Primer simulador virtual de intervención quirúrgica en columna vertebral para escoliosis

La última 'Encuesta europea de salud en España' publicada a principios de año reveló que en nuestro país los problemas de espalda producen dolor intenso e incapacitante en uno de cada cuatro españoles. Su origen puede localizarse en malas higienes posturales, problemas musculares e incluso en patologías concretas de la espalda.

VisualMed System, grupo de investigación multidisciplinar de la Universidad de Salamanca dirigido por el profesor de Anatomía humana Juan A. Juanes, y ARSOFT, empresa especializada en la implantación de sistemas avanzados de Realidad Aumentada y Realidad Virtual dirigida por Santiago González, han desarrollado con la colaboración de los neurocirujanos Goncalvez y Sánchez-Ledesma el primer simulador virtual de abordaje quirúrgico en columna vertebral para la patología de la escoliosis.

La herramienta tecnológica constituye un “sistema pionero e innovador a nivel mundial” que ofrece al estudiante de medicina y al propio facultativo todo “el protocolo de actuación de la intervención quirúrgica de esta enfermedad de la espalda para la adquisición de habilidades y entrenamiento de su práctica médica”, explica Juan A. Juanes a Comunicación USAL.

Una de las grandes ventajas que ofrece el sistema es que “fusiona contenido virtual con real”, de forma que el usuario puede siempre “guiarse de las imágenes y vídeos grabados de una intervención real, que incluso podrá visualizar de forma inmersiva”, comenta Santiago González, director de ARSOFT.

La Realidad Virtual se ha mostrado como una tecnología que facilita una inmersión completa para el aprendizaje y la adquisición de destrezas en cualquier área de las ciencias de la salud. Concretamente, en el campo de la medicina permite “simular cualquier tipo de cirugía, ubicar al alumno en un quirófano para que se familiarice con el entorno, con el manejo del instrumental quirúrgico o incluso introducirlo en el interior del cuerpo humano para ofrecerle una perspectiva integral de su estudio”, subraya el profesor Juan A. Juanes.

La inmersión virtual en una estructura corporal se logra a partir de unas gafas de visión estereoscópica que, junto con la integración de la Realidad Aumentada, las convierte en una “tecnología de innovación docente de gran potencial para la formación” ya que permite a los alumnos de medicina contemplar cualquier parte del cuerpo humano en tres dimensiones “como si lo tuvieran realmente encima de su mesa de estudio”, agrega el director de ARSOFT.

De hecho, esa combinación de Realidad Aumentada y Realidad Virtual en los entornos tecnológicos que desarrollan permiten al alumno interactuar con el sistema hasta niveles, por ejemplo, de poder “ir añadiendo y quitando capas para el estudio de la estructura anatómica humana”. Esto le posibilita abordar en detalle todo el complejo sistema de “arterias, venas, nervios, esqueleto y órganos de manera pormenorizada”, resume Santiago González.

Además del reciente diseño del simulador para el abordaje quirúrgico en un paciente con escoliosis, durante los últimos años VisualMed System y ARSOFT han ejecutado diferentes sistemas tecnológicos de visualización médica avanzada, con fines docentes y orientados hacia la práctica clínica, que destacan entre los más innovadores de su campo. Sus desarrollos, habitualmente reconocidos en los congresos nacionales e internacionales y publicados por revistas especializadas de alto impacto, tienen una excelente repercusión en diferentes especialidades médicas, entre las que destacan la anatomía, la cirugía, la cardiología y la odontología.

Auscultación y aprendizaje virtual inmersivo del cráneo humano

Entre los productos que han desarrollado hasta la fecha destacan especialmente un “Sistema Interactivo de Auscultación Virtual” y su proyecto para el aprendizaje virtual inmersivo de las estructuras anatómicas del cráneo humano.

El primero consiste en un sistema de Realidad Virtual que permite al usuario manipular un estetoscopio para localizar los puntos de auscultación en un paciente virtual. Posicionando el estetoscopio en los puntos correctos se escucha el sonido del corazón que se oiría cuando es utilizado en un caso real. En la aplicación cada sonido es diferente en función del punto de auscultación y, además, atiende a la presencia o no de cardiopatías del individuo sometido a examen. El objetivo es que el alumno, no sólo aprenda a auscultar, sino que “lo haga aprendiendo también a diferenciar ruidos cardíacos en función de las zonas y de las diferentes cardiopatías que se pueden presentar en un paciente”, explica el profesor Juanes.

Por su parte, el entorno creado para el estudio de las estructuras anatómicas del cráneo humano muestra todo el potencial didáctico que ofrece la aplicación de la Realidad Virtual para el estudio de la anatomía humana. El conocimiento morfológico exhaustivo de las fosas craneales ha cobrado suma importancia con la creciente incorporación de técnicas de microcirugía en las que se precisa de un conocimiento detallado de esta estructura anatómica. Al respecto, el proyecto permite “adentrarse literalmente en el cráneo, mediante una inmersión virtual, analizando anatómicamente cada una de las estructuras óseas que lo conforman”, explica Santiago González.

Para el procedimiento se ha desarrollado un software específico, ejecutado en unas gafas estereoscópicas, donde el usuario puede ver de forma destacada los distintos huesos y forámenes que configuran el esqueleto del cráneo, acompañado, a su vez, de las explicaciones docentes oportunas en formato de audio guía. Además, la aplicación incluye un sistema de autoevaluación que permite llevar a cabo una valoración de los conocimientos adquiridos tras su manejo.

Grabaciones esféricas de salas clínicas y procedimientos quirúrgicos reales
La combinación de vídeos esféricos también ha sido utilizada por ARSOFT y VisualMed System para ofrecer inmersiones virtuales en entornos clínicos como quirófanos o salas de radiología e, incluso, permitir presenciar procedimientos quirúrgicos reales como si se estuviera participando en ellos. Estos sistemas de Realidad Virtual resultan especialmente ventajosos para el estudiante de medicina, de acuerdo a lo limitado del acceso en este tipo de intervenciones y lo valioso que supone en su formación práctica.

VisulaMed System, grupo multidisciplinar de la Universidad de Salamanca formado por anatomistas, radiólogos y cirujanos, entre otros, y ARSOFT, empresa instalada en el Parque Científico de la USAL con el foco puesto en la Industria 4.0, persiguen mantener el máximo nivel de innovación para la mejora de la formación de los alumnos en medicina. En la actualidad desarrollan simuladores virtuales interactivos mediante el uso de guantes, como dispositivos, que incorporen sensores de detección de movimiento. Son, en definitiva, un ejemplo de éxito en la colaboración entre universidad-empresa.