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Vigilancia Tecnológica y prospectiva

Luis Miguel Gallego Benavides

Presentado a: Natalia Gomez Velazquez

Innovación y gestión tecnología Ingeniería Industrial Facultad de ingenierías Universidad de Medellín 2019-1

1. Introducción La realidad aumentada ofrece diversas posibilidades de interacción que pueden ser explotadas en diferentes ámbitos de aplicación, permitiendo integrar en tiempo real el mundo digital con el mundo real. Al ser una tecnología existente desde 1968 por su fundador Ivan Sutherland, no fue muy popularizada en su época, debido a la tecnología gravosa del momento fue una invención extraordinaria que se pasó por alto cayendo en el olvido hasta 1992 donde Tom Caudell y David Mizell, con la tecnología del momento, volvieron a revivir el concepto de realidad aumentada y mostrando al mundo las posibilidades de este concepto en la vida laboral empezando con la mejorar de la eficiencia de las tareas realizadas por operarios humanos asociados a la fabricación de aviones. Mediante el paso de los años la realidad aumentada empezó a tener una cantidad exuberante de inversores en las áreas de los videojuegos, el marketing, la medicina, las industrias de montaje, el turismo, la construcción, etc. Llegando a un tipo de precisión y de afinidad con la realidad, permitiendo la asimilación de los componentes digitales como un elemento real del mundo ofreciendo al campo de la cirugía miles de recursos antes no explorados, permitiendo al cirujano y su equipo de trabajo, practicar y evaluar diferentes tipos de alternativas para realizar una cirugía de la mejor forma posible, hasta el punto de poder aumentar la probabilidad de éxito de una cirugía.

2. Justificación La investigación acerca del uso de la realidad aumentada como un elemento indispensable en el campo de la cirugía, surge a partir de la carencia de un material practico y didáctico que relacione al cirujano con el paciente concediéndole al cirujano evaluar diferentes medidas de cómo proceder en la cirugía, encontrando la forma más eficaz para garantizar un éxito de esta. Como procedente de este desarrollo permitirle al cirujano evaluar una serie de pasos guiados, programados anteriormente por los ensayos anteriores, permitiéndole tener en su campo visual tanto al paciente como a su guía de instrucciones maximizando su concentración y manteniendo la mayor cantidad de información relevante para llevar acabo la cirugía.

3. Objetivos

3.1.

General

Estudiar y analizar los diferentes usos que se han ido desarrollando en el campo de la cirugía mediante la implementación del concepto de la realidad aumentada. 3.2. Específicos - Identificar como se ha desarrollado la realidad aumentada para satisfacer las diferentes necesidades que requiere un cirujano antes y durante la cirugía. - Valorar el avance actual de la realidad aumentada como tecnología, identificando factores positivos o negativos, en cuanto a la implementación de esta tecnología en el mundo.

-

Reconocer las herramientas externas, que permiten el trabajo óptimo de la realidad aumentada en el entorno de las cirugías.

4. Marco teórico La realidad aumentada (AR) es una variación de un entorno virtual (VE) o como es más comúnmente llamada Realidad Virtual (VR). La realidad virtual es una tecnología que completamente sumerge al usuario en un entorno sintético y mientras está inmerso, el usuario no puede interactuar o ver el mundo real a su alrededor. En contraste, la realidad aumentada está tomando información digital, ya sea imágenes, audio, video y/o sensaciones hápticas, superponiendo este contenido en un entorno en tiempo real (Kipper, 2013). Según el caballero (Azuma, 1997) para que pueda considerarse un sistema de realidad aumentada (AR) debe tener tres características en común: 1. El sistema incorpora información sintética a las imágenes percibidas del mundo real. 2. Los efectos deben der interactivos en tiempo real, respondiendo y adaptándose a las interacciones del usuario. 3. La información del mundo virtual debe ser tridimensional y debe estar correctamente alineada con las imágenes del mundo real. Así, estrictamente hablando las aplicaciones que superponen capas graficas 2D sobre la imagen del mundo real no son consideradas de Realidad aumentada. Ahora que se ha definido un concepto básico de lo que es la realidad aumentada indica (Craig, 2013) los componentes principales que necesita la realidad aumentada para funcionar. Hardware: Una computadora, ya sea una PC o un dispositivo móvil. Un monitor o pantalla de visualización. Una cámara. Sistemas de rastreo y detección (GPS, brújula, acelerómetro). Una infraestructura de red. Un marcador: los marcadores son objetos físicos o lugares donde lo real y lo virtual se funcionan en un mismo ambiente. Esto es lo que la computadora identifica como el lugar donde se presenta la información digital.

