En una primera aproximación al mundo de la RA, establecimos las diferencias entre las tecnologías de realidad mixta, aumentada y virtual. En esta segunda entrega, vamos a repasar las aplicaciones que ya se están haciendo de estas realidades en el sector salud.
Visualización de datos médicos
Aplicaciones cuyo objetivo es el visionado ágil de datos de pacientes como ultrasonidos, imágenes de tomografía… obteniendo una visión más precisa de esos datos, mejorando diagnósticos y facilitando la toma de decisiones para posibles intervenciones quirúrgicas.
Sistema de visionado de ultrasonidos de Victor Skobov
Simulación y entrenamiento
La RV no necesita que el paciente humano esté presente, ya que se ocupa más de la simulación fuera de línea. Esto lo hace muy adecuado para el entrenamiento.
El simulador llamado LapSim emula una cirugía real con la técnica de laparoscopia usando un dispositivo háptico que permite reproducir las sensaciones de los movimientos realizados.
Cirugía
Tanto la RA como la RV son capaces de mejorar la cirugía permitiendo la preparación de la misma con datos del paciente y probar previamente diversas técnicas para elegir la más conveniente. A su vez, es capaz de guiar y marcar información relevante durante el desarrollo de la operación, consiguiendo cirugías más eficaces y menos invasivas.
El Sistema MEVIS permite preparar una cirugía utilizando imágenes en 3D de rayos X y tomografías para reconstruir las ubicaciones de los vasos sanguíneos. Además, durante el desarrollo de la misma, es capaz de superponer los datos de planificación y mostrar el sistema de vasos en diferentes colores
Diagnóstico, terapia y rehabilitación
La RA y la RV tienen una clara aplicación en pruebas para diagnóstico de enfermedades, tratamiento de fobias y apoyo e incentivo en la rehabilitación, generando situaciones virtuales y seguras.
Sistema de tratamiento de fobias a las arañas de Phobos Center
Otro ejemplo sería el Sistema de rehabilitación para la plataforma de salud Tratamiento 2.0 realizado por CARTIF. Este sistema permite gestionar ejercicios de rehabilitación para los pacientes por parte del personal sanitario mientras los pacientes realizan los ejercicios a modo de juego en su casa con el uso de una webcam. El sistema registra la evolución del tratamiento y la realización de los ejercicios.
Servicio de Rehabilitación (SER) de CARTIF para plataforma Tratamiento 2.0
Sistema de evaluación emocional desarrollado por CARTIF. En este caso, el sistema genera situaciones y emociones a través de un avatar humano. Estas emociones deben ser identificadas por personas con esquizofrenia. Se puede utilizar en diagnóstico, en tratamiento y evaluación del progreso.
Sistema evaluador de emociones desarrollado por CARTIF
Educación
En este aspecto, la RA proporciona un nuevo canal que permite mejorar el aprendizaje proporcionando otros puntos de vista sobre el conocimiento. Un buen ejemplo son los libros que, por medio de aplicaciones móviles, permiten ver partes de la anatomía en 3D.
Libro de anatomía con realidad aumentada
Por otra parte, conviene recordar que el uso de estas tecnologías se sustenta en una serie de técnicas. Cualquier avance en estas técnicas mejora enormemente las tecnologías. Las principales técnicas usadas son:
Registro de la información y seguimiento. Es muy importante posicionar al usuario para poder ubicar correctamente los contenidos en su entorno, aunque el usuario o los objetos se muevan o incluso se tapen parcialmente. Esto se realiza por medio de marcas visuales como “bidis” que son identificadas por el sistema y permiten ubicar con precisión los contenidos.
Pantallas de visualización. Permiten la integración entre lo real y lo virtual. La técnica más llamativa es el uso de pantallas en la cabeza (gafas inteligentes) que permite al usuario poder ver el mundo físico a través de la lente y superponer información gráfica en el campo de visión del usuario reflejándola en sus ojos. Otras técnicas son pantalla en mano (móviles o tabletas) que captan el mundo físico con una cámara y superponen sobre el video la información gráfica. La proyección espacial hace uso de proyectores digitales para mostrar información gráfica sobre los objetos físicos.
Pantalla en la cabeza
Pantallas transparentes. Sistema de guiado (STAR)
Interacción. Para interactuar con estos sistemas se suelen usar las típicas interfaces como pantalla táctil, ratón, teclado o interfaces más avanzadas y específicas como guantes, interfaces cerebrales o utensilios propios de la simulación como material quirúrgico.
