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La realidad aumentada mejora las intervenciones quirúrgicas

Los técnicas de imagenología médica, como la tomografía computarizada o la resonancia magnética nuclear, además del diagnóstico, ayudan a la planificación preoperatoria y a la orientación quirúrgica. Un grupo de científicos europeos ha introducido la realidad aumentada (RA) en unas novedosas gafas con pantalla de realidad virtual (HMD, por sus siglas en inglés) que ofrece a los cirujanos orientación quirúrgica submilimétrica en tiempo real.

Salud

La idea de utilizar modalidades de visualización de RA para mejorar la eficacia perceptiva del cirujano durante la operación quirúrgica no es nueva. Gracias a la RA, se puede observar el mundo real con más información que se proyecta de forma virtual en una pantalla que lleva puesta el usuario. Las HMD ofrecen la solución más ergonómica y fácilmente traducible, pero la calidad del contenido virtual determina la eficacia de la operación quirúrgica guiada por imágenes a través de la RA. Las HMD utilizan modalidades de visión óptica o de vídeo (OST y VST, respectivamente por sus siglas en inglés). Los dispositivos OST funcionan con elementos ópticos que combinan el mundo real con elementos virtuales. La información virtual se proyecta en la línea de visión del usuario, lo cual aumenta su visión directa del mundo real. En los sistemas VST, una cámara capta una imagen de vídeo digital del mundo real y la combina con imágenes generadas por ordenador (contenido virtual).

Unas HMD que combinan las tecnologías OST y VST

El objetivo principal del proyecto VOSTARS, financiado con fondos europeos, era mejorar la realidad del cirujano añadiendo toda la información disponible para mejorar la intervención quirúrgica. El equipo científico, que está formado por expertos en cirugía asistida por ordenador, infografía, óptica y electrónica, desarrolló unas HMD revolucionarias híbridas OST/VST. VOSTARS son las únicas HMD de RA capaces de ofrecer una precisión submilimétrica de la planificación en relación con el paciente. Los investigadores incrustaron dos cámaras muy pequeñas en las HMD para proporcionar una visión VST muy precisa y alineada. La modalidad VST mejora aún más la precisión de los procedimientos quirúrgicos al combinar múltiples fotogramas de vídeo. Las HMD híbridas ofrecen orientación en 3D dentro de la anatomía del paciente y vienen con un «software» muy flexible capaz de combinar aplicaciones OST y VST. «Con VOSTARS el plan preoperatorio se realiza al instante, y la visión de la RA es de primera calidad gracias a la combinación de diferentes modalidades», explica Vincenzo Ferrari, coordinador del proyecto VOSTARS y profesor asociado de Ingeniería Biomédica en la Universidad de Pisa. Los investigadores han probado las HMD de VOSTARS en el entorno clínico con resultados muy prometedores. Según comenta Ferrari: «El logro más importante del proyecto fue sin duda la demostración de que la RA puede guiar con precisión la mano del cirujano y permitirle llevar a cabo una mejor intervención quirúrgica».

¿Las HMD de VOSTARS son el futuro de la cirugía de RA?

La cirugía guiada por imágenes, que utiliza información sobre la anatomía y la patología del paciente, ofrece a los cirujanos la oportunidad de realizar una planificación preoperatoria con decisiones sobre las trayectorias de corte óptimas para la agresividad quirúrgica y mejorar los resultados clínicos. Las HMD de VOSTARS constituyen una herramienta revolucionaria en el contexto de la cirugía guiada por imágenes, ya que permiten la planificación instantánea ante los ojos del cirujano. En la actualidad, no existe ninguna tecnología similar en el mercado para la navegación quirúrgica. Ofrece a los cirujanos la oportunidad de visualizar la anatomía interna del paciente y partes del cuerpo que suelen estar ocultas a simple vista, lo cual es extremadamente útil para las intervenciones quirúrgicas, como la colocación de un implante. Además, las HMD son una alternativa a los productos de RA comerciales utilizados en diversos ámbitos, como los sectores aviónico y automovilístico. Las actividades de ingeniería en curso para optimizar el prototipo desarrollado durante VOSTARS para intervenciones quirúrgicas han recibido el respaldo del proyecto ARTS4.0 financiado por el programa de financiación europea Por Fesr.

Palabras clave

VOSTARS, HMD, RA, VST, OST, cirugía guiada por imágenes, realidad aumentada, gafas con pantalla, visión óptica, visión de vídeo

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