Software: Una aplicación o programa que se ejecuta localmente. Servicios web. Un servidor de contenido. Más tarde o temprano será (D.Marimon, 2007) la persona encargada de definir los métodos del tracking y sus problemas básicos. El tracking trata de obtener una estimación de la trayectoria en el espacio realizada por un objeto o sensor. Se pueden emplear diferentes tipos de sensores como basados en campos magnéticos, ondas sonoras o cámaras de visión. Obteniendo como problemas principales: Problemas de identificación: Debidos al propio uso de cámaras de video, tales como oclusiones, problemas debidos al punto de vista o a las condiciones de iluminación. Problemas de seguimiento: Son inconvenientes asociados al uso de flujos de video se incluye todo lo referente a la inicialización automática o la recuperación del tracking cuando se pierden las referencias. Problemas en entornos no controlados: El trabajo en esta línea se centra en realizar el tracking sin referencias previamente conocidas. Entendiendo los anteriores factores la realidad aumenta empiezan a parecer varios investigadores entre 2007-2014 como (Neurosurg, 2013) el cual empieza a ver cómo realizar mapeos mediante monitoreo intraoperatorio ayudando así ha a personalizar del modelo virtual de tumores en los pacientes logrando aumentar la precisión de la cirugía, (M.Sauvee, 2007) que concluye la AR laparoscópica también evitaría que el cirujano tenga que hacer coincidir mentalmente la información (en su mayoría imágenes) de diferentes fuentes con la escena. Al reducir la carga cognitiva de los cirujanos durante la intervención, la AR laparoscópica debería aumentar su concentración y eficiencia. Esta ventaja es específica de AR en comparación con otras técnicas de IGS. Con un mismo pensamiento (M. Baumhauer, 2008) describe el uso de un escáner para adquirir datos 3D intraoperatiros per, en lugar de marcadores externos, propone mover los marcadores dentro del paciente permitiendo una imagen real sin interrupción y sincronizada con los movimientos de los órganos del paciente. Mediante estas investigaciones aparece (B. Marques, 2015) el cual dice que en conclusión, los métodos de AR que se basan en el registro por puntos fueron populares principalmente en los primeros días de la AR laparoscópica, pero ahora parece recibir un menor interés según la literatura, especialmente en comparación con los métodos basados en superficies.

5. Micro cultura Debido a la cantidad de inconvenientes que se puede encontrar un cirujano llevando un proceso de la cirugía, se ha vuelto necesario proporcionar al profesional una cantidad de conocimiento personalizado del paciente, en un entorno preoperatorio como intraoperatorio, para satisfacer a esta necesidad la realidad aumentada (AR) ha llegado para brindar esta información mediante un modelo digital que con ayuda de herramientas de mapeo se pueda construir el organismo necesario del paciente para que cirujano pueda llevar acabo toda su operación con la mayor cantidad de información posible a tiempo real, permitiéndole una mayor precisión en sus labores quirúrgicas y una mayor concentración de estas. 6. Palabras Claves Realidad Aumenta

Augmented reality

Aplicaciones AR Medicina

AR Applications Medicine

Cirugía

Surgery

7. Ecuación de Búsqueda La información científica fue extraída de la base de datos Scopus y para la búsqueda se hizo el siguiente proceso: Ecuación de Búsqueda Augmented AND reality Augmented AND reality AND Applications Augmented AND reality AND Medicine Augmented AND reality AND Application AR AND Surgery AND during AND operation

Número de resultados 23.047 9.364 337 27

8. Búsqueda de la información Fuente: Scopus Fecha de la búsqueda: 06 febrero 2019 Ecuación de búsqueda Augmented AND reality

Resultados Pertinencia Descripción 23.047 Baja Se encontró información de la realidad aumentada en donde se formula problemas, soluciones y

Augmented AND reality AND Applications

9.364

Baja

Augmented AND reality AND Medicine

337

Media

Augmented AND reality AND Application AR AND Surgery AND during AND operation

27

Media-Alta

9.Análisis de gráficos

aplicaciones muy generales. Se encuentra información más específica en base a áreas de la construcción, la industria, la recreación o entrenamiento, medicina, etc. Se reconoce los modelos o las tendencias que quiere abarcar la AR dentro de la medicina. Se explora a detalle el uso del AR en las operaciones quirúrgica tanto en órganos no estáticos y estáticos.

