Realidad aumentada en medicina


Los avances de la computación siguen sorprendiendo en su aparente ilimitada capacidad de brindar herramientas para la actividad médica, tanto para el aprendizaje como aquellas facilitadoras de su actuación. Una de ellas es la realidad aumentada, una nueva y diferente forma de ver las cosas sobre las bases del mundo real.

Aunque su uso que no es extraño para un jugador de vídeo juegos o un asiduo usuario de los smartphones (teléfonos inteligentes) tal vez si lo sea para muchos médicos y otros miembros del personal de salud.

Usando la realidad aumentada

Para que vayamos entendiendo sobre lo que les voy a narrar veamos el siguiente ejemplo, un usuario de tablets o smartphone que viaja a una ciudad puede usar algún programa informativo de realidad aumentada para sacar mayor provecho a su visita, simplemente activa la aplicación y coloca la cámara de su dispositivo apuntando a algún sitio del escenario que le rodea, de inmediato su posición es detectada por el GPS del equipo y la información relacionada con el medio ambiente y algunos de los objetos a su alrededor empieza a aparecer sobre su pantalla, esto se debe a que su ubicación exacta fue reconocida y sobre esta información la aplicación desplegará datos que fueron precargados por las compañías de  turismo y organizaciones culturales, estos datos serán recuperados por la aplicación como una capa artificial de información que se mostrará en la pantalla de su teléfono sobre la imagen verdadera. Esta es una de las aplicaciones más populares de la realidad aumentada pero no es la única, como veremos más adelante en medicina tiene un futuro de grandes aplicaciones.

Veamos un vídeo sobre el uso de la realidad aumentada en turismo mediante un dispositivo móvil:

¿Qué es la Realidad Aumentada?

Ya visto este ejemplo será más fácil entender la definición de realidad aumentada.

La realidad aumentada es una tecnología en la que se superpone una imagen generada por ordenador sobre la visión del usuario del mundo real brindando información adicional de esta realidad generada por una computadora. Esta tecnología es diferente de la realidad virtual  que suele suceder en escenarios ficticios y en la que se sumerge al usuario en un mundo virtual generado por el ordenador. Por el contrario, el sistema de realidad aumentada amplia la información del mundo del usuario al aumentar el entorno real enriqueciéndolo con objetos virtuales ya sea en forma de etiquetas, modelos 3D o imágenes modificadas.

Fórmula

La realidad aumentada cuenta con la ventaja de su facilidad de uso y su bajo costo para el usuario, no obstante es compleja para sus desarrolladores quienes se debaten en obtener mejores y más rápidas exposiciones de imágenes.

No es de extrañar por su gran potencial que precozmente desde principios de los años noventa investigadores trabajan en aplicar la realidad aumentada al campo de la medicina (sus siglas en inglés son MAR: Medical Augmented Reality). Ahora estamos en posibilidad de entender que mediante esta tecnología podemos superponer en tiempo real sobre una superficie del cuerpo la reconstrucción 3D de las estructuras internas de un paciente. Veamos un ejemplo:

Esta es la segunda versión del “espejo mágico de realidad aumentada”. Utiliza el Kinect de Microsoft para detectar una posición de usuario delante de una pantalla. Mediante la realidad aumentada se superpone una visualización del volumen de una tomografía en el usuario. Mediante gestos el usuario puede seleccionar sectores en 2D . Para más información ver www.mirracle.de (por Tobias Blum, Nassir Navab).

¿Cómo funciona la realidad aumentada?

Para ejecutar los programas de realidad aumentada se requieren computadores, tablets o teléfonos inteligentes que posean cámara digital y que cuente con un programa instalado para ello. Las imágenes virtuales que aparecenrán se ubicarán en sitios específicos del mundo real  que van desde un paisaje, la superficie de una mesa o sobre la piel del paciente. Para vincular el mundo real con la imagen virtual se emplean marcadores de posición que brindarán un sistema de coordenadas para la correcta ubicación de la representación. Dicho proceso se denomina registro de imágenes-marcadores. Como vimos con anterioridad con frecuencia se usan en combinación con un posicionador global por satélite, o GPS, para poder interpretar la posición de la cámara en tiempo real, en otras ocasiones se usan dibujos o elementos físicos que sirven como marcadores de posición. En la pantalla del dispositivo, aparecerá el entorno real sobre el que se superpondrán objetos de información asociados al lugar donde se ubica el usuario o la marca ya sea vía internet o mediante alguna aplicación instalada.

