Telecomunicaciones en telemedicina y teletutoría: La importancia de captar y transmitir la sensación del "tacto" mediante redes

La operación se realizó por medio de un dispositivo robótico. France Telecom proporcionó la red ATM privada de alta velocidad y de la mayor calidad. Tras el éxito del proyecto Lindbergh, el Dr. Mehran Anvari (cirujano de fama mundial) operó desde Hamilton, Ontario, Canadá, y guió al Dr. Craig McKinley en el quirófano de North Bay, a 340 Km. en el norte de Ontario, en un procedimiento quirúrgico con la ayuda de líneas de alta velocidad proporcionadas por Bell Canada.

La telemedicina es un campo emergente que combina los beneficios y el poder de las redes de telecomunicaciones con los servicios médicos. Este campo tendrá un gran desarrollo y cambiará nuestra vida

Estas operaciones quirúrgicas telerrobóticas demuestran la necesidad de proporcionar atención sanitaria experta en casos de urgencia en una región remota de un país y el poder de las redes de telecomunicación que transportan tanto el video para la observación de los pacientes como las señales de control robótico.

La telemedicina es un campo emergente que combina los beneficios y el poder de las redes de telecomunicaciones con los servicios médicos. Este campo tendrá un gran desarrollo y cambiará nuestra vida. No solo permitirá el acceso a la "atención experta" en las áreas rurales, sino también en los centros urbanos donde tales servicios "expertos" no existan y sean necesarios. Aunque la presencia del médico cerca del paciente puede tener sus propias virtudes curativas, no siempre es posible que médicos competentes y expertos estén presentes allí donde su pericia sea necesaria. Además, así como en el caso de las videoconferencias y las Web-conferencias en las que se observa la reducción de costes al minimizar la necesidad de transporte, la telemedicina también puede beneficiar a la población que de otra manera no tendría acceso a atención médica experta. Hoy en día, el tele-diagnóstico es ya una realidad que ahorra gastos y proporciona un servicio inmediato en cualquier momento. Existen numerosas aplicaciones de telemedicina, como teledermatología, teleradiología, teleconsultas, telechequeos, telecirugía, etc.

En el entonces Laboratorio de Investigación de Comunicaciones Multimedia (Multimedia Communications Research Laboratory) de University of Ottawa, Canadá, diseñaron, probaron y utilizaron en ensayos clínicos en el Hospital Cívico (Civic Hospital) de Ottawa en 1989, un Sistema de Información Radiológica Interactivo (IRIS - Interactive Radiology Information System). Los ensayos clínicos se llevaron a cabo en radiología, urgencias, cirugía torácica y en el Instituto del Corazón. Éste fue uno de los primeros Sistemas Multimedia de Telemedicina que hizo posible la telemedicina interactiva y la tele-consulta de imágenes radiológicas y ecocardiogramas con anotaciones de voz, a través de una red de comunicaciones de área local hospitalaria.

Posteriores ensayos tuvieron lugar mediante enlaces vía satélite (al satélite canadiense geoestacionario ANIK, situado a 22.000 Km. sobre el ecuador), así como mediante líneas de comunicación terrestres "frame-relay" y RDSI. La potencia de los ordenadores, la calidad de las visualizaciones digitales y la velocidad de las líneas de telecomunicaciones en aquellos primeros tiempos no eran grandes, pero IRIS demostró que había un futuro para la tele-consulta y la telemedicina multimedia en redes de comunicaciones tanto privadas como públicas.

La telecirugía es uno de los campos más difíciles de la telemedicina. En este caso, un cirujano experto participará en una operación sin estar en el quirófano. Incluso estando fuera del quirófano, un solo cirujano puede llevar a cabo la operación; como se demostró en los años 2001 y 2003, la realidad es que la telecirugía es una opción viable y válida en la cual los cirujanos con menos experiencia que se encuentran en el quirófano junto a sus pacientes reciben la ayuda del cirujano experto que puede estar a cientos de kilómetros de distancia.

Esto tiene muchas ventajas: 1- Un mejor resultado para el paciente, 2- El cirujano local aprende mientras el cirujano experto le ayuda y le enseña, 3- Se reducen los costes, ya que no es necesario que nadie se desplace. 4- Se reducen las incomodidades y los gastos para los pacientes y sus familias, ya que no necesitan viajar hasta donde se encuentra el cirujano experto para que la operación pueda llevarse a cabo. Estos son los verdaderos valores de la telecirugía que pueden comprobarse ya en la actualidad y que seguirán manifestándose en el futuro.

