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Ultrasonido de realidad aumentada: poner el foco en los pacientes

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Entrevista con Matthias Noll, Subdirector del Centro de Competencia de Tecnologías de Salud Visual, Instituto Fraunhofer de Investigación de Gráficos por Computadora IGD

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Así es como funciona una ecografía convencional: los pacientes se acuestan en una mesa junto a la máquina de ultrasonidos. El médico utiliza una sonda para explorar la parte del cuerpo en cuestión, mientras mira las imágenes en un monitor. En otras palabras, el médico enfoca su mano en el paciente o en el monitor. El Fraunhofer IGD quiere cambiar este proceso como parte del proyecto "sonAR".

En esta entrevista de MEDICA-tradefair.com, Matthias Noll habla del sistema que combina el ultrasonido con la realidad aumentada, describe el potencial de la AR y la RV, y revela por qué algunas personas todavía tienden a rehuir el uso de las nuevas tecnologías.

Sr. Noll, ¿cuál es el objetivo del proyecto "sonAR"?

Matthias Noll: Nuestro objetivo es utilizar la RA para mostrar imágenes de ultrasonido en el campo de visión del médico. Eso significa que el ultrasonido o la ecografía se superpone directamente al paciente, eliminando la necesidad de usar un monitor. Esencialmente, este proceso permite al médico echar un vistazo virtual dentro del paciente. Ya no tiene que identificar las estructuras anatómicas y los ángulos en los que se muestran. Esto también hace que las habilidades de coordinación mano-ojo sean redundantes, lo que los médicos típicamente necesitan para el escaneo práctico mientras miran un monitor.

¿El sistema AR está limitado a aplicaciones específicas?

Noll: No es así. La tecnología puede ser aplicada dondequiera que se realice el ultrasonido. Sin embargo, nos centramos principalmente en biopsias con aguja guiadas por ultrasonido. El sistema AR permite a los médicos tomar una biopsia mostrando y apuntando al área objetivo. También estamos interesados en usar la tecnología en imágenes intraoperatorias. La visualización AR podría ser muy efectiva para aplicaciones que deben incluir estructuras externas en el proceso de planificación.

¿Qué necesita para usar la aplicación?

Noll: Necesitas una máquina de ultrasonido convencional, un auricular AR y un PC/computadora para hacer los cálculos necesarios a través de nuestro software. Cada máquina de ultrasonido normalmente tiene una unidad central de procesamiento, pero necesitas acceso al sistema. También puede utilizar un PC separado para alimentar los datos directamente al auricular AR.

Uno de los componentes más importantes en este escenario es el sistema de rastreo, que calcula la posición de la sonda de ultrasonido en relación con el auricular. Esto es esencial para facilitar la representación topográfica de las imágenes de ultrasonido en la sonda de ultrasonido y así asegurar la posición y orientación espacial en relación con el campo de visión del usuario. Si no diéramos este paso, el plano de la ecografía terminaría en algún lugar del espacio sin correlación con la sonda de ultrasonidos. Elegimos un sistema de seguimiento externo de la sonda de ultrasonido óptico/gafas AR para nuestros propósitos. Este dispositivo utiliza dos cámaras para determinar la posición del auricular AR que lleva el usuario y la posición de la sonda de ultrasonido reflejada por los marcadores de seguimiento.

¿Cuál es el estado actual del proyecto?

Noll: En este momento, el sistema es un modelo de demostración que esperamos poder utilizar en un laboratorio de demostración de quirófano a finales de este año. El siguiente paso es encontrar el socio tecnológico adecuado para unirse a nosotros en el avance de esta tecnología o llevarla al mercado. Partes del sistema tendrían que ser integradas o conectadas a una máquina de ultrasonido para hacer esto una realidad.

¿Cuál es el potencial oculto del sistema AR y algunos posibles desarrollos futuros?

Noll: Una aplicación concebible sería usar la inteligencia artificial para detectar automáticamente anomalías físicas en la imagen de ultrasonido. Estas podrían ser mostradas en vivo como contenido virtual en el auricular del médico e indicadas a través de un borde o flechas por ejemplo. Otra idea es superponer información útil en tiempo real para el usuario, incluido el tamaño o el volumen de la anomalía. También podría prever una segmentación automatizada de estructuras específicas durante el escaneo, que posteriormente se muestre como un modelo 3D estacionario en el espacio de presentación. También podría utilizarlo para crear un modelo 3D de la superficie de un órgano, por ejemplo. La tecnología crea muchas oportunidades y ofrece muchos escenarios y opciones concebibles para un mayor desarrollo.

¿Qué papel desempeñará la tecnología AR y VR en el futuro de la medicina?

Noll: La RV es especialmente útil cuando quieres presentar objetos en un entorno virtual. Esto podría ser parte de la formación quirúrgica en realidad virtual, permitiendo a los cirujanos practicar para una cirugía real en una fecha posterior mediante el uso de contenido virtual. La RV tiene sentido cuando el contenido virtual está destinado a enriquecer la realidad. Otra posible aplicación de la RA es la indicación de ganglios linfáticos marcados, como fue parte de nuestro proyecto 3DArile. Mediante el uso de la tecnología AR y tintes fluorescentes, el sistema visualiza la ubicación de los ganglios linfáticos marcados. El médico es capaz de seguir visualmente el proceso, permitiendo la biopsia y la extracción de los nódulos linfáticos.

Creo que la AR y la RV serán una parte importante de la sala de operaciones en el futuro. No hace falta decir que esto depende de si los médicos están listos y dispuestos a usar estas tecnologías. Por eso los obstáculos iniciales deben mantenerse al mínimo y los conocimientos tecnológicos previos deben ser fáciles de aprender. Aunque a menudo existe la voluntad de probar algo nuevo, la experiencia ha demostrado que las personas eligen en última instancia una tecnología que ha resistido el paso del tiempo o con la que están familiarizados como parte de su rutina diaria.

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