EVLTraining®: aplicativo para treino do cálculo da densidade de energia endovenosa linear

Resumo

Contexto

O reconhecimento da termoablação endovenosa como tratamento da insuficiência de veias safenas traz a necessidade de maior conhecimento e compreensão do método. A densidade de energia endovenosa linear (linear endovenous energy density – LEED) é a variável mais aceita para padronização, cada vez mais amplamente divulgada. Não deve ser utilizada apenas para comparação de resultados científicos – deve também ser usada no intraoperatório para a realização do procedimento com segurança.

Objetivos

Desenvolver aplicativo para mensuração da LEED e avaliar sua aplicabilidade.

Métodos

O aplicativo para iOS EVLTraining® foi desenvolvido para equipamentos portáteis com o intuito de padronizar a emissão energética em procedimentos de termoablação endovenosa.

Resultados

O aplicativo criado mostrou equivalência com as medidas aplicadas no procedimento cirúrgico.

Conclusões

O software EVLTraining® permite o treino prévio de cirurgião e equipe para a velocidade de tração da fibra ótica que será aplicada.

Palavras-chave:
varizes; validação de programas de computador; software; lasers

Abstract

Background

Recognition of endovenous thermal ablation as a treatment for saphenous vein insufficiency brings a need for greater knowledge and understanding of the method. Linear endovenous energy density (LEED) is the most accepted variable for standardization and it has been covered in a growing number of publications. However, it should not exclusively be used for comparison of scientific results, it should also be used intraoperatively so that the procedure is conducted safely.

Objectives

To develop a mobile app for measurement of LEED and evaluate its applicability.

Method

The application for iOS EVLTraining® was developed for portable devices in order to standardize energy emission in endovenous thermal ablation procedures.

Results

The application developed demonstrated equivalence to measures applied during surgical procedures.

Conclusion

The EVLTraining® software enables surgeons and staff to train the optical fiber pullback speed to be applied prior to surgery.

Keywords:
varicose veins; software validation; software; lasers

INTRODUÇÃO

O reconhecimento da termoablação endovenosa como tratamento da insuficiência de veias safenas¹ traz a necessidade de maior conhecimento e compreensão do método. Diferentemente da radiofrequência, que possui poucas variáveis de configuração do aparelho e cujo método é mais facilmente reprodutível, a termoablação endovenosa por laser requer o conhecimento do comprimento de onda, potência, energia, irradiância, fluência, tempo e distância, tanto para a escolha do equipamento apropriado como para a realização do procedimento de forma segura. O tipo de fibra ótica utilizada também influencia a quantidade de energia aplicada no tecido biológico. São conceitos da física transpostos para a medicina que necessitam ser amplamente elucidados. A densidade de energia endovenosa linear (linear endovenous energy density – LEED) é a variável mais aceita para padronização, cada vez mais amplamente divulgada. Não deve ser utilizada apenas na comparação de resultados científicos, mas também no intraoperatório para a realização do procedimento com segurança. Para aplicar a LEED, é necessário compreender a física e a matemática usadas na fórmula. Além disso, diferentemente do que se acredita, não é necessário fazer aproximações grosseiras ou técnicas matemáticas mentais difíceis, podendo ser facilmente calculada em tempo real.

Devido às diferenças entre os aparelhos disponíveis para a cirurgia de laser, com apresentação de dados diferentes, a padronização se faz necessária para aplicação da energia pretendida e comparação.

O endolaser venoso possui uma curva de aprendizado maior que outras técnicas exatamente devido à grande quantidade de variáveis que influenciam o resultado final. As múltiplas variáveis também dificultam a comparação entre trabalhos científicos. A alta variedade de equipamentos disponíveis, com grande variação nas informações apresentadas, pode confundir o cirurgião novato, que não saberá qual informação é mais importante para o melhor resultado final.

O treinamento prévio com modelos reais² e virtuais tem se mostrado eficaz na simulação de procedimentos médicos com intuito educativo, e pode ser eficaz também na padronização da técnica.

Visamos elucidar o uso da LEED como treinamento para adquirir a competência necessária para realizar uma termoablação com êxito.

MÉTODO

O aplicativo para iOS EVLTraining® (Amato, São Paulo, Brasil)³ foi desenvolvido em Objective-C para equipamentos portáteis com o intuito de padronizar a emissão energética em procedimentos de termoablação endovenosa. Entre os diversos parâmetros utilizados para mensuração da energia aplicada e também utilizados em trabalhos científicos, a LEED foi escolhida como padrão no software porque se mostrou adequadamente reprodutível. O método requer estratégia de uso e manipulação do laser, e possui elevada curva de aprendizado. A fixação de parâmetros, com alteração apenas da velocidade de tração, é o método mais reprodutível, porém requer treino e destreza. O aplicativo desenvolvido apresenta um meio virtual de cálculo da LEED, com livre escolha dos parâmetros utilizados, e permite o treino da velocidade de tração da fibra.

