Diseñan sistema de realidad virtual para entrenar a futuros médicos

Diseñan sistema de realidad virtual para entrenar a futuros médicos

El simulador permite al estudiante practicar cirugías menos invasivas y aprender de sus errores.

Simulador de cirugías

El proyecto es de ingenieros de sistemas, de automatización, diseñadores gráficos e industriales de Unitadeo.

Foto:

Cortesía Alejandra Zapata

26 de agosto 2018 , 10:00 p.m.

No es la primera vez que algo similar se intenta. El uso de imágenes y simulaciones de realidad virtual para la enseñanza médica se viene desarrollando desde hace varios años, siendo una alternativa a los problemas y las consecuencias éticas que generan las prácticas médicas con pacientes vivos.

“Cuando se falla con un paciente real, hay cosas más importantes en juego que perder un examen. Además, no siempre se encuentran pacientes con las características exactas que se quieren estudiar”, afirma Alejandro Guzmán, profesor de la Escuela de Diseño, Fotografía y Realización Audiovisual de Utadeo, quien actualmente trabaja en el diseño de un sistema de simulación para la enseñanza de angiografía coronaria.

Estos sistemas han demostrado ser de gran ayuda para formar a los futuros médicos. Un estudio realizado por el Instituto Karolinska de Suecia encontró que con solo practicar diez horas en un entorno simulado, los médicos presentan una menor cantidad de errores que el resto de estos profesionales que aprendieron únicamente con sus profesores y de manera teórica.

Pero la realidad aumentada no es suficiente. El simulador propuesto por los profesores de Utadeo incluye sensores eléctricos, elementos hápticos (táctiles), al igual que la posibilidad de recrear obstrucciones en las arterias, y así diseñar un ambiente inmersivo similar al de un contexto quirúrgico.

El diferencial del producto es lo ‘háptico’, pues brinda sensaciones táctiles que le indican al médico si hubo cambios en la presión sanguínea o si encuentra alguna complicación en las arterias. “Ese conocimiento no se logra con una realidad virtual o aumentada, entonces pensamos en algo que involucrara sistemas mecánicos, que brindara la sensación táctil, sumada a la potencia de la información que provee la realidad aumentada”, agrega Guzmán.

La integración entre los sistemas mecánicos e informáticos permite obtener datos de las emociones del estudiante en el momento de llevar a cabo un procedimiento quirúrgico. El estrés que le genera, cambios faciales y el aumento de la presión en el futuro médico son algunas de las variables que permiten hacer una evaluación cualitativa sobre su desempeño en la cirugía.

¿Cómo funciona?

La experiencia parte desde el momento en el que existe una punción en la arteria. El catéter ya se encuentra adentro. De acuerdo con Germán Benavides, profesor del Departamento de Ingeniería y Tadeo Lab, “se escogió el segmento del corazón porque es controlable en cuanto al volumen y las problemáticas iniciales que se manejan”.

La angiografía coronaria pertenece al grupo de las cirugías mínimamente invasivas. El problema de este tipo de procedimientos es que el paciente se encuentra todo el tiempo consciente, pues no se requiere anestesia general, lo cual puede generar incomodidad en el estudiante.

Dentro del simulador, en la ‘arteria’, un hemosustituto permite que la sensación del estudiante sea lo más real posible. Este líquido está hecho a base de suero, agua y sal, y tiene condiciones precisas de espesor, entre otras características, similares a las de la sangre.

Este es un elemento importante, teniendo en cuenta que el flujo sanguíneo depende de la presión arterial y de las condiciones de estrés en que se encuentra el paciente, factores que producen sensaciones diferentes en la manera como se siente el catéter.

Mientras el estudiante sostiene el catéter en sus manos, va a tener unas gafas con una aplicación de realidad aumentada. A medida que va avanzando con el dispositivo de simulación, se recrea la instancia que va sintiendo, como si lo estuviera viviendo. De esta manera, puede sentir obstrucciones y giros en la arteria.

Lo anterior se logra gracias al modelado matemático de la trayectoria de una arteria, un modelo que fácilmente se puede modificar y forma parte del registro de la patente de este sistema.

El algoritmo consiste en una función que hace uso de la curva de Bezier para trazar la forma de la arteria. Hasta el momento, este sistema matemático había sido usado principalmente en el diseño aeronáutico y de vehículos automóviles.

“De esta forma, la alteración o el movimiento de los puntos genera cambios en la función y la manera como el estudiante introduce el catéter. Este modelo matemático resulta de gran relevancia, teniendo en cuenta que, por su carácter orgánico, no existe un arteria igual a otra”, agrega Benavides.La idea hacia el futuro es hacer una mesa de procedimientos quirúrgicos completa, dotada con un sistema que tenga integrada la realidad aumentada.

Un trabajo que involucra varias disciplinas

Este proyecto, que empezó hace tres años, es el resultado de un trabajo interdisciplinario entre los programas de Ingeniería de Sistemas, Ingeniería de Automatización, Diseño Gráfico y Diseño Industrial, así como de los grupos de investigación en Ingeniería de Datos y Sistemas Inteligentes (ID&SI) y Estudios de la imagen de Unitadeo.

Además, contó con el apoyo de los estudiantes y egresados Ian Cardozo y Juan Felipe Arango, y los profesores Germán Benavides y Luis Carlos Forero.

De momento, el simulador está en pruebas de laboratorio, y se espera tener un modelo funcional a finales de 2018. Ya existe un proceso de registro de patente de por medio.

EDIER ALEXÁNDER BUITRAGO*
Especial para EL TIEMPO
* Redactor de la revista ‘Expeditio’, de Utadeo
ediera.buitragoh@utadeo.edu.co

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