, dibujar sobre una pantalla) e incluso monitorizar y acompañar movimientos para completar el procedimiento con éxito. De manera análoga, el cirujano mentorizado también puede usar recursos digitales (fundamentalmente gráficos) para indicar al mentor sus dudas o necesidades a lo largo de la operación.

La cirugía 4.0 combinará información en tiempo real sobre la anatomía del paciente y los movimientos del cirujano

Durante los últimos años nuestro grupo ha desarrollado un modelo de telementorización en cirugía digestiva. Sin embargo, había algo que planteaba problemas durante la experiencia: la latencia en la transmisión de datos podía hacer peligroso el proceso. Algunas veces las indicaciones del cirujano experto o las preguntas del alumno no llegaban en tiempo real, lo que generaba confusión y malas interpretaciones que podían desembocar en complicaciones. Afortunadamente, y después de diversas experiencias piloto a lo largo de 2018, la llegada de la tecnología 5G parece que solventará este inconveniente.

El salto del ancho de banda hasta 46 Gb por segundo hará que la co­­municación sea tan real que las diferentes localizaciones de mentor y mentorizado no sean un impedimento. Nuestro equipo tiene previsto realizar en Barcelona la primera cirugía telementorizada en el mundo con tecnología 5G a principios de 2019.



Finalmente, y gracias a los datos obtenidos de las grabaciones, de los movimientos registrados por nuestros robots y del uso de dispositivos para la creación de modelos de simulación virtual cada vez más fiables, somos capaces de generar algoritmos de inteligencia artificial que nos ayudarán no solo a tomar decisiones antes y durante la intervención quirúrgica, sino que además permitirán realizarlas de un modo más fácil y seguro.

Por ejemplo, durante las intervenciones pueden darse complicaciones tanto por mala ejecución como por mala interpretación de variables anatómicas o desconocimiento de otras de tipo funcional. La cirugía 4.0, y especialmente la robótica, terminarán por combinar información en tiempo real sobre la anatomía del paciente y los movimientos que efectúa el cirujano, de modo que podrá corregir o incluso bloquear aquellas maniobras que no se estén llevando a cabo con la precisión suficiente.

Del mismo modo, la combinación con técnicas de imagen permitirá la identificación en tiempo real de estructuras que no siempre son fáciles de identificar o que están situadas en planos profundos. Eso permitirá llevar a cabo maniobras mucho más precisas. Por ejemplo, se podrán identificar mejor lesiones que haya que extirpar estableciéndose márgenes de seguridad más claros, y también se evitará dañar otros órganos próximos a la zona manipulada. Pero quizá la aportación más interesante sea la posibilidad de interpretar aspectos de tipo funcional que a simple vista no son valorables de un modo objetivo por parte del cirujano y que pueden variar el proceso de toma de decisiones durante la intervención. Se trata de variables relacionadas con aspectos funcionales o incluso biológicos de los tejidos, que el cirujano no controla sin el apoyo de un sistema de análisis de datos.

La cirugía 4.0 no significa la aceptación de tópicos como la automatización completa de las intervenciones quirúrgicas ni que estas sean llevadas a cabo por robots de modo independiente. Ya lo formuló en 1942 el famoso escritor de ciencia ficción Isaac Asimov, bioquímico de formación, en la primera de sus «tres leyes de la robótica»: «un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitirá que un ser humano sufra daño». La implantación generalizada de la cirugía digital debe llevarse a cabo en un entorno de confianza tanto hacia la autonomía de las máquinas como hacia el uso que el ser humano hará de ellas.

«Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitirá que un ser humano sufra daño», Isaac Asimov, 1942

Estudios recientes indican que ni pacientes ni profesionales aceptarían una automatización completa de la cirugía. No obstante, sí valoran positivamente todo lo que conlleve una cirugía más segura, más fácil y basada en datos fiables y en la evidencia científica. El objetivo será siempre la mejora de los resultados clínicos y la aportación de un valor real.

¿Cuál será el papel del cirujano en este contexto? Del mismo modo que el paciente no siempre tiene confianza plena en la ciencia pero sí espera que su médico sea un científico, el cirujano 4.0 no debe ser un experto en todas las disciplinas im­­plicadas en la implementación del modelo quirúrgico, pero sí ejercer una labor de coordinación y liderazgo indiscutibles.

Antonio de Lacy es jefe del Servicio de Cirugía Gastrointestinal del Hospital Clínic de Barcelona y Director del Instituto Quirúrgico Lacy (IQL).