Para o teste do software, o equipamento iPhone® (Apple, Cupertino, Estados Unidos) foi envolto em plástico estéril e utilizado com o EVLTraining® no intraoperatório de termoablação endovenosa de safena. Ao tracionar a fibra ótica com o primeiro e o segundo dedos da mão dominante, estes deslizavam tocando sobre a tela capacitiva do celular, permitindo o cálculo em tempo real dos parâmetros aplicados. O procedimento cirúrgico foi gravado em vídeo para posterior análise. Os parâmetros evidenciados no software (Figura 1) foram comparados com os apresentados pelo equipamento de laser (energia parcial), relógio (tempo) e distância (fibra centimetrada).

Figura 1
Janela principal do aplicativo EVLTraining® evidencia as variáveis controladas. A mesma tela é responsável pela medida pelo toque.

RESULTADOS

O aplicativo criado mostrou equivalência com as medidas aplicadas no procedimento cirúrgico. A velocidade de tração e a LEED comparadas posteriormente em vídeo foram equivalentes às do procedimento cirúrgico.

DISCUSSÃO

O comprimento de onda é a distância entre valores repetidos sucessivos em um padrão de onda. No caso do laser, o comprimento de onda é determinado pela vibração térmica dos átomos, pela presença de impurezas no material que emite a luz, pela forma de energizá-lo e pelo sistema ótico aplicado. Normalmente, é um valor fixo, embora possa ser alterado com filtros específicos. Portanto, é determinado no momento da aquisição do equipamento de laser. Cada comprimento de onda apresenta um diferente cromóforo, ou seja, um tecido alvo de maior absorção⁴.

A energia é uma magnitude abstrata que está ligada ao estado dinâmico de um sistema fechado e que permanece invariável com o tempo. A energia térmica é, no fundo, energia cinética. Não se deve confundir energia térmica e temperatura, e também não se deve pensar que a temperatura é uma medida direta da energia térmica de um sistema. A energia térmica é medida em joules (J) no Sistema Internacional de Unidades (SI). Um joule compreende a quantidade de energia correspondente à aplicação de uma força de um newton durante um percurso de um metro. Ou seja, é a energia que acelera uma massa de 1 kg a 1 m/s² em um espaço de 1 m⁵. 1J = 1kg x m²/s². A energia é resultante da potência multiplicada pelo tempo de disparo (J=W*s), ou seja, o controle único da energia permite o controle de duas variáveis: tempo e potência⁴.

A potência é a grandeza que determina a quantidade de energia concedida por uma fonte a cada unidade de tempo. Em outros termos, potência é a rapidez com que uma certa quantidade de energia é transformada, ou é a rapidez com que o trabalho é realizado. Também pode ser entendida como a força multiplicada pela velocidade. O watt (W) é a unidade de potência do SI. É equivalente a um joule por segundo (1 J/s)^4,5.

Portanto, a LEED consiste em potência x tempo / distância, ou W x s / cm. A medida da LEED, apesar de não ser perfeita, compreende quatro variáveis importantes para o laser: a potência, o tempo, a distância e, consequentemente, a energia. Sendo o comprimento de onda fixo, já são cinco variáveis controladas no procedimento. Com apenas uma variável, torna-se factível o controle intraoperatório em tempo real de cinco características importantes do laser.

A irradiância é sinônimo de densidade de potência, que é definida como a potência ótica útil do laser, expressa em W, dividida pela área irradiada, expressa em centímetros quadrados (cm²).

A fluência é o termo utilizado para a taxa de energia que está sendo aplicada ao tecido. Ao multiplicar a irradiância pelo tempo de exposição (s), obtemos a fluência ou densidade de energia expressa em joules por centímetro quadrado (J/cm²)⁶. A fluência é mais utilizada como parâmetro para laser transdérmico por associar a área atingida pelo laser. O conceito de LEED é a variação da fluência, em que o denominador, em vez da área, é a distância linear, sendo então aplicável a regiões tubulares, como as veias. Obviamente, quando veias são mais dilatadas, a superfície da área interna cilíndrica é maior (Figura 2). Então, com a mesma LEED (que não considera a área), a densidade de energia aplicada ao tecido biológico é menor. Por isso, trabalhos recentes associam o diâmetro da veia a ser tratada com a LEED a ser aplicada⁷, aumentando conforme o aumento do diâmetro. Nesses casos, a fluência calculada com a área interna da veia seria a mesma: aumentando o denominador, que é a área, o nominador, que é a energia, deve aumentar para manter a fluência estável; mas ao utilizar a LEED como parâmetro, o aumento da área interna da veia não é contabilizado, sendo necessário compensar com o aumento da LEED aplicada.

