Una innovadora tecnología basada en la realidad virtual para el diagnóstico y tratamiento del ictus

La e-salud y el soporte al diagnóstico y tratamiento de pacientes de ictus son algunas de las aplicaciones del proyecto “Eye Tracker”, desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad Europea Miguel de Cervantes (UEMC) de Valladolid. Se trata de una tecnología que determinar a partir de un stream de vídeo la dirección de la mirada de un usuario, integrando dicha tecnología en un videojuego de realidad virtual como parte de la interacción del usuario con el sistema.

La UEMC, a través de su Grupo de Investigación en Discapacidad Física y Sensorial (GIDFYS) en la que participa ASPAYM, y con la colaboración de la empresa especializada en videojuegos de Valladolid Rapture Games, han trabajado conjuntamente para el desarrollo de una herramienta de ayuda al diagnóstico y la rehabilitación de pacientes con pérdida parcial del campo visual. Estos pacientes son identificados por los especialistas del Hospital Clínico Universitario de Valladolid, que se encarga de realizar una primera atención y diagnóstico.

Dado que se encuentran dificultades a la hora de cuantificar el grado de mejora de los mencionados pacientes, así como facilitar la rehabilitación de los mismos, se ha propuesto la creación de un entorno de realidad virtual en el cual, el paciente, a través de los videojuegos, pueda entrenar las regiones del campo visual afectadas por el ictus. Al mismo tiempo, la aplicación podrá ir almacenando los datos obtenidos para dar información relevante a los especialistas que guíen las sesiones.

Desarrollo del prototipo

Para lograr estos ambiciosos objetivos se utilizó un modelo de gafas de realidad virtual denominado ‘Oculus Rift’. Actualmente, el modelo comercial no ofrece la posibilidad de realizar grabación de los ojos dentro del dispositivo, por lo que ha sido necesario realizar un prototipo sobre el que mecanizar las modificaciones físicas necesarias.

Para ello se desmontó el dispositivo de realidad virtual y se estudiaron las partes que debían ser modificadas para la incorporación de las micro-cámaras. A continuación se realizó un escaneo de la pieza detectada mediante un láser de brazo, para la toma de medidas con una precisión de décimas de milímetro. Posteriormente, se generó un modelo simplificado a partir de dicho escaneo y se realizó una impresión 3D de la pieza.

Al mismo tiempo, fue necesario realizar varios módulos software encargados de estimar la posición de la pupila dentro del ojo para determinar la dirección de la mirada (Eye tracker) empleando visión computacional y análisis de imagen dentro de un vídeo en tiempo real. Otro módulo cuyo objetivo era crear un pequeño entorno controlado en 3D dentro del motor de videojuegos Unreal Engine. Asimismo, fue necesario desarrollar un paquete software para realizar la integración del Eye tracker dentro del videojuego.

Por último, se implementó un módulo de autocalibración que emplea la información que se va recogiendo del ojo para refinar la dirección hacia donde está mirando el usuario mientras se van capturando datos. Este último software se encarga de mover una esfera, en el espacio inmediatamente frente al personaje virtual, que ilustra la dirección de la mirada del usuario dentro de su campo de visión.

El conjunto del dispositivo físico y el desarrollo software, tiene previsto realizar un estudio en pacientes reales para comprobar el grado de aceptación, facilidad de uso, precisión y mejora de las personas sensibles a ser tratadas con esta tecnología. Al mismo tiempo, se ha buscado que la implantación y difusión sea la máxima posible detectando las alternativas más económicas dentro de la gama de dispositivos disponible. De esta forma, se consigue un sistema low-cost que pueda ser adquirido por el mayor número de consultas e incluso usuarios finales que lo deseen.

“La UEMC, en su afán innovador y de conciencia social a través de sus grupos de investigación, en este caso el GIDFYS, trata de aportar soluciones aplicables en el mercado actual y futuro a medio plazo, siempre explorando las tecnologías disponibles de última generación”, aseguran los investigadores. Al mismo tiempo, tiene muy presente que dichos avances “no pueden permanecer externos a la colaboración con la empresa especializada, en este caso, a través de su colaboración con la sociedad amiga Rapture Games, la cual se muestra muy predispuesta a aprovechar las sinergias que se crean entre el mundo académico y el profesional para ambas partes, máxime en casos de marcado carácter social”, recuerdan.

Se estima que la mejor forma de comercializar la idea empresarial es a través de la venta de servicios asociados, tales como repositorios de datos, paquetes de actualización de videojuegos, comparativas con otros datos recopilados, generación de informes expertos, asesoramiento o tutorización de uso de las herramientas, creación de otras herramientas o videojuegos ad hoc para dar funcionalidades especiales según el panel de expertos que lo requieran, etc.

“Todavía queda un gran trabajo por hacer, pero los reconocimientos y la financiación obtenidos en el marco del programa de Transferencia de Conocimientos Universidad-Empresa, suponen un gran apoyo a las actividades que se desarrollan dentro de la UEMC”, destacan desde el GIDFYS.

El prototipo, desarrollado por los profesores del Departamento de Ciencias de la Salud que desarrollan su actividad investigadora en el CIDIF (Centro de Investigación de ASPAYM castilla y León), Mª Begoña Coco Martín, Azael J. Herrero Alonso, Carlos Baladrón Zorita, Juan Martín Hernández y Óscar Javier Prieto Izquierdo, con la colaboración de Jaime Finat, de la empresa Rapture Games, ha sido galardonado con el tercer premio en la modalidad ‘Idea Empresarial’ del certamen ‘Iniciativa Campus Emprendedor 2015’.

La Consejería de Educación -a través de la Fundación Universidades y Enseñanzas Superiores de Castilla y León (Fuescyl)-, con la colaboración de la Agencia de Innovación, Financiación e Internacionalización Empresarial (ADE) y el patrocino de Banco Santander -a través de Santander Universidades-, puso en marcha una nueva edición de ‘Iniciativa Campus Emprendedor’ en abril del pasado año. El concurso forma parte del Plan de Transferencia de Conocimiento Universidad-Empresa 2015-2017, en el marco de la Estrategia Regional de Investigación e Innovación para una Especialización Inteligente (RIS3) de Castilla y León.