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Prueba de prototipo de realidad aumentada en paciente

imagen: la Dra. Sarah Murthi prueba un prototipo de realidad aumentada que superpone datos de ultrasonido directamente en el paciente.
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Crédito: Centro de realidad combinada de Maryland

Datos de ultrasonido mostrados directamente en un paciente a través de auriculares de realidad aumentada. “Grandes rondas” inmersivas para estudiantes de medicina y profesores, incluso cuando se encuentran en diferentes lugares. Paisajes de realidad virtual combinados con la ópera clásica para transportar a personas con lesiones dolorosas fuera de sí mismas, reduciendo la necesidad de opioides potencialmente adictivos.

Estos ejemplos médicos de realidad extendida (XR), el término general utilizado para la tecnología basada en realidad virtual y aumentada u otros medios inmersivos, ya se están creando prototipos o probando en ensayos clínicos. Pero su uso generalizado en hospitales y otros entornos de atención médica actualmente se ve obstaculizado por desafíos técnicos y pautas regulatorias escasas.

Ahora, con $5 millones de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y titanes tecnológicos como Google, Microsoft y Meta (anteriormente conocido como Facebook), un trío de instituciones académicas está colaborando con la industria y el gobierno federal para desarrollar, probar y certificar XR. tecnologías en medicina y atención de la salud.

El nuevo Centro de Innovaciones Médicas en Realidad Extendida, conocido como MIXR, une a los científicos e ingenieros informáticos de la Universidad de Maryland con médicos y clínicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland en Baltimore y la Universidad de Michigan para mejorar la capacitación médica, el manejo de pacientes y la salud. resultados de la atención en todas las áreas de la práctica clínica.

El premio es parte de NSF Centros de Investigación Cooperativa Industria-Universidad (IUCRC), diseñado para impulsar investigaciones de vanguardia al permitir un compromiso cercano y sostenido entre innovadores de la industria, equipos académicos de clase mundial y agencias gubernamentales.

Behrooz Shirazi, subdirector interino de la División de Sistemas Informáticos y de Redes de la NSF y director de programa de IUCRC, calificó a MIXR como uno de los primeros centros nacionales en la intersección de las ciencias médicas y de computación. “Esperamos que esta vibrante colaboración produzca impactos sociales y de atención médica significativos”, dijo.

Además de Google, Microsoft y Meta, otras empresas tecnológicas involucradas en MIXR son Sony, Magic Leap, Health2047, GigXR, Brainlab y apoQlar.

Otro socio clave en la iniciativa MIXR serán los expertos reguladores federales que trabajan en la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU., asegurando que las soluciones clínicas seguras, efectivas e innovadoras lleguen a los pacientes lo antes posible.

“Trabajaremos en estrecha colaboración con nuestros socios gubernamentales y de la industria para responder cualquier pregunta científica sobre las evaluaciones regulatorias y las decisiones necesarias para el uso clínico a gran escala de estos dispositivos”, dijo Amitabh Varshneyprofesor y decano de la Facultad de Computación, Matemáticas y Ciencias Naturales en la Universidad de Maryland.

Varshney es el investigador principal del sitio principal en el proyecto, y se une a los PI del sitio asociado sarah murthiMD, profesor asociado de cirugía en la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland, y marca cohen, MD, profesor y vicepresidente de cirugía en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan con nombramientos en farmacología e ingeniería biomédica. Los tres tienen una amplia experiencia en el desarrollo y uso de tecnologías inmersivas en un entorno médico.

Varshney y Murthi codirigen el Maryland Blended Reality Center (MBRC), lanzado en 2017 como parte de Potenciando el Estadola asociación estratégica entre la Universidad de Maryland, College Park y la Universidad de Maryland, Baltimore.

Los primeros proyectos de MBRC se centraron en la creación de prototipos nuevas herramientas de diagnóstico para ayudar a los médicos en el renombrado R Adams Cowley Shock Trauma Center en Baltimore, donde Murthi es médico de cuidados críticos y director del programa de ultrasonido de cuidados críticos. Esto incluye innovadoras pantallas médicas AR que podrían mejorar la forma en que se realizan los procedimientos al lado de la cama.

