Perfeccionan científicos del Cinvestav tecnología de cirugías virtuales
Por Maru Molina
México, DF. 18 de diciembre de 2014 (Agencia Informativa Conacyt).- Científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) unidad Guadalajara del Instituto Politécnico Nacional (IPN), perfeccionaron un sistema de entrenamiento para cirugías virtuales de invasión mínima, con el objetivo de que estudiantes de medicina adquieran destreza y sistematicen conocimientos.
Con este simulador se evitarán prácticas médicas en animales de laboratorio y, principalmente, los futuros cirujanos tendrán mayores habilidades antes de realizar su primera operación quirúrgica en un paciente.
Con un costo aproximado de 100 mil pesos y un avance de 70 por ciento en el trabajo, el proyecto de investigación está bajo la dirección de los doctores Félix Francisco Ramos Corchado y Luis Fernando Gutiérrez Preciado.
El doctor Ramos Corchado, director de la investigación, es jefe del grupo de neurocomputación del Cinvestav Guadalajara. Luis Fernando Gutiérrez Preciado desarrolló el proyecto y actualmente trabaja en el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente (ITESO).
“Creamos un sistema capaz de simular de forma estable, precisa y en tiempo real, el corte de tejidos blandos como tumores, hígado, corazón, riñón, cualquier órgano o sustancia gelatinosa, es decir, elementos no rígidos. Nuestra tecnología es innovadora a nivel mundial”, dijo el doctor Ramos Corchado.
Acceso abierto
La cirugía mínimamente invasiva es una técnica que utiliza pequeñas incisiones (por ejemplo de un centímetro), es limitada su visión del campo quirúrgico y reduce al mínimo los cortes. El doctor Ramos Corchado explicó que con el simulador buscan que el médico pueda entrenar en un ambiente lo más cercano a la realidad.
El sistema desarrollado por los investigadores del Cinvestav está basado inicialmente en un software denominado Sofa-framework. El software es un proyecto que comenzó en Francia y se liberó para que los especialistas que lo deseen puedan tener acceso a él sin problema, bajo las reglas de software de código abierto (open source software). Uno de sus objetivos es promover la colaboración entre grupos de investigación de todo el mundo. Francia es el país líder de Sofa-framework, pero también intervienen España, Suiza, Suecia e Italia.
“La tarea fue monumental porque Sofa-framework está constituido por millones de líneas de códigos y el doctor Gutiérrez Preciado tuvo que entender el software para poder modificarlo”, explicó Ramos Corchado.
Sofa-framework está enfocado en la simulación médica pero no tenía nada relacionado con cortes, por ejemplo, cómo seccionar un órgano biológico con un bisturí. Para lograr desarrollar el simulador de cirugías virtuales, Luis Fernando Gutiérrez Preciado realizó una estancia en el Instituto Federal de Tecnología de Zúrich, Suiza (ETH, por sus siglas en alemán). “Es la escuela de donde han egresado más premios Nobel”, aseguró el doctor Ramos Corchado.
Hígados y páncreas en 3D
Uno de los principales logros obtenidos por el doctor Gutiérrez Preciado fue desarrollar, a través de algoritmos matemáticos, la simulación de corte de tejidos blandos, como piel, carne, grasa, tumores u órganos del cuerpo. Por ser una cirugía virtual, se tiene que contar con órganos simulados pero calculados matemáticamente.
Para simular el volumen del órgano biológico usa tetraedros (poliedros de cuatro caras), por ser la figura geométrica más simple de tres dimensiones. A través de los tetraedros, crea la forma del órgano que se desea representar, por ejemplo, un hígado. Los objetos se muestran en tercera dimensión.
“Las tecnologías que existían no eran exactas porque su diseño no es el correcto, sin embargo, algunos médicos practican en esos simuladores que están lejos de lo que implica una cirugía real”, explicó el doctor Gutiérrez Preciado.
Una vez que existe el órgano virtual proyectado en la pantalla de la computadora, se cuenta con una herramienta auxiliar, parecida a un brazo mecánico, para que el estudiante lo tome y haga el corte de manera virtual con un bisturí o, incluso, con un rayo láser (estos dispositivos se llaman equipo " háptico" ).
“El software que obtuvimos es más eficiente del que existía. Con la propuesta de Luis Fernando Gutiérrez Preciado se siente y se ve el corte como sería realmente”, enfatizó Ramos Corchado.
Sin sufrimiento animal
Gracias a la realidad virtual de esta tecnología se evitarán, o por lo menos se disminuirán, las practicas quirúrgicas en animales de laboratorio.
“Participé en un curso de cirugías para animales y, por razones obvias, solamente se puede cortar en una sola ocasión. La ventaja del simulador de cirugía virtual es que se puede repetir una y otra vez, hasta que el estudiante se sienta experto en estos procedimientos; incluso, la tecnología permite agregar diferentes niveles de complejidad. Actualmente estamos enfocados en cortes, pero buscamos realizar procedimientos más complejos”, afirmó Gutiérrez Preciado.
Otra de las ventajas del simulador es que se puede implementar en cualquier computadora; en cambio, tecnologías similares requieren equipo de cómputo especializado y costoso.
En el proyecto participaron profesionistas en ciencias de la computación y medicina, estos últimos pertenecientes al Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE), unidad Toluca.
Actualmente los investigadores están desarrollando un nuevo software totalmente generado por ellos con el objetivo de patentarlo y comercializarlo en coordinación con el Cinvestav.
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