Entrenamiento quirúrgico en realidad mixta con el simulador VirtaMed LaparoS
Reconocido como tecnología médica de vanguardia, VirtaMed LaparoS utiliza la tecnología de gemelo digital 3D en tiempo real de Unity y retroalimentación háptica integrada para brindar entrenamiento quirúrgico hiperrealista.
Nota: Este blog contiene imágenes médicas que pueden resultar incómodas para algunas personas.
VirtaMed, un desarrollador suizo de simuladores de realidad mixta para la educación médica, ha creado una solución que reduce los riesgos asociados con el entrenamiento quirúrgico tradicional. Al aprovechar la tecnología inmersiva de Unity para recrear los complejos escenarios de entrenamiento quirúrgico, el innovador y galardonado LaparoS de VirtaMed está revolucionando la forma en que los médicos aprenden a realizar cirugías.
Dr. El Dr. Ivan Puente, director del programa FACS de Broward Health, dijo: "Desde el momento en que te acercas al simulador, puedes configurarlo tal como lo hacemos en la sala de operaciones (OR). Somos capaces de imitar exactamente lo que hacemos en el paciente real. Me gusta que podamos agregar complicaciones como sangrado y fuga de bilis para preparar mejor a los residentes para el quirófano. “Claramente, el entrenamiento en simulación antes de la operación mejora las habilidades y mejora la seguridad del paciente”.
En este artículo analizamos más de cerca el programa de capacitación en simulador de VirtaMed basado en tecnología de gemelos digitales 3D en tiempo real y los beneficios del entrenamiento quirúrgico simulado.
Construyendo un mejor programa de capacitación
Cómo proteger a los pacientes vivos de la curva de aprendizaje
La formación quirúrgica tradicional se basa en el modelo “ver uno, hacer uno, enseñar uno”. Sin embargo, este modelo no es escalable en un mundo de tecnología y técnicas médicas avanzadas. VirtaMed cree que la primera vez que un cirujano realiza un procedimiento nunca debe ser en un paciente vivo. El simulador de realidad mixta LaparoS permite a los cirujanos entrenarse en cirugía general laparoscópica (donde se inserta una pequeña cámara a través de una incisión en la pared abdominal) y procedimientos ginecológicos en “humanos digitales” en un entorno hiperrealista y sin riesgos.
Al combinar una visualización 3D ultrarrealista en tiempo real con una innovadora plataforma de simulación que proporciona retroalimentación háptica, VirtaMed ha creado un simulador de entrenamiento laparoscópico que rompe el molde del entrenamiento médico tradicional. Quita la carga de la curva de aprendizaje de la formación médica de los pacientes y la coloca en el simulador.
Mejorar el rendimiento del entrenamiento
La investigación científica ha demostrado que las simulaciones mejoran drásticamente los resultados del entrenamiento en comparación con los métodos tradicionales. Una experiencia simulada de calidad permite a los participantes suspender su incredulidad y sumergirse en un escenario de entrenamiento. Por ejemplo, si un paciente virtual sangra durante un entrenamiento, debe verse y sentirse lo suficientemente real para que el paciente se involucre genuinamente en la búsqueda de una solución rápida.
El simulador LaparoS también registra el comportamiento del aprendiz con precisión milimétrica, lo que proporciona información valiosa no solo sobre el desempeño del aprendiz durante el procedimiento, sino también sobre los resultados potenciales para el paciente simulado.
El entrenamiento simulado utilizando un gemelo digital del abdomen y otras partes del cuerpo no solo acelera la curva de aprendizaje, permitiendo que nuevos cirujanos ingresen al quirófano más rápidamente, sino que también reduce los costos generales de capacitación al permitir escenarios de capacitación en equipo.
Universalización de la formación en habilidades quirúrgicas
Tradicionalmente, los cirujanos expertos comparten sus habilidades utilizando un modelo de aprendizaje. El entrenamiento mediante este método se basa en las habilidades del profesor. El objetivo de VirtaMed es codificar las técnicas de expertos quirúrgicos reconocidos mundialmente y traducir esas habilidades al programa de simulador, poniéndolas así a disposición de cualquier alumno que utilice el simulador.
Utilizando el aprendizaje automático, la plataforma de simulación de VirtaMed utiliza datos generados por cirujanos expertos para cuantificar las mejores técnicas quirúrgicas. Su experiencia se traslada a la plataforma de simulación y se utiliza como estándar con el que medir el desempeño de los alumnos. Los alumnos también reciben retroalimentación dependiente del contexto basada en estos estándares derivados por expertos. De esta manera, la creciente disponibilidad de entrenamiento mediante simulación basada en gemelos digitales democratiza las habilidades quirúrgicas especializadas al eliminar muchas de las barreras de acceso.
