Atlas Meditech recurre a NVIDIA Omniverse para la neurocirugía en Realidad Virtual
La colaboración permitirá a los médicos ensayar procedimientos de médicos complejos en realidad virtual para mejorar los resultados de los pacientes en el quirófano
La empresa de formación en cirugía médica mediante RV Atlas Meditech está entrenando a neurocirujanos con mayor profundidad y realismo, utilizando inteligencia artificial (IA) y simulaciones fotorrealistas y precisas.
Las herramientas del marco de imágenes médicas MONAI de la empresa, unidas a la plataforma Omniverse de NVIDIA, permiten a los cirujanos entrenarse antes de entrar en el quirófano y ensayar procedimientos complejos con IA e imágenes realistas.
Combinadas, estas herramientas pretenden mejorar los resultados quirúrgicos y la seguridad de los pacientes de todo el mundo.
En una entrada del blog de NVIDIA, el Dr. Aaron Cohen-Gadol, fundador de Atlas Meditech y del Atlas Neuroquirúrgico, explicó la funcionalidad de la plataforma.
Dijo,
“El Atlas proporciona a los neurocirujanos una colección de herramientas multimedia que les permiten ensayar mentalmente una operación la noche anterior a una intervención real. Con la informática acelerada y los gemelos digitales, queremos transformar este ensayo mental en un ensayo altamente realista en simulación”.
El Dr. Cohen-Gadol también imparte clases en la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana como profesor de cirugía neurológica.
Para el Atlas Neuroquirúrgico, la creación de casos prácticos, modelos en 3D y vídeos y contenidos quirúrgicos para más de un millón de usuarios en línea es clave para sus operaciones. El Dr. Cohen-Gadol calcula que más del 90% de los programas de formación en cirugía cerebral de Estados Unidos, junto con otros países con decenas de miles de profesionales de la neurocirugía, aprovechan las tecnologías de Atlas Meditech para las residencias y la formación inicial.
Además, el software Pathfinder de Atlas incluye algoritmos de IA para recomendar rutas quirúrgicas seguras a neurocirujanos y profesionales médicos, lo que conduce a una mayor capacidad de navegación en el cerebro para llegar a las lesiones.
NVIDIA Omniverse apoya estas tecnologías con su plataforma para desarrollar y alojar aplicaciones metaversas 3D. Con ella, Atlas Meditech puede crear visualizaciones a medida de las pausas de los pacientes para ensayar cirugías antes de entrar en el quirófano.
Atlas Meditech y el nuevo quirófano
Atlas considera las simulaciones avanzadas como alternativas a las costosas operaciones cerebrales en cadáveres. Con ellas, los médicos pueden utilizar las herramientas en pantalla o con las gafas de realidad virtual para adaptar las simulaciones a las cirugías virtuales.
Esto permite a los médicos una preparación sin igual para sus operaciones, personalizadas según las especificaciones del paciente, los problemas médicos, los parámetros de la lesión y otros.
El Dr. Cohen-Gadol añadió
“La anatomía de cada paciente es un poco distinta. Lo que podemos hacer ahora con la física y los gráficos avanzados es crear un modelo del cerebro específico del paciente y trabajar con él para ver y operar virtualmente un [tumor]. La precisión de las propiedades físicas ayuda a recrear la experiencia que tenemos en el mundo real durante una operación.”
La herramienta MONAI Label de Atlas Pathfinder también puede ayudar a los radiólogos a realizar anotaciones en resonancias magnéticas (RM) y tomografías computerizadas (TC) para detectar tumores en el cerebro.
El Dr. Cohen-Gadol explicó con más detalle el caso de uso,
“MONAI Label es la puerta de entrada a cualquier proyecto sanitario, porque nos brinda la oportunidad de segmentar estructuras críticas y protegerlas. Para el Atlas, estamos entrenando a MONAI Label para que actúe como los ojos del cirujano, destacando lo que es un vaso normal y lo que es un tumor en el escáner de un paciente individual”.
Atlas Pathfinder puede utilizar vistas segmentadas del cerebro de un paciente para ajustar modelos 3D utilizando un gemelo digital 1 a 1 del cerebro del paciente. Esto permite a los cirujanos determinar las deformidades del cerebro del paciente causadas por tumores.
A continuación, los neurocirujanos pueden trazar las vías más seguras para llegar a los tumores y extirparlos preservando otras partes del cerebro. A continuación, los médicos pueden conectar el abordaje con uno del sitio web del Atlas, completo con un tutorial escrito de los planes esbozados para cada operación.
El Dr. Cohen-Gadol concluyó: “El apoyo a la toma de decisiones mediante IA puede suponer una gran diferencia a la hora de navegar por una estructura 3D muy compleja en la que cada milímetro es crítico”.
NVIDIA Omniverse: Gemelos digitales para la atención al paciente
Con NVIDIA Omniverse, Atlas Meditech puede desarrollar quirófanos virtuales para sumergir a los neurocirujanos en entornos de inmersión fotorrealistas para preparar y ensayar futuros procedimientos.
Con las gafas de RV, los cirujanos pueden modificar la posición del paciente y del equipo, interactuar en entornos virtuales, proceder a la operación de forma incremental y recibir información sobre su rendimiento y la adherencia a las vías objetivo.
Los algoritmos de IA también ayudan a los profesionales médicos a predecir el desplazamiento de la materia cerebral cuando los cirujanos operan en el cerebro mediante simulación.
El Dr. Cohen-Gadol explicó que la capacidad de permitir a los cirujanos “entrar en un espacio virtual en 3D, cortar un trozo de cráneo y ensayar la operación con un cerebro simulado” similar al de los pacientes era “tremenda”.
Para garantizar la fidelidad de los gemelos digitales neurológicos, Atlas Meditech ha aprovechado NVIDIA PhysX, que proporciona física de vanguardia en tiempo real desde la plataforma Omniverse de la empresa.
Los equipos médicos podrían incorporar dispositivos hápticos para experimentar con la retroalimentación de fuerza en entornos virtuales. Con la háptica, la empresa podría simular el trabajo con la materia cerebral durante el ensayo.
El futuro de la neurocirugía inmersiva
Para el Dr. Cohen-Gadol, en los próximos años los modelos de IA mejorarán aún más las cirugías con una mayor comprensión de los procedimientos operativos. La IA será capaz de advertir a los cirujanos sobre estructuras cerebrales clave cercanas a la zona de operaciones, controlar y seguir el instrumental médico en el quirófano y guiar a los médicos paso a paso en la intervención.
Atlas Meditech también explorará más a fondo la plataforma Holoscan de NVIDIA para transmitir aplicaciones de IA. Esto facilitará la comprensión en tiempo real de las operaciones quirúrgicas y proporcionará análisis respaldados por IA de los movimientos de los cirujanos en un procedimiento.
Los hospitales también podrán ofrecer a los equipos quirúrgicos comentarios y evaluaciones sobre la mejora de sus procesos y eficacia. Por último, los gemelos digitales neurológicos del cerebro humano y los quirófanos podrían entrenar “instrumentos médicos inteligentes”, como robots microscopio, utilizando Isaac Sim, una aplicación de simulación robótica de Omniverse.
La noticia llega después de que NVIDIA publicara actualizaciones revolucionarias de Omniverse, que incluyen integraciones de IA para buscar imágenes, crear interfaces de voz a texto y mejorar el rendimiento.
