Entrenando a futuros cirujanos con Realidad Virtual

Cirugía y realidad virtual

Aprender medicina y cirugía no es sencillo. No solo por la complejidad de la materia, sino también por la dificultad del aprendizaje en su logística de ponerlo en práctica. Qué duda cabe que todos queremos ser operados por un médico con experiencia que se haya enfrentado a ese problema en múltiples ocasiones y que no experimente con nosotros. Eso nos da tranquilidad, pero debemos recordar que todo médico, al igual que todo piloto de un avión, tiene sus primeras veces con pacientes reales. Como les planteo a mis alumnos de U-tad, podemos escoger dos alternativas: desear que no nos toque a nosotros esa primera vez… o mejorar más aún si cabe la formación de estos médicos cirujanos.

La dificultad académica universitaria de poner en prácticas diferentes tipos de cirugía y en diferentes patologías se vuelve un reto para las universidades de todo el mundo. Encontramos todo tipo de alternativas para intentar que los alumnos pongan en práctica los diferentes protocolos y métodos de cirugía. De manera habitual solemos encontrar: (I) operaciones con animales o humanos fallecidos; (II) maniquíes o modelos artificiales. Dos métodos muy utilizados y con importantes avances de mejora, como los nuevos métodos de embalsamamiento que logran mantener el aspecto y tacto natural del cuerpo.

Sin embargo, es importante mencionar que ambas maneras tienen también desventajas notables. La logística en la adquisición y mantenimiento de los cadáveres es dificultosa y cara. Además, la capacidad de repetición de una misma cirugía en una misma zona es mínima. Por otro lado, la opción de los maniquíes y modelos artificiales disminuye las sensaciones realistas y de reacción, además de que la capacidad de repetición y personalización sigue siendo no muy elevada. Funcionan bien, pero tienen un margen de mejora.

Por esta razón, existen distintas propuestas de utilizar la Realidad Virtual como sistema de entrenamiento de cirugía. No es algo del futuro, empresas como Citec-b o GMV ya han trabajado en ella y yo, que tuve la suerte de colaborar con ellos en ese proyecto puntero, he querido compartirlo con vosotros. ¿Cómo funciona? Comencemos con una representación modelada de manera realista y detallada de un hombro o una rodilla, por ejemplo, que pueda constituir una buena base/escenario para ese entrenador de cirugía. El realismo y la exactitud en este caso es esencial, ya que queremos que realmente esas horas de entrenamiento sean efectivas y equiparables a horas con personas. Desde un punto de vista de la complementariedad, la Realidad Virtual puede jugar un papel muy importante no solo en el entrenamiento de intervenciones de los futuros médicos en Universidad, sino también en los propios hospitales cuando los médicos deben enfrentarse a casos peculiares o de extrema complejidad sin poder ensayar o practicar anteriormente.

Como os iba diciendo, comenzamos con un modelo realista y detallado de una parte del cuerpo que vamos a visualizar en estereoscópico a través de unas gafas de Realidad Virtual (HDM). Entra en juego ahora el tacto virtual. Quien me conoce bien sabe el tiempo que he dedicado a este canal sensorial y lo francamente útil y necesario que es para todo este tipo de aplicaciones. Puesto que el entrenamiento en estos casos tiene un peso muy relevante en la fuerza, precisión y movimiento de las manos y de las herramientas y cámaras a utilizar, no podemos hacer un simulador efectivo sin dispositivos hápticos que simulen la manipulación mecánica de las estructuras anatómicas.

Imaginemos que vamos a aprender a realizar una laparoscopia (cirugía mínimamente invasiva). Vamos a aprender cirugía a través de una cámara que se manipulará con una mano y un instrumento quirúrgico situado en la otra mano. Sustituyamos ambas cosas por dos dispositivos hápticos kinestésicos, es decir, dispositivos que retroalimentan fuerza. En mi caso trabajaba con Phantom Omni, pero existen otros que podrían perfectamente adaptarse. La implementación adecuada de la Realidad Virtual con Force Feedback permitirá al usuario sentir los músculos, apartar los tendones sintiendo su tensión, mover la cámara y sentir como colisiona con el interior de las cavidades y un largo e inimaginable etcétera. Sí, sentimos fuerza real. Como les explico a mis alumnos en U-tad, esa fuerza a sentir debe ser físicamente exacta, pues recordemos que con ello será con lo que médicos y practicantes complementen su formación en cirugía. ¿Es posible eso? Sin duda, ya está hecho. El mundo kinestésico lleva varios años siendo investigado y solo le queda llegar al usuario final. El cálculo de la fuerza exacta a responder es la solución a miles de aplicaciones que mucha gente tiene en mente. No es sencillo, pero no es imposible.

Con ambos dispositivos hápticos y ese entorno estereoscópico realista (por debajo con su compleja simulación de colisiones sólido-rígido, objetos deformables, etc) podemos sentir una y otra vez qué fuerza se debe aplicar o qué movimientos debe hacer la mano para, por ejemplo, realizar una incisión en un tejido blando. Y repito “una y otra vez”. Perdemos la desventaja de la no repetición. Si sale mal, volvemos a lanzar el modelo y volvemos a practicar la incisión. Sí, la misma. Podemos programar variables y estimaciones que nos indiquen lo bien o mal que lo hemos hecho. Primera desventaja anterior solucionada. Ahora podemos repetir tantas veces necesitemos. Por otro lado, es un modelo generado por ordenador. Es decir, un modelo diseñado y programado para ser detectado de manera realista. Podemos especificar cómo será el modelo en función de las necesidades del estudiante o cirujano (por ejemplo, el lugar y el tamaño en el que se desee extirpar un tumor), definir qué tipo de cirugía se desea practicar, qué tipo de hojas de bisturí (rectas, curvadas, puntiagudas, de punta redondeada). Todo es personalizable por lo que, eliminamos esa segunda desventaja de los métodos más utilizados actualmente.

¡Ahora bien! Me adelanto a incrédulos. Por un lado, no solo queda muchísimo trabajo para conseguir que esto sea efectivo en su totalidad. La investigación en tacto virtual sigue siendo necesaria y aunque ya se está en el buen camino, una finalidad tan vital debe ser tratada y analizada con el cuidado que se merece. Por otro lado, creo que no es sustitutivo sino complementario. Las “horas de cirugía” pueden ser grandes complementos de entrenamiento y aprendizaje, pero nunca deberían ser sustituido a las prácticas reales.

Un ejemplo más de cómo la Realidad Virtual se encuentra en entornos más realistas que virtuales.