Como hemos visto, la RA y la RV tienen un potencial prometedor para usarse en aplicaciones médicas, ya que proporcionan una integración perfecta de la visualización de datos con el cuerpo del paciente. Esto permite mejorar los métodos de diagnóstico y tratamiento médicos. Aún existen limitaciones tecnológicas, sobre todo en las pantallas y el registro de datos, que hacen que esta tecnología no tenga todavía una aplicación clínica realista en un entorno médico regular, pero el progreso en I+D y el interés de los usuarios es alentador.
Por último, es necesario resolver un gran reto que se suele pasar por alto y es el hecho de mejorar la usabilidad real de estos sistemas, evitando la sobrecarga sensorial y haciendo que la experiencia de visualización sea más controlable, sencilla, ágil y transparente para que la única preocupación del personal sanitario sea el paciente.
La tecnología está muy presente en nuestras vidas. Prueba de ello es el uso cada vez más intensivo de ordenadores, teléfonos inteligentes, tabletas y vídeo juegos. La tecnología nos ayuda en las tareas diarias y nos proporciona entretenimiento y diversión, pero también puede mejorar campos como la medicina y la salud ayudando a comprender conceptos, formando e incentivando tanto a pacientes como al personal sanitario.
Tecnologías como la realidad virtual, realidad aumentada y realidad mixta han sido introducidas en nuestras vidas sobre todo a través de los vídeo juegos y poseen mucho potencial para su implementación el mundo de la salud. A todo el mundo nos suenan estos conceptos, pero vamos a comentar estos términos para evitar confusiones.
La realidad mixta (RM) consiste en combinar el mundo virtual y el mundo real, creando espacios donde interactúan objetos y personas virtuales con reales y viceversa. El grado de mezcla entre estos dos mundos da lugar a los conceptos que conocemos como realidad aumentada y realidad virtual.
La realidad aumentada (RA) es una simplificación de la realidad mixta donde se estimula al usuario con contenidos virtuales en tiempo real.
La realidad virtual (RV), sin embargo, consiste en la interacción virtual con objetos virtuales en un entorno virtual.
La tecnología de realidad aumentada (RA) y realidad mixta (RM) tiene un amplio campo de trabajo en el ámbito médico, como por ejemplo, la fusión de los datos de la exploración médica en 3D con la vista del paciente que permite mejorar la precisión en los diagnósticos. La RA tiene una aplicación clara en el apoyo a la cirugía, mientras que la RV es más adecuada para una simulación sin el paciente real. Cualquiera de estas tecnologías se puede utilizar para la formación de médicos y estudiantes de medicina, ya que mejoran la situación y la conciencia espacial del practicante. Además, el paciente también puede ser apoyado por una variedad de aplicaciones a través de esta tecnología enfocadas a formación, tratamiento, rehabilitación…
El uso de estas tecnologías en diferentes aspectos de la medicina ha sido frecuente en los últimos años. Una vez explicados los conceptos, dedicaré mi próximo post a la aplicación de estos tres tipos de realidades en el sector salud.
Hace unos días, en París, en el marco del 3º Congreso de Energía y Conocimiento del Medioambiente, E2KW 2016, celebramos el evento final de nuestro proyecto europeo LIFE DIOXDETECTOR, cuyo principal objetivo ha sido la aplicación de una nueva técnica analítica para la cuantificación de dioxinas y furanos.
¿Qué son estos compuestos? Las dioxinas y furanos son compuestos que forman parte de un grupo de productos químicos peligrosos llamado Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs). Cuando escuchamos la palabra “dioxinas” suele crearse una cierta alarma (y no es para menos) ya que son compuestos “preocupantes” por su elevado potencial tóxico así como su persistencia en los organismos (entre los 7 y 10 años).
Grandes catástrofes como el grave accidente ocurrido en 1976 en una fábrica de productos químicos en Seveso (Italia), las altas concentraciones de dioxinas que se encontraron en aves de corral y huevos procedentes de Bélgica en 1999 o la retirada del mercado de toneladas de carne de cerdo y productos porcinos a finales de 2008 en Irlanda, ya que se detectaron cantidades de dioxinas 200 veces por encima del límite de inocuidad prescrito, entre otros, han servido para estudiar los efectos que a largo plazo las dioxinas y furanos causan sobre la salud y medioambiente.
¿Dónde se producen? Sus fuentes de emisión son, principalmente, la incineración de residuos sólidos, procesos industriales (papeleras, fundiciones, etc.) y tráfico rodado, aunque también se pueden generar de modo natural (incendios forestales). De todas estas fuentes, las incineradoras de residuos sólidos constituyen la fuente más importante por ello están expresamente reguladas por la Directiva europea para los residuos peligrosos 2000/76, traspuesta en la legislación española en el RD 653/2003, estableciéndose el valor límite de sus emisiones totales en 0,1 ng/Nm3.