“Utilizamos tecnología disruptiva para mejorar la formación quirúrgica al servicio de los pacientes. “El uso de Unity nos permite aprovechar las importantes inversiones y avances realizados en el sector de los videojuegos, donde podemos tener el mayor impacto, ahora y en el futuro”.
– Stefan Tuchschmid, codirector ejecutivo y fundador de VirtaMed
De la teoría a la realidad
Los pilares sobre los que se construye LaparoS
VirtaMed necesitaba un motor 3D en tiempo real que permitiera escalar su tecnología existente y soportar gráficos de última generación capaces de replicar la mecánica y las complejidades de un procedimiento de quirófano real.
Basil Fierz, ingeniero de software senior de VirtaMed, identifica por qué la empresa eligió a Unity como su socio tecnológico:
- Unity está comprometido a invertir y mejorar las tecnologías, y VirtaMed comprendió las capacidades potenciales del canal de renderizado de alta definición (HDRP) de Unity.
- La extensibilidad innata del motor Unity permitió a VirtaMed ampliar su herramienta de simulación física existente en Unity, eliminando la necesidad de comenzar de nuevo con otro motor de física.
- El éxito integrado de Unity garantizó una estructura de soporte para que el equipo de VirtaMed pudiera superar los límites del desarrollo con confianza.
“El Gerente de Relaciones con Desarrolladores de Unity es nuestro puente hacia toda la organización de Unity y nos ayuda a conectarnos de manera eficiente con todos, desde ingeniería hasta marketing. Nuestras reuniones periódicas van más allá de los temas de soporte diarios y son inmensamente útiles, ya sea para indicarnos contenido relevante o recomendarnos nuevas funciones para mejorar nuestros flujos de trabajo”.
– Basil Fierz, PhD, ingeniero de software sénior, VirtaMed
Desarrollando la experiencia del simulador ultrarrealista
Al adoptar Unity, VirtaMed pudo combinar recursos visuales realistas y retroalimentación háptica para una experiencia de capacitación superior, exclusiva de LaparoS. Mediante la integración de su motor de física existente como módulo directamente en Unity, VirtaMed puede representar con precisión tanto el comportamiento físico de los órganos internos como la interacción de las herramientas quirúrgicas con esos órganos.
La fase de desarrollo inicial se centró en garantizar que los órganos simulados se comportaran físicamente igual que los órganos reales. VirtaMed logró esto mediante la recopilación de fuentes de información como videos reales de procedimientos médicos, una comprensión de los procedimientos quirúrgicos, la observación de operaciones y aportes directos de médicos. La simulación física reacciona a las interacciones con las herramientas, que calculan las fuerzas de retroalimentación y las traducen a las herramientas de trocar del simulador para proporcionar la retroalimentación háptica.
La plataforma basada en Unity de VirtaMed también permite flexibilidad para que los equipos de capacitación locales se adapten a las diferencias regionales en las prácticas quirúrgicas, como por ejemplo en qué lado del paciente se posiciona el cirujano. Funciones como estas se activan o desactivan fácilmente según las preferencias del entrenador.
Simultáneamente, VirtaMed desarrolló la maquinaria del simulador físico. Poder realizar una revisión del diseño de las simulaciones utilizando Unity evitó retrasos innecesarios en la producción del hardware del simulador.
Planificando el futuro con Unity
Basándose en el éxito del simulador de entrenamiento LaparoS, VirtaMed planea migrar los productos existentes a Unity en los próximos 12 meses y utilizar Unity para productos futuros.
Trabajar con Unity Editor permite a VirtaMed crear contenido más rápido y extender los beneficios a una gama más amplia de productos, incluida la creación de proyectos personalizados más pequeños para otros clientes de la industria. Los planes futuros incluyen construir el repositorio de habilidades del programa de capacitación para incluir escenarios de casos raros. Al construir la plataforma de simulación con las tecnologías gemelas digitales de Unity, VirtaMed garantiza su preparación para expandir y desarrollar sus ofertas de simulación.
“Nuestra visión de una mejor manera de capacitación es proporcionar a los cirujanos las herramientas adecuadas para practicar en un entorno seguro, sin ningún riesgo para los pacientes. A medida que el proceso de formación se vuelve digital, también se vuelve medible. Combine eso con capacitación autoguiada, gamificación y aprendizaje adaptativo y tendrá todos los ingredientes para una verdadera transformación de la formación quirúrgica”.
– Stefan Tuchschmid, codirector ejecutivo y fundador de VirtaMed
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