Una animación médica es una película educativa corta, generalmente basada en un tema fisiológico o quirúrgico, que se representa mediante gráficos por computadora en 3D. Si bien puede estar destinada a una variedad de audiencias, la animación médica se utiliza más comúnmente como una herramienta de instrucción para profesionales médicos o sus pacientes.
Las primeras animaciones médicas se limitaban a los modelos básicos de estructura de alambre debido a la baja velocidad del procesador. Sin embargo, la rápida evolución en el diseño de microprocesadores y la memoria de la computadora ha llevado a animaciones que son significativamente más complejas.
La animación médica puede verse como una visualización independiente o en combinación con otros dispositivos de entrada sensorial, como pantallas montadas en la cabeza, lentes estereoscópicos, guantes hápticos, estaciones de trabajo interactivas o entornos virtuales automáticos de cueva (CAVE).
Historia
Aunque evolucionaron a partir del campo de las ilustraciones médicas realistas (como las creadas por el anatomista flamenco Andreas Vesalius en el siglo XVI), las animaciones médicas también están en deuda con la tecnología cinematográfica y las imágenes generadas por computadora.
El término animación médica es anterior al advenimiento de los gráficos generados por computadora en aproximadamente tres décadas. Aunque la primera animación por computadora se creó en Bell Telephone Labs en 1963, [1] la frase "animación médica" aparece en contextos académicos ya en 1932 en el Journal of Biological Photography. [2] Como lo discutieron Clarke y Hoshall, el término se refería a películas ilustradas bidimensionales producidas para su inclusión en películas proyectadas para estudiantes de medicina. [3]
La creación de la animación médica generada por computadora comenzó en serio a principios de la década de 1970. La primera descripción del uso de gráficos por computadora en 3D con fines médicos se puede encontrar en un número de la revista Science , de 1975. Sus autores, un equipo de investigadores de los Departamentos de Química y de Bioquímica y Biofísica de la Universidad A&M de Texas , describió los usos potenciales de la animación médica para visualizar macromoléculas complejas .
A fines de la década de 1980, la animación médica se había convertido en una modalidad distinta de instrucción fisiológica y quirúrgica. [4] En ese momento, los investigadores habían sugerido que las animaciones médicas en 3D podrían ilustrar conceptos fisiológicos, moleculares o anatómicos que de otro modo serían inviables. [5]
La industria de la animación médica actual comprende una faceta de la industria de la animación por computadora que no es de entretenimiento, que tiene ingresos anuales de $ 15 mil millones por año en todo el mundo. [6]
Aplicaciones
Educación del paciente
Una tendencia creciente entre los estudios de animación médica es la creación de clips enfocados en explicar los procedimientos quirúrgicos o los mecanismos de acción farmacéuticos en términos lo suficientemente simples para que los entienda un profano. Estas animaciones se pueden encontrar en los sitios web de los hospitales, en las estaciones de trabajo de los consultorios médicos, en los sitios web de salud en línea o en los propios estudios de animación médica. [7] [8] [9] [10] Estas animaciones también pueden aparecer en programas de televisión, plataformas OTT y otros lugares de entretenimiento populares como una forma de educar a la audiencia sobre un tema médico en discusión.