Esto no implica que el problema de las dioxinas y furanos no nos pueda afectar si no vivimos cerca de una incineradora, ya que, debido a la presencia generalizada de estos compuestos, todas las personas tienen antecedentes de exposición que no repercuten en la salud humana.
¿Pero cómo nos afectan? En el ser humano, estos compuestos pueden provocar problemas de reproducción y desarrollo, afectar el sistema inmunitario, interferir con hormonas y de este modo, causar cáncer.
En el medio ambiente, los estudios muestran que el suelo y la vegetación cercanos a las incineradoras pueden llegar a contaminarse por la liberación de dioxinas y metales pesados, a niveles por encima de las concentraciones de fondo normales.
Entonces ¿qué podemos hacer? El análisis de este tipo de compuestos es uno de los más complicados que existen.
Sin lugar a dudas, las medidas más eficaces para evitar o reducir la exposición humana a estos compuestos son las que se adoptan en la raíz, es decir, en las propias fuentes de emisión, con controles más rigurosos de los procesos industriales para minimizar su formación.
Pero es necesario ir más allá, ya que la elevada toxicidad de estos compuestos a concentraciones muy bajas hace necesario el desarrollo de técnicas de análisis altamente sensibles, como la tecnología propuesta en LIFE DIOXDETECTOR.
El resultado final ha sido muy esperanzador. La tecnología desarrollada presenta características muy interesantes:
Es capaz de detectar concentraciones de estos compuestos por debajo del nivel de partes por cuatrillón (ppq)
Presenta tiempos de análisis más bajos (tiempos de filtrado de milisegundos frente a los minutos que tardan las columnas cromatográficas)
No se requieren largos periodos de tiempo para que la cantidad a detectar sea apreciable y
El coste del análisis es considerablemente más barato
Está claro que una mejora en la calidad del aire es una mejora en nuestra calidad de vida. Sólo hay que echar un vistazo a noticias como: “Madrid supera los límites de dióxido de nitrógeno y activa la fase 2 del protocolo de anti polución del Ayuntamiento” o “La mala calidad del aire de Avilés obliga a decretar la prealerta por contaminación”, entre otras, para darse cuenta de las consecuencias que conlleva una mala calidad del aire en nuestro día a día. Merece la pena, sin duda, invertir esfuerzos en ello.
Aunque creamos que las diferencias en el diseño de dispositivos tecnológicos para hombres y mujeres pueden ser innecesarias, lo cierto es que existen wearablesespecíficos para cada sexo, sobre todo en temas relacionados con salud. Existen también otros que sin ser exclusivamente para uno de los dos, están diseñados como productos para uno en concreto, centrándose solamente en cuestiones de aspecto o modas.
Hoy vamos a centrarnos en los diseñados para las mujeres. No todos los dispositivos que voy a mencionar a continuación están ya en el mercado, algunos de ellos son aún proyectos pendientes de financiación, (casi siempre mediante crowdfunding) para continuar con su desarrollo y comercialización. No obstante, los resultados de todos sí son reales.
WEARABLES PARA LA SALUD FEMENINA
En temas relacionados con salud, nos encontramos con una oferta de dispositivos muy variada, enfocada, sobre todo, a cuestiones biológicas como el control del ciclo menstrual y/o cuestiones relacionadas con la maternidad y el embarazo. Por ejemplo:
– Leaf, una joya muy popular por su diseño, que además de registrar la actividad física, permite llevar un control del ciclo menstrual completo y realizar avisos relacionados con el mismo. Tecnológicamente hablando, sus grandes ventajas son su autonomía, que puede llegar a 6 meses y la capacidad de almacenar datos durante 14 días seguidos sin tener que conectarse a la app. – YONO Fertility Friendes un dispositivo para el oído, que recoge la temperatura basal durante la noche. Mediante un sistema inteligente, proporciona información sobre los días fértiles. – La pulsera ReliefBand, para el tratamiento de las náuseas del embarazo. Funciona con la misma filosofía que la acupuntura. Consiste en dos electrodos, que a través de impulsos eléctricos mantienen “distraído” al sistema nervioso, bloqueando el dolor propio de la menstruación para que no llegue al cerebro – MilkSense, que se coloca en el pecho antes y después de cada toma durante el período de lactancia. Utiliza los cambios en los alveólos de la mama, para determinar la cantidad que tomó el bebé.
