Dispositivos de Interfaz Natural de Usuario para el Control sin Contacto de Imágenes Radiológicas en Cirugía

Introducción

Una infección del sitio quirúrgico (SSI por sus siglas en inglés), es aquella generada posterior a una cirugía en la parte del cuerpo en donde se realizó. Entre los principales objetos que causan esta infección están el teclado y el ratón de la computadora, los cuales cuentan con una alta tasa de contaminación microbiana. Para solucionar este problema, se sugiere el uso de un sistema de interfaz sin contacto. Esto se debe  a que posibilita un control de forma directa y estratégico de las imágenes sin la necesidad de existir contacto físico. En este artículo se hace un análisis y comparación de la usabilidad de dos dispositivos: Microsoft Kinect para Windows v2 y Leap Motion NUI. Asimismo, se hace una comparación con los resultados obtenidos por Tan et al.

Materiales y métodos

El estudio se realizó mediante un método mixto en un ambiente no estéril con el Microsoft Kinect, el Leap Motion y un ratón estándar. Para el análisis de campo cuantitativo, se recopilaron datos de mediciones predefinidas (tamaño de una estructura anatómica), para calcular la velocidad y precisión de los tres dispositivos de entrada. En el caso del análisis cualitativo, se hizo un cuestionario semiestructurado, basado en el método de evaluación del estudio de Tan et al.

El sistema autónomo se compuso de un dispositivo TedSIGN en conjunto de un controlador Leap Motion. De igual forma, se utilizó un ordenador con un sistema operativo de Windows 8.1 con una aplicación TedCas TedGapp integrada con ClearCanvas Open Source. Para la evaluación de percepción, se inscribieron 42 clínicos que experimentaron los dos controladores de movimiento. Finalmente, se hizo uso de un análisis de varianza de tres vías, ANOVA, y una prueba de HSD.

Resultados y discusión

Se observó que la velocidad de medición de los controladores de Microsoft Kinect (11,33s) y Leap Motion (11,25s) fue comparable, pero significativamente menor a la del ratón (3,12s). Con la evaluación de varianza se obtuvieron tiempos de medición estadísticamente equivalentes, p=0,93. Por otro lado, la precisión del Microsoft Kinect fue la más deficiente, mientras que el Leap Motion fue comparable con la del ratón. Esto se puede deber a factores influyentes como el tamaño de la pantalla, la posición del usuario, la distancia de operación y el diseño de los controles de gestos.

En lo que respecta a la utilidad, 20 de 40 participantes le dieron una calificación como potencialmente útil en la práctica a Microsoft Kinect. En el caso de Leap Motion, solo el 38% lo marcó como de utilidad. En general, se adquirió una relación significativa desde el punto de vista estadístico entre la facilidad de uso del sistema.

Un 54% de los participantes del estudio (radiólogos y/o cirujanos) valoraron al sistema de control de imágenes médicas como útil. No obstante, este porcentaje es relativamente más pequeño al reportado por Tan et al. pues en su estudio, de los 29 participantes el 69% lo marcaron como útil. Una de las razones de las diferencias de porcentaje se puede deber a que en este estudio se consideraron más especialidades clínicas de los radiólogos.

Conclusiones

Con los resultados del estudio se puede decir que el uso de un sistema NUI para controlar imágenes radiológicas por medio de gestos, es viable y puede favorecer la práctica quirúrgica por las interacciones sin contacto. Para mejorar la usabilidad del Sistema, se debe tener una colocación adecuada de los sensores y tener una buena implementación de los cambios de diseño. Asimismo, el uso de distintos tipos de sensores puede optimizar la coherencia, precisión y fiabilidad del sistema.

Traducido y adaptado de: N. Nestorov, P. Hughes, N. Healy, N. Sheehy and N. O’Hare, «Application of Natural User Interface Devices for Touch-Free Control of Radiological Images During Surgery,» 2016 IEEE 29th International Symposium on Computer-Based Medical Systems (CBMS), 2016, pp. 229-234, doi: 10.1109/CBMS.2016.20