En ocasiones, esta forma de animación se utiliza en el hospital. En este contexto, se pueden utilizar clips para obtener el consentimiento plenamente informado de los pacientes que se enfrentan a una cirugía o tratamiento médico. Asimismo, los estudios han sugerido que las animaciones médicas que educan al paciente pueden reducir la tasa de cirugías accidentales en el lugar equivocado. [11]
Simulación médica
Debido a la relativa escasez de cadáveres que se utilizarán para la instrucción quirúrgica [12] y al uso cada vez menor de animales y pacientes que no han dado su consentimiento, los institutos pueden utilizar animaciones médicas como una forma de enseñar anatomía y cirugía a los futuros médicos. conceptos. Dichas simulaciones se pueden ver de forma pasiva (como en el caso de las animaciones médicas en 3D incluidas a través de un CD-ROM en paquetes de libros de texto médicos) o mediante controles interactivos. La estimulación de las habilidades mano-ojo mediante hápticos es otro posible uso de la tecnología de animación médica, que se deriva del reemplazo de cadáveres en las aulas quirúrgicas por entrenadores de tareas y maniquíes. [13]
La creación de cuerpos virtuales proporcionalmente precisos a menudo se logra mediante exploraciones médicas, como la tomografía computarizada (TC) o la resonancia magnética (MRI). Estas técnicas representan un cambio que ahorra tiempo y dinero y se aleja de la creación de animaciones médicas utilizando cadáveres seccionados. Por ejemplo, el Proyecto Humano Visible de la Biblioteca Nacional de Medicina creó animaciones médicas en 3D de los cuerpos masculino y femenino mediante el escaneo de cadáveres con tecnología de tomografía computarizada, después de lo cual se congelaron, se afeitaron en secciones de un milímetro de espesor y se grabaron con fotografías de alta resolución. [14]
En comparación, las animaciones médicas realizadas utilizando solo datos escaneados pueden recrear las estructuras internas de pacientes vivos, a menudo en el contexto de la planificación quirúrgica. [15] [16]
Animación celular y molecular
Las animaciones médicas se emplean a menudo como un método para visualizar la gran cantidad de procesos microscópicos que ocurren en el cuerpo humano. Estos pueden involucrar la interacción entre orgánulos, la transcripción de ADN, la acción molecular de enzimas, las interacciones entre patógenos y glóbulos blancos o virtualmente cualquier otro proceso celular o subcelular. [17] [18]
Las animaciones moleculares son similares en el sentido de que representan estructuras que son demasiado pequeñas para que las vea el ojo humano. Sin embargo, esta última categoría también es capaz de ilustrar estructuras atómicas, que a menudo son demasiado diminutas para ser visualizadas con claridad mediante microscopía. [19]
La animación celular puede usar modelos construidos manualmente o aquellos que se originan a partir de microscopía y la posterior creación de superficies poligonales en 3D.
Mecanismo de acción farmacéutico.
Como una forma de explicar cómo funcionan los medicamentos, los fabricantes farmacéuticos pueden proporcionar animaciones de mecanismo de acción, a menudo a través de sitios web dedicados a medicamentos recetados específicos. [20] Estas visualizaciones médicas no suelen representar las estructuras celulares de forma totalmente precisa o proporcional. En cambio, las animaciones del mecanismo de acción pueden simplificar visualmente la interacción entre las moléculas del fármaco y las células. Estas animaciones médicas también pueden explicar los orígenes fisiológicos de la enfermedad en sí. [21]
Instrucción de atención de emergencia
Varios estudios han sugerido que las animaciones médicas en 3D se pueden utilizar para instruir a los principiantes sobre cómo realizar la reanimación cardiopulmonar en una emergencia. [22] Estos informes generalmente sugieren el uso de animaciones de captura de movimiento narradas por voz previamente preparadas que se ven por medio de un teléfono celular u otro dispositivo electrónico portátil. [23]
Reconstrucción forense
Se han desarrollado varias aplicaciones para animaciones médicas en el campo de la ciencia forense. Estos incluyen la llamada "virtutopsia", o autopsia virtual asistida por resonancia magnética, de restos que están demasiado dañados para ser inspeccionados o reconstruidos de otra manera. [24] Asimismo, las animaciones médicas pueden aparecer en las salas de audiencias, utilizarse como "reconstrucciones" forenses de escenas de crímenes o recrear los crímenes en sí mismos. [25] La admisibilidad de tales pruebas es cuestionable.