WEARABLES PARA MUJERES POR SU DISEÑO
Existen algunos wearables que no tienen una función concreta y exclusiva para el sexo femenino, sin embargo, por su diseño, entendemos que lo son:
– La firma Swarosvki nos trae el Lumo lift, un broche con un sensor incluido que nos avisa cuando la postura de nuestra columna no es la correcta. – Un poco en la frontera, tenemos las horquillas First Sign que alertan sobre posibles ataques. La pinza detecta posibles agresiones, mediante un sensor de movimientos bruscos. De inmediato se conecta con la cámara del móvil y avisa a los servicios de emergencia proporcionándoles la localización. – En cuanto a protección, esta vez solar, disponemos de pulseras, bikinis y toallas inteligentes que detectan la exposición a los rayos uva y que, mediante RFIDs, envían alertas al móvil en función del tipo de piel. – Ombra, funciona como cualquier wearable deportivo. La diferencia es que los sensores se integran en un sujetador.
WEARABLES PARA MUJERES DE MODA
Hablando de aspectos puramente decorativos o del mundo de la moda tenemos una gran variedad de vestibles. Se puede decir que la apuesta de marcas como Swarosky y L’Oreal permite intuir la dirección del mercado y su intención de fusionar moda y tecnología.
En este grupo encontramos auténticas joyas, con las mismas o parecidas funciones que los smartwatch:
– Anillo Ringly, que está sincronizado con tu smartphone para avisar de llamadas y cualquier tipo de alertas, mediante leds de colores y vibración. – Anillo húngaro Omate, presentado en oro, plata o piedras preciosas. – Brazalete Tago arc, que se caracteriza por estar recubierto de una pantalla de tinta electrónica que permite, desde una app, seleccionar o incluso crear el diseño del mismo.
En cuanto a complementos de moda, dejando a un lado las joyas, existen ya desde los dispositivos más prácticos, como los bolsos inteligentes que permiten cargar el móvil y enviar alarmas, a los más fastuosos, como los vestidos que están desarrollando las diseñadoras Ezra y Tuba Cintel, junto con Intel. Especialmente mencionable es su “vestido de las mariposas” que hace imposible no recordar a los modelos de ficción de Katniss Everdeen en los “Juegos del Hambre”.
Antes de abordar nuestra visión de la interoperabilidad del sistema socio-sanitario, hay que entender que la interoperabilidad es la habilidad de dos o más sistemas o componentes para intercambiar información y utilizar la información intercambiada.
A medida que una organización incorpora aplicaciones/sistemas informáticos diferentes, se van formando lo que se conoce como “islas” de información, que terminan generando deficiencias en los servicios y bolsas de improductividad. La interoperabilidad consiste en el diseño y construcción de los puentes entre las islas de información.
El sistema socio-sanitario en España está formado por un gran número de organizaciones, tanto del ámbito público como del privado: sistemas sanitarios, agencias sociales públicas, asociaciones de pacientes, colectivos que brindan servicios, geriátricos, etc. Cada una de estas organizaciones brinda los servicios que necesitamos para desarrollar nuestras vidas y las de nuestros seres queridos de una manera confortable teniendo en cuenta parámetros de calidad, eficiencia, eficacia, efectividad y coste.
Una duda que suele surgir cuando se plantea avanzar en la interoperabilidad, es la necesidad real de desarrollar un marco de interoperabilidad para el sistema socio-sanitario. La respuesta intuitiva a este planteamiento es que, si no se tiene una estrategia o un plan, es como ponerse a construir carreteras, túneles y puente, sin contar con una planificación previa. ¿A alguien le parece razonable un planteamiento similar?
Sin embargo, en general, cuando las organizaciones desarrollan un plan estratégico de tecnologías de la Información, suelen mirar hacia su interior, enfocados principalmente en alcanzar sus propios objetivos (una isla óptima). Seguir avanzando en este sentido, sin duda dificulta realizar un planteamiento con un enfoque de 360º que nos permita cubrir de manera global las necesidades de las personas (continuidad en los servicios socio-sanitarios). El desafío es poder trascender de la problemática interna de cada organización y mirar también hacia afuera. Es necesario sacar partido de la información generada por todas las organizaciones para que se pueda compartir, utilizar y generar nuevos conocimientos.
Así pues, es preciso empezar a entender y a armonizar las necesidades de los usuarios y de las organizaciones desde una visióncientífico-técnica sistemática. Pero, una vez despejada la duda de trabajar sobre una estrategia de interoperabilidad, el siguiente interrogante que se suele plantear es la idea de ¿por qué es necesario basar una estrategia local o regional en estándares internacionales? ¿no es posible realizar un planteamiento local o ad-hoc?