Cómo captar y transmitir la sensación de "tacto" mediante redes ha supuesto un importante reto tecnológico durante los últimos años

Una de las características más valiosas que los cirujanos querían tener, pero que no existía en los primeros ensayos, era la sensación del "tacto", mientras controlaban el tele-robot a distancia. Esta sensación del "tacto" es indispensable para todos los profesionales de la salud.

La tecnología "Haptics" representa un nuevo vehículo de las Comunicaciones Multimedia. El término proviene del verbo griego "haptesthai" y significa "tocar". Cómo captar y transmitir la sensación de "tacto" mediante redes ha supuesto un importante reto tecnológico durante los últimos años. Actualmente existen numerosos dispositivos hápticos disponibles en el mercado: sus precios oscilan entre los 250 y los 100.000 dólares. Estos dispositivos, acoplados a nuestros ordenadores o robots, reciben de, y transmiten a, nuestro cerebro la sensación del tacto, la posición, la fuerza e incluso la torsión. Haptics se utiliza en la actualidad tanto para la telecirugía como para la teleformación de estudiantes y residentes médicos. En este sentido, podemos denominar a esta tecnología "teletutoría háptica". En el caso de la teleformación, el cirujano experto puede formar a su estudiante, de forma remota a través de redes de telecomunicación, guiando su mano para que ésta realice el procedimiento quirúrgico adecuado, con la fuerza y/o torsión correcta(s).

Nuestro equipo de investigación del laboratorio DISCOVER (DIStributed and COllaborative Virtual Environments Research - Investigación de Entornos Virtuales Colaborativos y Distribuidos), perteneciente a la Universidad de Ottawa, han diseñado simuladores médicos utilizando la tecnología Haptics y la realidad virtual, para la autoformación en medicina y la teletutoría médica. La realidad virtual proporciona una simulación en 3D extremadamente realista de un entorno de formación; la tecnología Haptics, por su parte, mejora notablemente la simulación aportando la sensación del tacto.

En una de las formaciones háptico-virtuales llevadas a cabo, los estudiantes de cirugía ocular aprenden cómo realizar una cirugía de cataratas sin la necesidad de tener que operar sobre ojos de animales, en un primer momento, o sobre pacientes reales, en una segunda fase. Además, pueden repetir el ejercicio de formación tantas veces como lo deseen, y allí donde quieran.

La teletutoría háptica mediante red conlleva transmitir información sobre la posición y la fuerza de un determinado instrumento quirúrgico, información que será capturada por los dispositivos hápticos, normalmente a una velocidad de 1.000 veces por segundo, desde la mano del cirujano experto hasta la mano del cirujano aprendiz, tal y como muestra la ilustración que aparece a continuación. La actual tecnología de Internet no puede transferir dicha información ni lo suficientemente rápido ni con la suficiente seguridad para proporcionar las condiciones para una sesión de teleformación útil y realista.

El equipo de investigación de DISCOVER ha estado utilizando la red Internet2 de Canadá, la denominada CA*net4, "Internet de próxima generación", que funciona a una velocidad de 1 Gigabit por segundo, para realizar pruebas desde University of Ottawa (en Ottawa) hasta University of Alberta, situada en Edmonton, a unos 3.000 kilómetros de distancia. Las señales utilizaron varias redes de alta velocidad tanto regionales como nacionales, introduciendo cada una de ellas pérdidas de datos y retrasos. A pesar de que estas limitaciones de la información digital no fueron realmente importantes, las simulaciones médicas no toleran ninguna pérdida de datos, por pequeña que sea, ni ningún retraso superior a los 100 milisegundos. Los investigadores especializados en telecomunicaciones que formaban parte del equipo tuvieron que diseñar distintos algoritmos y procedimientos para compensar esta pérdida de datos y los retrasos. Por último, los cirujanos expertos del Instituto Ocular de la Universidad de Ottawa (University of Ottawa Eye Institute) evaluaron la simulación de cirugía de cataratas y la teletutoría háptica, y proporcionaron diversas directrices de gran valor para orientar a los investigadores. Todo esto constituye una demostración del poder de la sinergia entre los ingenieros de telecomunicaciones, los expertos médicos, los especialistas en interfaces de usuarios y los expertos en multimedia.