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SIMULACIÓN

Simulación y Realidad Virtual

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SIMULACIÓN

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Que es?

Propiedad de imitar el comportamiento de alguna situación o proceso por medio de un escenario, aparato o software, con el propósito de realizar un estudio o para el entrenamiento personal para el desarrollo de habilidades.

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¿POR QUÉ LA SIMULACIÓN? La enseñanza de la MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD requiere de Equipamiento e infraestructura moderna para el entrenamiento de los alumnos.

Brinda al alumno la oportunidad de práctica constante de destrezas psicomotrices mientras se familiariza con instrumentos y equipos, y al mismo tiempo gana experiencia en el reconocimiento de problemas y en el desarrollo de toma de decisiones, así como en el perfeccionamiento de técnicas y procedimientos que pueden presentarse en casos poco frecuentes.

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Según estadísticas médicas: "100.000 americanos pierden sus vidas anualmente por errores en hospitales", que podrían haber sido evitados en gran parte si antes los profesionales de la salud se hubiesen capacitado con simuladores.

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VENTAJAS DE LA SIMULACIÓN

- Entrenamiento realista para las patologías que no son comunes y pacientes difíciles.

- Puede errar sin riesgos de herir o perjudicar al paciente. - Posibilidad de repetir el procedimiento las veces que sean

necesarias. - Representa un eficiente método de aprendizaje

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Tipos de simuladores en medicina Paciente estandarizado.

Se trata de actores entrenados para simular a un paciente en relación con su historia clínica, exploración física, actitudes, aspectos emocionales y de comunicación.

Simulador humano

Son maniquíes con similitudes humanas anatómicas que ayudan al desarrollo de habilidades, sin embargo su condición artificial da lugar a que ciertas estructuras parezcan mecánicas mas que humanas, lo cual reduce su capacidad como simuladores

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Maniquí adulto completo

Examen ginecológico

Gestión de vías aéreas

Palpación de mama

Inyecciones e infusiones

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Entrenador para prácticas de enfermería

Ojos realistas para prácticas de cuidado oftálmico

Canal auditivo para irrigar y/o poner gotas

Aperturas bucal, nasal y traqueal para practicar lavajes naso gástricos

Permite hacer numerosas prácticas de vendaje

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Maniquí pediátrico 

Baños y vendajes Colocación de

sondas naso y oro gástricas

Lavado gástrico Cateterismo

masculino y femenino

Colocación de supositorios rectales

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Paciente hibrido

Tiene las características de los dos anteriores, se requiere un paciente estandarizado que simule un caso y simultáneamente se coloca una prótesis en el paciente que simula la parte donde se llevara a cabo el procedimiento.

Simuladores de habilidades especificas

Se enfocan en estructuras particulares en las cuales es primordial el estudio por separado del resto del sistema humano.

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REALIDAD VIRTUAL.

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Que es?El término Realidad Virtual es en sí mismo paradójico ya que se

Compone de dos conceptos prácticamente opuestos.

Real: Aquello que tiene existencia verdadera y efectiva.

Virtual: Que tiene virtud de producir un efecto, aunque no lo produce de presente.

Por tanto puede llevarnos al significado confuso de “Realidad No Real”.

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Que es la Realidad Virtual:

Disciplina que permite la visualización, manipulación e interacción con ordenadores y datos extremadamente complejos.

Es un paso más allá de lo que sería la simulación por computadores, tratándose más bien de una simulación interactiva, dinámica y en tiempo real.

Es una simulación tridimensional interactiva por computador en la que el usuario se siente introducido en una ambiente artificial, y que lo percibe como real basado en estímulos de los órganos sensoriales.

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Según las definiciones anteriores podríamos identificar a un sistema virtual como aquel que cumple las siguientes características:

Simulación: Capacidad de replicar aspectos suficientes de un objeto o ambiente de forma que pueda convencer al usuario de su casi realidad

Interacción: Debe permitir el control del sistema creado.

Percepción: Permite la interacción con los sentidos del usuario (vista, oído y tacto). Según la complejidad del sistema los elementos externos utilizados para producir estas sensaciones serán más o menos simples pudiendo ser un simple ratón de ordenador o unos cascos, más sensores de posición en una cabina virtual.

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Clasificación de RV Existen una clasificación dada por los tipos de sistemas de RV, la diferencia principal radica en cuan inmerso el usuario puede encontrarse con cada uno de estos tipos.

• Sistemas RV de escritorio: Estos sistemas son los más comunes, se pueden encontrar en los juegos o aplicaciones de avanzadas de escritorio. Consiste en presentar imágenes en 3D sin necesidad de equipos especiales o específicos para RV. La imagen puede estar en un monitor o directamente proyectada en otra superficie.

• Cabina de simulación: De igual manera a los sistemas de escritorio con la diferencia que el usuario experimenta un ambiente especial dentro de una cabina. Ejemplos típicos son los simuladores de vuelo.

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• Realidad aumentada: Este sistema permite al usuario valerse del mundo real pero a través de cristales que complementan las imágenes con diagramas, textos o referencias. Se suele ver esto en las películas con soldados futuristas, solamente que no es cosa del futuro. RV en segunda persona: En estos sistemas sí ya se utilizan HMD e involucran respuestas en tiempo real como consecuencia de las acciones detectadas por los guantes, cascos y otros dispositivos conectados al usuario. No es un sistema de inmersión completo porque el usuario se ve a sí mismo dentro de la escena.