Figura 2
Modelo 3D de (A) veia cilíndrica e (B) veia dilatada evidencia o aumento da área de superfície interna na dilatação venosa.

Equipamentos mecânicos automatizados de tração permitem a fixação dos parâmetros e o cálculo prévio da energia que será aplicada ao paciente, mas apresenta desvantagens, como contaminação da fibra para reuso no mesmo procedimento e dificuldade de variação da LEED em veias com diâmetros diferentes.

Caso o equipamento de laser utilizado apresente ao usuário a variável energia parcial a cada disparo, considera-se que o aparelho esteja multiplicando o tempo do disparo (s) pela potência (W). Deve-se notar que o valor incrementa com o passar do tempo. Nesse caso, se for tracionado apenas um centímetro da fibra ótica, seguindo a fórmula apresentada, o denominador será 1 (um), a fórmula será facilmente calculável e o valor apresentado será equivalente à LEED. Disparos contínuos por distâncias maiores que um centímetro dificultam o cálculo mental da LEED, obrigando a observação da velocidade (cm/s).

O software EVLTraining® permite calcular velocidade de tração (cm/s), distância percorrida (cm), tempo (s), energia (J) e, consequentemente, a LEED (J/cm) para treinamento da equipe⁸. Quando o equipamento de laser utilizado não apresenta a energia parcial, ou quando a equipe não utiliza o método proposto de cálculo de LEED, é necessário realizar múltiplos cálculos mentais. Nesse caso, o treino prévio da velocidade de tração pelo cirurgião pode ser benéfico.

Entre as variáveis intraoperatórias, a potência (W), a energia (J) total, a energia parcial, o tempo (s) e a distância percorrida (cm) são as que exercem o controle sobre o procedimento.

A observação de todas as variáveis ao mesmo tempo dificulta o procedimento, aumentando desnecessariamente a complexidade.

CONCLUSÃO

O software EVLTraining® permite o treino prévio de cirurgião e equipe para a velocidade de tração da fibra ótica que será aplicada.

• Fonte de financiamento: Nenhuma.
• O estudo foi realizado na Clínica Amato – Instituto de Medicina Avançada, São Paulo, SP, Brasil.

REFERÊNCIAS

• ¹
  Gloviczki P, Gloviczki ML. Guidelines for the management of varicose veins. Phlebology. 2012;27(Supl 1):2-9. http://dx.doi.org/10.1258/phleb.2012.012S28 PMid:22312060.
  » http://dx.doi.org/10.1258/phleb.2012.012S28
• ²
  Amato ACM, Freitas SL, Veloso PM, Correia TCV, Santos RV, Amato SJTA. Treinamento de punção ecoguiada em modelo de gelatina. J Vasc Bras. 2015;14(3):200-4. http://dx.doi.org/10.1590/1677-5449.0088
  » http://dx.doi.org/10.1590/1677-5449.0088
• ³
  Amato SoftwareEVLTrainingsoftwareSão Paulo2012citado 2016 mar 15http://software.amato.com.br/content/evltraining
  » http://software.amato.com.br/content/evltraining
• ⁴
  van den Bos RR, Kockaert MA, Neumann HA, Nijsten T. Technical review of endovenous laser therapy for varicose veins. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2008;35(1):88-95. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejvs.2007.08.005 PMid:17920307.
  » http://dx.doi.org/10.1016/j.ejvs.2007.08.005
• ⁵
  Barrow GM. Físico-química. Rio de Janeiro: Reverté; 1982.
• ⁶
  Proebstle TM, Krummenauer F, Gül D, Knop J. Nonocclusion and early reopening of the great saphenous vein after endovenous laser treatment is fluence dependent. Dermatol Surg. 2004;30(2):174-8. PMid:14756646.
• ⁷
  Maurins U, Rabe E, Pannier F. Does laser power influence the results of endovenous laser ablation (EVLA) of incompetent saphenous veins with the 1 470-nm diode laser? A prospective randomized study comparing 15 and 25 W. Int Angiol. 2009;28(1):32-7. PMid:19190553.
• ⁸
  Mueller RL, Bridget M, Mueller J. Digital metronomes and metric devices for venous ablation procedures. J Vasc Ultrasound. 2013;37:142-4.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Apr-Jun 2016

Histórico

• Recebido
  15 Mar 2016
• Aceito
  19 Maio 2016