Equipo

En la actualidad se han desarrollado gafas que cumplan esta función como el modelo de Google (lanzado el 2012), que ofrecería al usuario una experiencia de mayor rango de visión y de contacto permanente con el entorno con vinculación directa a las redes sociales:

Medias para Viajes

Es posible tener también realidad aumentada para mostrar modelos con o sin necesidad de internet simplemente con un ordenador dotado con una cámara web que sirve de sensor, un programa elaborado para ser ejecutado desde el PC o un navegador web, y un marcador impreso que representa la manera en que el evento es solicitado para ser visualizado en la pantalla. Estos modelos pueden ser de gran ayuda en procesos educativos, podrían remplazar en algunos casos a otros costosos modelos del mundo real empleando para ello imágenes tridimensionales programables, reusables y de fácil difusión con mayor posibilidad de llegar a muchos usuarios y que nos brindaría la misma información. Actualmente existen modelos en simuladores mediante realidad aumentada para entrenamiento médico que mejora las situaciones donde la teoría es insuficiente y se requiere además de un entorno de práctica casi real, esto permite obtener un mayor grado de atención que la sola visualización de una imagen bidimensional ya que la realidad aumentada se ha visto que mejora la concentración y los resultados en el aprendizaje de la información que se desea transmitir minimizando factores distractores.

Suscripción

Existen soluciones de realidad aumentada dentro de las que sobresalen las de análisis de imágenes biomédicas, simulación de sistemas fisiológicos, entrenamiento en anatomía (imagine un atlas de anatomía con marcadores de realidad aumentada), así como visualización de ayuda para procedimientos quirúrgicos. La aplicación de realidad aumentada en operaciones permite al cirujano superponer datos visuales como por ejemplo termografías, imágenes tomográficas previas o la delimitación de los bordes limpios de un tumor invisibles a simple vista, minimizando el impacto de la cirugía.

Vídeo superior: Durante la cirugía de Implantes se superpone un modelo 3D del maxilar del paciente sobre su imagen capturada en tiempo real de forma análoga a un sistema de “rayos X” ideal. El cirujano puede interactuar sobre la sobre la escena aumentada pudiendo mostrar u ocultar las estructuras anatómicas en el punto exacto de la colocación del Implante.

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También se encuentra un campo interesante para las publicaciones impresas que requieran un grado de visualización especial, donde un marcador impreso en la revista puede ser colocado frente a la cámara de uno de nuestros dispositivos (cámara web, smatphone, etc) y con la visualización de una página web aportada por el autor correr dentro de ella (en el servidor) el programa de realidad aumentada mostrándonos objetos tridimensionales en nuestro navegador sin la instalación de software adicional. Imagínese el poder que puede tener la realidad aumentada en situaciones como la cartografía en electrofisiología cardíaca (mapas electro-anatómicos).

Las posibilidades son muchas, ya en el campo de mis especulaciones imagine si tal como cuando navegamos haciendo un tour por una ciudad se aplican los mismos principios en un hospital donde los pacientes tienen marcadores temporales y como sucede en otras aplicaciones la visita médica identifica al sujeto y aporta al instante la historia e imágenes de cada uno mediante esta tecnología.

El mundo está cambiando a una velocidad vertiginosa, prácticamente en todas las ramas de la medicina existen herramientas que se apoyan en la electrónica y la informática que se unen al conocimiento y experiencia previamente adquiridos para la toma de decisiones, estoy segura que seguirle el paso puede traernos grandes beneficios, fuera de ello podríamos caer en una nueva forma de aislamiento cultural y de pérdida de oportunidades que nos aleja de nuestra meta que es la salud del paciente.

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Dra. Onelia Greatty

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