Kinect utilizado por cirujanos durante una operación

Sistema de manejo de imagen por resonancia magnética controlado por KINECT.

Hace un buen tiempo publicamos un artículo sobre el uso de la electrónica en medicina. El artículo se llamaba “PossessedHand: La pulsera que controla tu mano”. Ahora descubriremos el uso que se piensa darle al célebre dispositivo Kinect de Microsoft en medicina, en la manipulación de imágenes por resonancia magnética.

Para realizar una intervención quirúrgica sofisticada, los médicos suelen utilizar la IRM (imagen por resonancia magnética). Para manipular las imágenes se requiere que el cirujano acceda al computador durante la operación. Manipular el computador puede interferir con su concentración y añade la problemática de esterilizar cuidadosamente el material informático: el ratón y el teclado pueden ser vectores de contaminación.

El uso de la tecnología de detección de movimiento permite a los cirujanos manipular la computadora realizando gestos corporales. Microsoft Kinect ofrece muchas aplicaciones en este campo.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Purdue, en los Estados Unidos, han presentado un sistema de manejo de IRM con el Kinect que integra la información contextual como la posición del torso, el ángulo del brazo, la orientación de la cabeza y la mirada del usuario para determinar lo que desea hacer. "Los cirujanos realizan muchos gestos durante un operación para comunicarse entre colegas y con las enfermeras. El principal reto es crear un algoritmo capaz de comprender los diferentes gestos específicos realizados para observar las imágenes en el equipo de IRM", explica Juan Pablo Wachs, uno de los investigadores que trabaja en este proyecto.

Para definir los gestos más útiles para manipular las imágenes, se pidió a los cirujanos una lista. Se identificaron 10 movimientos: girar a la izquierda y derecha, hacer zoom (+) y zoom (-), desplazar hacia la derecha, hacia la izquierda, hacia arriba y hacia abajo, aumentar y disminuir el brillo.

El algoritmo comparará los movimientos del cirujano con una base de datos para determinar si el gesto efectuado indica una orden de manipulación de la imagen. Si este es el caso, la trayectoria en 3D de la mano creada por el sensor Kinect se descompone en una serie de símbolos que representan la velocidad de movimiento en diferentes ejes. La secuencia se registra utilizando el modelo de Markov oculto (modelo estadístico utilizado en el reconocimiento de patrones y en inteligencia artificial) que se combina con el  último gesto realizado y el tiempo transcurrido entre las órdenes.

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Kinect reconoce el 97% de las órdenes

Teniendo en cuenta la información contextual, la precisión del algoritmo aumenta significativamente. En su informe, los investigadores de la Universidad de Purdue sugieren que gracias a este método, el porcentaje de falsos positivos (que ocurre cuando el sistema confunde un gesto banal con una orden) disminuye de 20,8% a 2,3%.Se logra así que la precisión promedio para traducir un movimiento en orden sea de 97%.

Sin embargo, los científicos coinciden en que el algoritmo debe ser mejorado para un mejor control del operador, ya que a veces se presentan perturbaciones en la detección cuando varias personas estén presentes en el campo de acción del sensor Kinect. El desarrollo del sistema tomará en cuenta nuevas informaciones contextuales como la posición del instrumento quirúrgico en el cuerpo del paciente, con el fin de anticipar el tipo de IRM que el cirujano necesitará aplicar. Se realizarán luego experimentos a gran escala utilizando un maniquí de entrenamiento, como los utilizados por los médicos residentes en su entrenamiento en cirugía.

Link: Kinect peut assister les chirurgiens pendant les interventions  (Futura techno)

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