Al ser una tecnología inventada desde 1962 se puede analizar cómo no existía la facilidad y potencia tecnológica como para poder, ver un potencial real en la AR a partir de que la tecnología va mejorando podemos observar como aumenta exponencialmente el número de investigaciones que se llevan en el tema evidenciando aplicaciones a problemas de la vida. En lo que va en el 2019 se reportan 306 documentos por lo que cabe esperar que siga la tendencia exponencial presentada anteriormente.

La mayor parte de estas investigaciones procede de países con una base económica enfocada en la elaboración y el desarrollo tecnológico, como lo es Estados Unidos, Alemania, Japón y china.

Los 3 autores que más aportes han publicados rondan en una media de 200 documentos cada uno, indicando a Billinghurts,M. como un autor relevante en la materia.

Las áreas de mayor relevancia son las ciencias de la computación y la ingeniera esto se debe a que son áreas en las que el desarrollo de la tecnología representa una ganancia económica inminente en la que la apropiación de las diferentes aplicaciones que puede ofrecer el AR se pueden implementar con mayor facilidad que en las diferentes áreas. 10. Escenarios posibles y tendencias 1. La implantación de la tecnología AR depende de lo fácil y económico que sea implementar este tipo de tecnología. (Creciente) 2. El uso de la tecnología como extensión del cuerpo dentro nuestro medio ambiente. (Constante) 3. La programación de software para que con imágenes visuales o de resonancia se creen modelos 3D automatizados y detallistas. (Creciente) 4. Implementación de la tecnología como medio para garantizar una mayor seguridad y eficacia en las labores humanas. (Creciente) 11. Conclusiones - La realidad aumentada ofrece una gran cantidad de aplicaciones para nuestro entorno mejorando la eficiencia y la eficacia de operaciones llevadas acabado por el control humano. - Entre más se avanza tecnológicamente y esta tecnología se hace más barata y potente, ofrece una mayor adaptación a la aplicación de la realidad virtual. - Un que el campo de la medicina no es el más investigado se puede concretar que es un área que tiene un alto potencial, que entorno al tiempo tomar mayor parte de participación en las investigaciones.

12. Análisis prospectivo Factor Externo

Factor Nombre 1 Económico

2

Social

3

Político

4

5

6

Descripción Tendencia La implementación de nuevas Constante tecnologías requiere de una economía estable y creciente, que pueda cargar la implementación de gastos en desarrollo. Capacidad adquisitiva que posee Creciente determinado grupo de personas para poder implementar los diferentes medios tecnológicos.

Regulaciones y normativas que Constante promuevan o disuadan el uso de las tecnologías. Desarrollo El avance de diferentes tecnologías Creciente Tecnológico que se complementan, para dar impulso a una tecnologías. Ambiental La contribución que los objetos Creciente tecnológicos brindan a la preservación del medio ambiente. Acogida

Facilidad o dependencia creada Creciente por la sociedad, hacia determinada tecnología.

Forma de medirlo PIB de cada país.(En dinero).

Capacidad monetaria que posee un habitante para gastar en artículos o servicios.(Dinero por persona). Artículos establecidos. Cantidad de patentes emitidas. Nivel de contaminación que generan (en escala de 1-5). Dependencia tecnológica de la población. (en escala de 1-5).

Factores Internos Factor Nombre 7 Calidad

Descripción Capacidad de la tecnología de satisfacer la necesidades requeridas por el usuario.

Tendencia Creciente

Forma de medirlo Cantidad de usuarios o área que utilizan el AR.

8

Costos

9

Utilidades

10

Viabilidad

Adaptación del AR para entrar al Creciente mercado y posicionarse.

11

Aplicaciones

Diferentes nichos de mercado que presenta el AR con tecnología.

14. Análisis MICMAC

Facilidad de construir e Creciente implementar la tecnología. Brindar a la industria o fabrican Creciente una remuneración, esperada en base al riesgo y el costo de fabricación.

Creciente

Costo monetario de la tecnología. Ingresos monetarios respecto a la venta delos objetos para la utilización del AR. Mercados en los que está consolidado el AR. Cantidad de usos que tiene la implementación del AR.