Aprendizaje electrónico o interactivo
Los investigadores han sugerido que las animaciones médicas se pueden utilizar para difundir materiales de educación médica de forma electrónica, lo que permite que tanto los profesionales de la salud profesionales como los aficionados puedan acceder a ellos y utilizarlos. [26]
Formación y planificación quirúrgica
Algunos institutos utilizan animaciones tanto para enseñar a los estudiantes de medicina cómo realizar una cirugía básica como para darles a los cirujanos experimentados la oportunidad de ampliar su conjunto de habilidades. [27] Se han realizado múltiples estudios sobre la efectividad y viabilidad de la planificación previa quirúrgica basada en la animación médica. También se han creado herramientas experimentales de animación como tecnología integral en la cirugía guiada por imágenes. [28] Hoy en día, el entrenamiento quirúrgico utiliza animación médica combinada con realidad virtual (VR), realidad aumentada (AR) y simulación. [29] [30]
Ver también
Fuentes
- ^ " La primera animación por computadora del mundo : creada por Edward E. Zajac de AT&T Bell Laboratories" . Universidad de Arizona. Archivado desde el original el 15 de agosto de 2011.
- ^ Bosse, KK (1992). "El uso de dibujos animados en películas médicas". Revista de Fotografía Biológica . 60 (3): 98–9. PMID 1517189 .
- ^ Ilustración: su técnica y aplicación a las ciencias . Clarke CD y Hoshall EM. Compañía John D. Lucas. 1939. págs. 386.
- ^ Collins, D .; Algodón, F .; Hazen, E .; Meyer, E .; Morimoto, C. (1975). "Estructuras cristalinas de proteínas: enfoques más rápidos y económicos" . Ciencia . 190 (4219): 1047–53. Código Bibliográfico : 1975Sci ... 190.1047C . doi : 10.1126 / science.1188383 . PMID 1188383 .
- ^ Swanson, Stanley M .; Wesolowski, Tomasz; Geller, Maciej; Meyer, Edgar F. (1989). "Animación: una herramienta útil para los dinámicos moleculares de proteínas, aplicada a los enlaces de hidrógeno en el sitio activo de la elastasa". Revista de gráficos moleculares . 7 (4): 240–2, 223–4. doi : 10.1016 / 0263-7855 (89) 80009-8 . PMID 2486826 .
- ^ Prayag A. "La animación médica gana en importancia". Línea empresarial hindú . Bangalore. 14 de octubre de 2007.
- ^ "Reemplazo de la válvula aórtica transcatéter (TAVR)". Mayo Clinic. 2020.
- ^ "Qué es una migraña". EveryDay Health. 2020.
- ^ Animaciones científicas "Animación médica" . 2020.
- ^ "Ejemplos de animación médica" DG Medical Animations. 2020.
- ^ Mira, Lai-Chu; Chang, Yi-Hua; Chuang, Kai-Lan; Lai, Hui-Ru; Peng, Pei-I .; Jean, Wen-Chyi; Wang, Chao-Hui (2011). "Programa de animación utilizado para alentar a los pacientes o miembros de la familia a tomar un papel activo para eliminar cirugías en el lugar equivocado, en la persona equivocada o en el procedimiento incorrecto: Evaluación preliminar". Revista Internacional de Cirugía . 9 (3): 241–7. doi : 10.1016 / j.ijsu.2010.11.018 . PMID 21167326 .
- ^ Agoreyo, FO (2003). "Prosección en lugar de disección humana - forma de salir de la escasez de cadáveres - artículo de revisión". Anales de Ciencias Biomédicas . 2 (2): 69–73. doi : 10.4314 / abs.v2i2.40648 .
- ^ Rosen, Kathleen R. (2008). "La historia de la simulación médica". Revista de cuidados intensivos . 23 (2): 157–66. doi : 10.1016 / j.jcrc.2007.12.004 . PMID 18538206 .
- ^ Ackerman MJ. "Proyecto humano visible: Obtención de los datos". Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. 27 de julio de 2011.
- ^ Soler, Luc; Marescaux, Jacques (2007). "Simulación quirúrgica específica del paciente". Revista mundial de cirugía . 32 (2): 208–12. doi : 10.1007 / s00268-007-9329-3 . PMID 18066615 .
