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agosto 26, 2020

La otra realidad de las biopsias: HoloLens para la medicina

Asistente médico basado en realidad aumentada

Un proyecto que nació de la conversación de un grupo de médicos, que lo esbozó en una servilleta del bar donde charlaban; fue impulsado por la Fundación Española para la Innovación en Salud y seleccionado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y cambió totalmente sus planteamientos iniciales a menos de un mes de ser presentado al jurado. Fue premiado y hoy es una realidad de la la Organización Integrada de Salud Araba (Basque Osakidetza), cuyo desarrollo tecnológico ha sido realizado por la empresa leonesa Plain Concepts, que trabaja con Microsoft y ha utilizado sus Hololens para dar forma al proyecto. Actualmente trabaja en mejorarlo con Hololens 2, mientras la idea es ya una realidad tecnológica lista para ser utilizada en pacientes reales.

Se trata de un asistente médico basado en realidad aumentada, «diseñado para orientar al médico y proporcionarle un historial completo del paciente, de forma que tenga toda la información para ayudarle durante la realización de las biopsias», explica Pablo Peláez, CEO de Plain Concepts y director regional de Microsoft. «El uso de Hololens, las gafas de realidad aumentada, guía al médico durante la realización de la biopsia a la vez que le ofrece toda la información relativa al paciente».

El proyecto del equipo médico de la OSI  de Araba fue seleccionado en la aceleradora de innovación del  Massachusetts Institute of Technology

La aplicación permite al médico escanear el código QR de un paciente, conectarse al PACS del hospital y recibir toda la información necesaria, como imágenes de TC que serían reproducidas en 3D por HoloLens. antes de realizar la biopsia. La innovadora aplicación ha sido desarrollada por el equipo de investigación de Plain Concepts utilizando el motor de desarrollo Wave Engine 3D.

Para explicarlo de forma sencilla, Peláez señala que en el cuerpo del paciente, donde se supone que tiene un tumor y se va a realizar la biopsia, se colocan seis ‘testigos’ metálicos que aparecen en la tomografía computerizada (TC, o TAC). Las imágenes aparecen en 3D delante del médico cuando se coloca las gafas de realidad aumentada, y sobre ellas, con sus manos que están libres o con instrucciones de voz, puede ir realizando ‘cortes’ y señalando dónde quiere exactamente realizar la punción.

A menos de un mes de presentar el proyecto al jurado, el equipo volvió a replantearlo para utilizar la tecnología de realidad aumentada

Sobre esta imagen queda fijado ese punto, y también la trayectoria que debe realizar la aguja para no dañar a otros órganos, que aparecen igualmente en la imagen. «Cuando el médico decide cuál es la mejor trayectoria para llegar al punto de la biopsia, la imagen se coloca sobre el paciente a través de esos ‘testigos’, y se marca una línea con la trayectoria que debe seguir la aguja, desde su inclinación a la profundidad que debe alcanzar». Sobre esa trayectoria el médico realiza la biopsia de manera más informada y segura.

Aplicación 3d con HoloLens 2

Plain Concepts ha desarrollado esta aplicación sobre HoloLens, las gafas holográficas de Microsoft. «Las gafas proyectan delante de tí una imagen en 3D, un efecto óptico tridimensional que en el caso del servicio médico de Araba «permite visualizar gráficamente el escáner de un paciente, sobre el que el médico pueda decidir de dónde ha de tomar la muestra en la biopsia».

El sistema transforma una prueba médica de TC en un holograma funcional, y con comandos de voz para cada una de las acciones permite mover, rotar, escalar, cortar planos, marcar objetivos o manejar marcadores. Utiliza visión artificial con la capacidad de identificar los marcadores en el paciente en el mundo real y posicionarlos sobre su cuerpo.

Pablo Peláez señala que «un problema generalizado de la medicina es que no dispone de herramientas que permitan ver de forma real, en tres dimensiones, las imágenes del paciente. Y tampoco disponen de sistemas que les permitan actuar de forma guiada en los procedimientos médicos».

Con el sistema desarrollado «la prueba médica 3D es proyectada mediante hologramas sobre el cuerpo del paciente, lo que le permite actuar de una forma más clara e intuitiva sobre él; y en la forma en la que ha de proceder para tomar la muestra de la forma adecuada. Además, que permite el médico tener las manos libres en todo el proceso e interactuar con la aplicación por comandos de voz». Una tecnología que «permitirá ahorrar costes en la medicina, así como realizar diagnósticos más rápidos y precisos».

Innovación en el sector salud

Todo este innovador sistema es fruto de la idea y el trabajo de cuatro especialistas de la OSI Araba, tres en física médica y uno en medicina nuclear. Un grupo que, según explicaba Marian García Fidalgo, jefa del Servicio de Física Médica y Protección Radiológica de la entidad sanitaria, en el TEDxVitoriaGasteiz, cree «en la innovación, entendida como la introducción de cambios que mejoren la calidad de vida de nuestros pacientes». Un equipo que lucha contra el cáncer y sabe la importancia del diagnóstico precoz. «Lo pronto que se diagnostica un tumor es fundamental. Y para conocerlo se hace una biopsia, en la que utilizamos sistemas de imagen con los que se ve el interior del paciente, sus estructuras y la aguja con la que llegamos a la zona donde se realiza la punción».

La idea surgió de una conversación en una cafetería, «y la plasmamos en una servilleta. Luego lo construimos en plan casero y mostramos tanto entusiasmo al mostrárselo a la comisión de innovación del hospital que nos apoyaron desde el primer momento».

El siguiente paso fue fabricarlo en 3D, para poder probar la precisión en maniquíes. «Lo colocábamos encima del paciente, más o menos donde queremos hacer la punción, y a través de un programa de cálculo desarrollado para este sistema se trazaba la inclinación que debía tener la aguja, dónde estaba el tumor al que queríamos llegar y cuál debía ser la profundidad de la punción».

Fue la Fundación Española para la Innovación en Salud la que se fijó en el proyecto y animó al equipo a presentarse a un programa de aceleración de proyectos de innovación, cuya selección superaron. «Fuimos uno de los 15 proyectos seleccionados por el MIT para desarrollarlo».

García Fidalgo reconoce que su idea «gustó, pero no emocionó. Trabajamos durante meses con los expertos para perfeccionar aspectos que a los físicos como nosotros nos son bastante ajenos, incluso mejoramos la parte tecnológica, robotizándola. Pensamos que eso añadiría valor al proyecto. Cuando ya estábamos en la recta final, uno de los especialistas del MIT nos explicó que en realidad aquello no tendría éxito en el mercado».

La jefa del Servicio de Física Médica explica cómo consultaron en qué punto estaba el desarrollo de la tecnología de gafas de realidad aumentada en aquel momento. «Y nos lanzamos, a menos de tres semanas del final, a girar nuestro proyecto a un asistente para biopsias basado en realidad aumentada. Se trataba de que el profesional iba a hacer más o menos lo habitual, sólo que disponía de unas gafas que le van a permitir tener las manos libres y estériles. Y con simples gestos de las manos, o instrucciones de voz, podría manejar imágenes en tiempo real del holograma, de todos los cortes del paciente».

Descubre más información en el caso de éxito, Biopsias Guiadas con Realidad Aumentada.

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Plain Concepts
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