Un posible enfoque para abordar esta duda está asociado a la sostenibilidad del planteamiento y a poder aprovechar una acumulación de conocimientos (no inventar la rueda). Por esto, para poder avanzar en el diseño de una estrategia de interoperabilidad entre los sistemas de información socio-sanitarios es fundamental poder basarse en estándares de interoperabilidad internacionales. Estos estándares los promueven Organizaciones Desarrolladoras de Estándares (ODS) con las que es necesario colaborar por medio de los foros científicos y técnicos para poder contribuir en las evoluciones necesarias de los estándares.
Como hemos podido observar por medio de la participación de CARTIF con distintas ODS, así como con SIVI (Cluster de Soluciones Innovadoras para la Vida Independiente) y con la EIP AHA (European Innovation Partnership on Active and Healthy Ageing), una estrategia para desarrollar un marco de interoperabilidad socio-asistencialabre la puerta a la cooperación entre organizaciones de los diferentes ámbitos que quieran formar parte de los servicios socio-sanitarios. Los beneficiarios de esta cooperación somos todos los usuarios del sistema, porque de esta manera se podrá optimizar y racionalizar la utilización de los recursos, algo que es de suma relevancia para garantizar la sostenibilidad del sistema. Por otro lado, esto permitiría aumentar la transparencia y competitividad de las empresas tecnológicas para desarrollar nuevas soluciones que se puedan extender de una manera más simple.
Por último, estamos convencidos de que el planteamiento de avanzar en un marco de interoperabilidad socio-sanitario ayudará a que surjan nuevos productos que se desarrollen en PYMES tecnológicas. Aquellas soluciones que tengan éxito localmente, tendrán la posibilidad de escalar sus soluciones a un mercado global de una manera más simple.
El Aneurisma de Aorta Abdominal (AAA) ha sido reconocido como un importante problema de salud en la última década. Las estadísticas asociadas con esta patología son preocupantes y, como se registra en la mayoría de los estudios encontrados en la literatura científica, se prevé que su incidencia se incremente en los próximos años debido fundamentalmente al aumento en la expectativa de vida de la población. La ruptura de los aneurismas de aorta abdominal representa un evento clínico muy importante debido a su alta tasa de mortalidad.
Como indicaba nuestro compañero Félix Nieto en su post anterior, los indicadores empleados actualmente para decidir el tratamiento a pacientes con aneurisma, son el diámetro máximo transversal y la tasa de crecimiento, pero, en algunos casos, pueden ser considerados insuficientes, pues no tienen una base teórica físicamente fundamentada. Debido a esta limitación, en años recientes las investigaciones han estado básicamente dirigidas a mejorar la comprensión sobre los fenómenos asociados al surgimiento y posterior evolución de esta patología, con el objetivo de definir si otras variables podrían ser predictivas de ruptura.
Una de las mayores restricciones en la obtención de resultados precisos en la modelización de patologías vasculares, es el uso de un dominio computacional realista, lo cual cada día se acerca más a lo posible, debido a los avances tecnológicos en el equipamiento para la realización de tomografía axial computadorizada (TAC), de resonancia magnética (IRM) y al desarrollo de técnicas CAD, lo que ha permitido avanzar significativamente en la extracción detallada, in vivo, de estructuras anatómicas.
En este sentido, en CARTIF estamos trabajando en la conversión automatizada del conjunto de imágenes 2D obtenido mediante TAC en un modelo 3D realista y que constituya el dominio geométrico de integración en la simulación de AAA, mediante técnicas por elementos finitos.
La actividad relacionada con el tratamiento de imágenes médicas de AAA ha sido la base fundamental para uno de nuestros últimos proyectos: el estudio de la influencia de parámetros geométricos sobre el índice de ruptura de los AAA, enfocado particularmente al ángulo de las iliacas.
En una primera fase se han realizado simulaciones dinámicas de fluidos y estructurales para calcular el Índice Potencial de Ruptura (IPR) de varios casos de pacientes afectados por AAA
Los resultados obtenidos demuestran que los valores del ángulo de las iliacas (α) están relacionados con otros parámetros geométricos como la excentricidad del AAA y que en conjunto pueden caracterizar el IPR.
El siguiente paso será confirmar esta tendencia sobre una mayor base de datos de pacientes que presentan AAA, siendo imprescindible, como hasta ahora, la buena colaboración que tenemos con el Hospital Clínico Universitario de Valladolid.
Estamos convencidos de que los resultados de esta línea de investigación podrían ser una herramienta muy eficaz para el cirujano a la hora de tomar la decisión de someter o no el paciente al procedimiento quirúrgico de reparación. Para confirmarlo, seguiremos trabajando.