- ^ Tory, M .; Rober, N .; Moller, T .; Celler, A .; Atkins, MS (2001). "Técnicas de espacio-tiempo 4D: un estudio de caso de imágenes médicas". Visualización de Actas, 2001. VIS '01 . pag. 473. CiteSeerX 10.1.1.16.5542 . doi : 10.1109 / VISUAL.2001.964554 . ISBN 978-0-7803-7200-9.
- ^ "La vida interior de la célula". BioVisions en la Universidad de Harvard. 2011.
- ^ Colección de animación de celda virtual. Centro de Aprendizaje de Biología Molecular y Celular. Universidad Estatal de Dakota del Norte.
- ^ Bromberg, Sarina; Chiu, Wah; Ferrin, Thomas E. (2010). "Taller de Animación Molecular" . Estructura . 18 (10): 1261–5. doi : 10.1016 / j.str.2010.09.001 . PMC 3071847 . PMID 20947014 .
- ^ Artritis psoriásica: cómo funciona HUMIRA. Laboratorios Abbott. 2011.
- ^ "Mecanismo de acción: más información sobre el tratamiento del eccema con Protopic" . Astellas Pharma US, Inc. 2008. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2008 .
- ^ Choa, Minhong; Parque, Incheol; Chung, Hyun Soo; Yoo, Sun K .; Shim, Hoshik; Kim, Seungho (2008). "La efectividad de la instrucción en reanimación cardiopulmonar: animación versus despachador a través de un teléfono celular". Reanimación . 77 (1): 87–94. doi : 10.1016 / j.resucitación.2007.10.023 . PMID 18164119 .
- ^ Choa, Minhong; Cho, Junho; Choi, Young Hwan; Kim, Seungho; Sung, Ji Min; Chung, Hyun Soo (2009). "Programa de reanimación asistida por reanimación cardiopulmonar como herramienta de recordatorio para lograr un desempeño efectivo de RCP por una persona". Reanimación . 80 (6): 680–4. doi : 10.1016 / j . reanimación.2009.03.019 . PMID 19410356 .
- ^ Thali, MJ; Braun, M .; Buck, U .; Aghayev, E .; Jackowski, C .; Vock, P .; Sonnenschein, M .; Dirnhofer, R. (2005). "VIRTOPSIA: documentación científica, reconstrucción y animación en medicina forense: enfoque geométrico basado en datos 3D individuales y reales, incluida la superficie óptica del cuerpo / objeto y la exploración radiológica de TC / RM". Revista de Ciencias Forenses . 50 (2): 428–42. doi : 10.1520 / JFS2004290 . PMID 15813556 .
- ^ Fulcher, KL (1996). "El jurado como testigo: animación por computadora forense transporta a los jurados a la escena de un crimen o accidente automovilístico" . Revista de derecho de la Universidad de Dayton . 55 : 56–76.
- ^ Baran, Szczepan W .; Johnson, Elizabeth J .; Kehler, James (2009). "Una introducción al aprendizaje electrónico y su uso para abordar los desafíos en la formación quirúrgica". Animal de laboratorio . 38 (6): 202–10. doi : 10.1038 / laban0609-202 . PMID 19455166 .
- ^ Ziv, Stephen d. Pequeño (2000). "Educación médica basada en simulación y seguridad del paciente". Profesora de Medicina . 22 (5): 489–95. CiteSeerX 10.1.1.138.5889 . doi : 10.1080 / 01421590050110777 . PMID 21271963 .
- ^ Kersten-Oertel, M .; Jannin, P .; Collins, DL (2012). "DVV: una taxonomía para la visualización de realidad mixta en cirugía guiada por imágenes". Transacciones IEEE sobre visualización y gráficos por computadora . 18 (2): 332–52. doi : 10.1109 / TVCG.2011.50 . PMID 21383411 .
- ^ Hsieh, MC; Lin, YH (diciembre de 2017). "Aplicaciones de RV y RA en la práctica médica y la educación". Hu li za zhi The Journal of Nursing . 64 (6): 12-18. doi : 10.6224 / jn.000078 . PMID 29164542 .
- ^ Dalisay, L. (2013). "Cómo la animación médica 3D beneficia a la industria de la salud" . Médico geométrico .