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• Sistemas de telepresencia: fundamentalmente para realizar tareas a distancia. El usuario opera a control remoto, las acciones que él realiza son repetidas por un agente remoto que hace las veces del usuario, a la vez que el sistema simula, para el usuario, el ambiente en el que se está moviendo el agente. Ejemplos típicos son los robots operados a distancia para: desarmar bombas, hacer cirugías, explorar en ambientes de alto riesgo para la vida humana, etc.

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• Sistemas inmersos: Llegando por fin los sistemas inmersos que simulan de manera más “real” la realidad. Valiéndose para esto de todos los dispositivos conocidos, HMD, guantes de datos, seguidores de movimiento, chalecos de movimientos, etc. La diferencia con la telepresencia es que no se están repitiendo las acciones del usuario por un agente, de lo contrario sería un sistema de telepresencia inmerso.

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 Mundos Virtuales

Los mundos virtuales son otra forma de clasificación de la RV. Las diferencias entre las clases están dadas por las cosas que se pueden hacer dentro del sistema.

• Mundo Muerto: es aquel en el que no hay objetos en movimiento ni partes interactivas, por lo cual sólo se permite su exploración. Suele ser el que vemos en las animaciones tradicionales, en las cuales las imágenes están pre calculadas y producen una experiencia pasiva.

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• Mundo Real: es aquel en el cual los elementos tienen sus atributos reales, de tal manera que si miramos un reloj, marca la hora. Si pulsamos las teclas de una calculadora, si visualizan las operaciones que esta realiza y así sucesivamente.

• Mundo Fantástico: es el que nos permite realizar tareas irreales, como volar o atravesar paredes. Es el típico entorno que visualizamos en los videojuegos, pero también proporcionan situaciones interesantes para aplicaciones serias, como puede ser observar un edificio volando a su alrededor o introducirnos dentro de un volcán.

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 Realidad Virtual en psicología

La Ciberterapia o tratamiento con RV se define como “el uso de ordenadores como herramientas para posibilitar y/o mejorar el suministro de servicios terapéuticos”. Las aplicaciones más comunes de la RV y la RA en psicoterapia se concentran en el área del tratamiento de fobias.

Desde principios de 1990, cuando Hodges et al. Trataron pacientes acrofóbicos con RV, la RV se ha propuesto como un nuevo medio de terapia. Desde entonces, en estudios controlados, la RV ha demostrado ser tan eficaz como la terapia ‘in vivo’ para el tratamiento de acrofobia (a) o miedo a las alturas, aracnofobia (b) o fobia a las arañas, y miedo a volar.

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Realidad Virtual en medicina Dentro de la medicina donde los avances tecnológicos han

supuesto una gran revolución ha sido en la cirugía. Las técnicas avanzadas de visualización y guiado son beneficiosas para ayudar al médico en el diagnóstico de la enfermedad, en la planificación de la cirugía e incluso en el guiado durante la intervención. Las imágenes médicas (TAC, Resonancia Magnética, etc.) permiten al cirujano tener un esencial conocimiento preoperatorio de la anatomía y patologías de un paciente. Sin embargo, el paciente es representado como un conjunto de imágenes 2D y su interpretación resulta en muchas ocasiones una tarea difícil.

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El uso de Realidad Virtual (RV) en medicina consiste en crear un paciente virtual modelando en 3D sus estructuras anatómicas y patológicas a partir de las estructuras identificadas automáticamente en el TAC o la resonancia magnética. La RV permite una mejor visualización de la anatomía interna del paciente que con las imágenes convencionales y un mejor conocimiento preoperatorio, lo cual ayuda al experto a establecer el diagnóstico así como a planificar la mejor terapia para cada caso. Además del soporte en el diagnóstico o la planificación de la cirugía, el modelado 3D puede usarse para el seguimiento del paciente a lo largo del tiempo, facilitando la visualización de la eficiencia de la terapia prescrita. En la figura se puede observar el conjunto de imágenes 2D (cortes) procedente de un TAC abdominal (a la izquierda) y la reconstrucción 3D del mismo (a la derecha).

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Otro importante uso de la RV en el campo de la cirugía ha sido la utilización de entrenadores quirúrgicos que permiten al cirujano adquirir destrezas en las diferentes técnicas de cirugía mínimamente invasivas (endoscopias, laparoscopias, etc.) previamente a la realización de la operación “in vivo”. La figura muestra la imagen de un entrenador quirúrgico así como un ejemplo de imagen que ve el cirujano durante la “intervención virtual”.

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Como hemos dicho anteriormente, la planificación quirúrgica es otra importante labor que lleva a cabo la RV y los sistemas computarizados, como ayuda a la medicina. El cirujano, previamente a la operación puede planificarla, detectar con gran precisión la lesión a reparar o la zona a eliminar (en el caso de tumores), e incluso planificar la “hoja de ruta” de la intervención. Este mapa virtual le ayudará posteriormente en el quirófano, tanto si la operación es mínimamente invasiva como si es tradicional. Los planificadores quirúrgicos se utilizan hoy en día en todas las ramas de la medicina: neurocirugía, cirugía abdominal, cirugía ortopédica, cirugía maxilofacial, etc.

La figura muestra una vista del sistema Implametric, desarrollado en la Universidad Politécnica de Valencia y comercializado por la empresa 3Dent para la planificación de la cirugía en la colocación de implantes dentales.