Desarrollo de un entorno de realidad virtual para el entrenamiento de habilidades en cirugía laparoscópica

Abstract

La realidad virtual hace referencia a los sistemas conformados por objetos, interacciones y ambientación con características lo más realistas posibles, y los cuales se encuentran agrupados en un mismo espacio denominado entorno, el cual se fija como un área segura y controlada para su uso. Dichos entornos buscan generar el factor de inmersión en el usuario y pueden implementarse con fines empresariales, de formación, entretenimiento y educación como es el caso del proyecto que se presenta a continuación.

Se logra identificar una problemática en el área de formación de cirujanos en la especialización de ginecología y obstetricia dentro de la práctica de entrenamiento de habilidades en cirugía laparoscópica, los cuales antiguamente se ejecutaban sobre cuerpos inertes de animales o humanos, haciendo que las instituciones educativas se vieran envueltas en asuntos éticos. Luego se evolucionó a la práctica en cajas de pruebas llamadas pelvitrainer, en el que los estudiantes deben cumplir con ejercicios establecidos para acondicionar sus habilidades dentro de la práctica quirúrgica, su desventaja radica en los altos costos de adquisición y en los costos generados por los consumibles de pocos usos que se necesitan en este tipo de simuladores y el bajo nivel de realismo en el que se involucran los estudiantes. De esta manera, nace la propuesta de desarrollar un entorno de realidad virtual para el entrenamiento de habilidades en cirugía laparoscópica, el cual pueda brindar seguridad a la hora de ejecutar la práctica, cumplir con la característica de inmersión mencionada anteriormente para fomentar el aprendizaje y disminuir los costos de adquisición para los centros de formación.

El desarrollo del proyecto se divide en tres fases principales, las cuales corresponden a diseño, construcción y evaluación. En la fase de diseño se configuran las versiones de los software a usar, tales como Unity, Blender, Visual Studio, Solidworks y Leap Motion, además, se definen cuáles son las dos pruebas que se van a ejecutar en el entrenamiento y finalmente se diseña el modelo de pelvitrainer que se manufactura posteriormente. Luego, en la fase de construcción, se realiza el modelado del entorno y de los elementos que conforman las pruebas; Adicionalmente, se generan los algoritmos para asociar los movimientos del usuario, con las interacciones permitidas dentro del entorno y se fabrica el pelvitrainer físico que se usa durante las pruebas. La última fase corresponde a la evaluación del sistema integral, de esta forma se establece la muestra en la que se prueba el simulador, añadiendo un protocolo específico para la ejecución de los ejercicios, cuyos resultados se evalúan a través del test de Wilcoxon y una curva de aprendizaje, para producir el análisis de los resultados obtenidos durante la sesión de entrenamiento y así generar un análisis objetivo y subjetivo que permita llegar a una conclusión sobre la efectividad del sistema en la formación de los estudiantes.