Los médicos de MBRC también se asociaron con el Maryland Institute College of Art para probar una plataforma de realidad virtual que puede ayudar a los pacientes a lidiar con el trauma físico y emocional a través de la inmersión en otro mundo, con foco en pacientes tetrapléjicos hospitalizados con lesión medular aguda.

En 2018, Murthi y Varshney coautor de un artículo de opinión en el Revisión de negocios de Harvard que detalló cómo la realidad aumentada podría mejorar la atención al paciente y reducir los costos en entornos hospitalarios.

“Las tecnologías inmersivas tienen el potencial de cambiar, mejorar y reducir fundamentalmente el costo de la capacitación médica y de mantener las habilidades clínicas en todos los aspectos de la atención médica”, dijo Murthi.

Cohen, quien dirige el Centro de Innovación Quirúrgica y capacita a nuevos médicos en Michigan, dijo que usando XR en rondas médicas—agregar ilustraciones basadas en realidad virtual o datos de realidad aumentada superpuestos en un paciente— hace que la experiencia sea más rica tanto para el maestro como para el alumno, tanto en persona como observando virtualmente desde cientos de kilómetros de distancia.

“Nos dimos cuenta de que tener esta capacidad de interactuar virtualmente tanto con los pacientes como con los residentes (abrir ventanas holográficas y mostrar imágenes de diagnóstico y laboratorios) mejoraría en gran medida la experiencia educativa en estas grandes rondas tradicionales”, dijo.

en un entrevista publicada el año pasadoCohen dijo que también está interesado en combinar la tecnología XR con el aprendizaje automático, con la esperanza de aprovechar los sofisticados recursos de imágenes de diagnóstico inmersivas con algoritmos de inteligencia artificial para “predecir mejor cuándo estallarán las enfermedades y cómo mejorar la forma en que seguimos y tratamos enfermedades crónicas como insuficiencia cardiaca, cáncer y diabetes”.

La iniciativa MIXR depende en gran medida de potentes recursos informáticos. En Maryland, esos recursos serán manejados por el Instituto de Estudios Informáticos Avanzados de la Universidad de Maryland. Esto incluye la construcción y el mantenimiento de un estudio “HoloCamera” que pronto se dará a conocer, donde se fusionan más de 300 cámaras inmersivas para brindar una tecnología de visualización única para capturar capturas de entornos médicos inmersivos.

El nuevo sistema de cámara se puede utilizar para grabar demostraciones en 3D con calidad cinematográfica de cirujanos que enseñan procedimientos complejos como una fasciotomía de las extremidades inferiores, una técnica para salvar una extremidad que consiste en cortar la vaina de tejido que recubre un músculo para tratar la pérdida de circulación.

jose jajaprofesor y presidente de la Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática en UMD, también está proporcionando experiencia. Como co-PI principal del sitio, apoyará la integración de la computación de alto rendimiento y el aprendizaje automático en la tecnología XR que se está desarrollando y utilizará su amplia experiencia trabajando con la industria para fomentar esfuerzos de colaboración más sólidos.

Barbara Brawn, que actualmente trabaja con Murthi y Varshney como directora asociada de MBRC, actuará como contacto de enlace de la industria entre los investigadores de MIXR y las empresas de tecnología deseosas de ver sus últimas herramientas de hardware y software utilizadas para salvar vidas y mejorar la formación médica.

“La sinergia en MIXR será contagiosa”, dijo Varshney. “Nuestros socios de la industria impulsarán nuevas ideas y tecnologías novedosas. Los científicos y médicos ayudarán a refinar y probar esas ideas. Y ambos trabajaremos con la FDA para llevar estas tecnologías del laboratorio al entorno de atención médica adecuado donde puedan tener un impacto exponencial”.


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