Las intervenciones fetales pueden tratar condiciones potencialmente muy graves para los bebés antes de nacer y se encuentran entre las más difíciles de realizar debido al difícil acceso, reducida visión y maniobrabilidad, falta de información sobre qué esperar del interior del paciente y su fragilidad extrema.

En los últimos años, para obtener una simulación realista del paciente, se han conseguido avances significativos en técnicas de imágenes médicas, de inteligencia artificial y de realidad mixta. Estos avances son de extrema importancia para los cirujanos ya que les puede permitir planificar la cirugía con mucha anticipación y entrenar todos los pasos difíciles de las intervenciones antes de entrar en la sala de operaciones.

Mediante el motor de videojuegos Unreal y las gafas de realidad aumentada Magic Leap, ASTRA desarrollará una tecnología de simulación de cirugía fetal que supondrá un gran avance en el entrenamiento para este tipo de cirugías

Crear un sistema de entrenamiento quirúrgico basado en la realidad aumentada es el objetivo principal del proyecto ASTRA, gracias a la financiación de EPIC MegaGrants y liderado por Mario Ceresa, investigador del grupo BCN MedTech, del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones DTIC de la UPF y por Miguel A. González Ballester, investigador ICREA y director de la unidad de investigación BCN MedTech. Tendrá un año de duración y cuenta con la colaboración de Elisenda Eixarch­­­­­­, cirujana fetal experta y coordinadora de las líneas de “Desarrollo neuronal fetal” y “Terapia y cirugía fetal” en el Fetal Medicine Research Center de BCNatal, adscrito a Hospital Clínic, Hospital de la Maternitat y Hospital Sant Joan de Déu.

"Gracias al apoyo de EPIC MegaGrants, desarrollaremos nuestro entrenador usando el motor gráfico Unreal Engine y las gafas de realidad aumentada Magic Leap. Este será un gran avance que podría cambiar para siempre la forma en que se realiza el entrenamiento para las cirugías fetales y tendrá un impacto positivo en las condiciones de vida de estos pacientes", ha manifestado Mario Ceresa, investigador principal del proyecto.

“La naturaleza pionera de ASTRA ha sido posible gracias al esfuerzo constante de nuestra unidad de investigación en cirugía fetal en los años pasados y de proyectos como FIRST y MIIFI”, comenta Miguel A. González Ballester, director de la unidad BCN MedTech.

Entrenamiento quirúrgico para el síndrome de transfusión entre gemelos

El sistema de entrenamiento quirúrgico se centrará en el síndrome de transfusión entre gemelos (TTTS). “La TTTS es una afección que ocurre en embarazos de gemelos monocoriónicos, donde ambos fetos están conectados a una sola placenta. En un tercio de los casos, se produce un desequilibrio del flujo sanguíneo que puede conllevar la muerte de ambos gemelos. Cuando se detecta un caso de TTTS, la única opción es separar la circulación sanguínea de ambos fetos mediante la coagulación de las conexiones de los vasos sanguíneos con un láser” comenta la cirujana fetal Elisenda Eixarch.

A fin de crear un entorno útil para que el cirujano se entrene, las texturas de todos los objetos con los que interactúa serán lo más realistas posibles

ASTRA procederá obteniendo grabaciones de cirugías de TTTS en vivo, utilizando cámaras RGB y redes de aprendizaje profundo de última generación para anotar y segmentar los datos de interés y los principales eventos. "Esos datos formarán el conjunto de datos de entrenamiento básico para nuestra aplicación", indica Ceresa.

Se crearán interfaces de usuario en realidad aumentada para el entrenamiento y la simulación de cirugías fetales, naturales y cómodas, para que el cirujano explore la anatomía de los pacientes y los pasos involucrados en la realización de una cirugía TTTS real. A fin de crear un entorno útil para que el cirujano se entrene, "nos aseguraremos de que las texturas de todos los objetos con los que interactúa sean lo más realistas posibles y que las transmisiones de video simuladas por nuestros sistemas sean comparables a las que los cirujanos ven en una operación real" comenta Ceresa, investigador principal del proyecto ASTRA.

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