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Extracción y recuperación de contenidos basado en vídeo en cirugía de mínima invasión

  • Cortina Januchs, María Guadalupe
  • Sánchez González, Patricia
  • Oropesa García, Ignacio
  • Sánchez Margallo, Juan Alberto
  • Sánchez Margallo, Francisco Miguel
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
La introducción de las cirugías de mínima invasión en rutina clínica ha provocado la incorporación de los sistemas de vídeo dentro del quirófano. Así, estas técnicas proporcionan al cirujano imágenes que antes solo podían ser vistas mediante cirugía abierta. Los vídeos obtenidos en las intervenciones son almacenados en repositorios. El uso posterior de estos vídeos se ve limitado generalmente a su reproducción, debido a las dificultades de clasificación y gestión. La información que contienen estos repositorios puede ser explotada, reutilizando el conocimiento obtenido en cirugías similares. En este artículo de investigación se presenta el diseño de un módulo de gestión de conocimiento (MGC) para un repositorio de vídeos de cirugía de mínima invasión (CMI). El objetivo del módulo es gestionar y reutilizar la información contenida en el repositorio de vídeos laparoscópicos, para que puedan ser utilizadas con las experiencias previas en entornos de formación de nuevos cirujanos. Para este fin, se han implementado técnicas de recuperación de imagen y vídeo basadas en sus contenidos visuales (CBIR y CBVR). El MGC permite la recuperación de imágenes/vídeos, proporcionando información sobre la tarea que se está realizando en la escena quirúrgica. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran la posibilidad de recuperar vídeos de CMI, a partir del instrumental presente en la escena quirúrgica.
Proyecto:


iCarer Project: Intelligent Care Guidance and Learning Services Platform for Informal Carers of the Elderly

  • Moreno Sánchez, Pedro Antonio
  • Chausa Fernández, Paloma
  • Sánchez González, Patricia
  • Charvill, Jim
  • Lofti, Ahmad
  • Langensiepen, Caroline
  • García Pacheco, José Luis
  • Saunders, Alison
  • Berckmans, Kris
  • Gaspersic, Jozef
  • Walton, Louise
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
The increasing ageing population is demanding new care approaches to maintain the quality of life of elderly people. Informal carers are becoming crucial agents in the care and support of elderly people, which can lead to those carers suffering from additional stress due to competing priorities with employment or due to lack of knowledge about elderly people?s care needs. Thus, support and stress relief in carers should be a key issue in the home-care process of these older adults. Considering this context, this work presents the iCarer project aimed at developing a personalized and adaptive platform to offer informal carers support by means of monitoring their activities of daily care and psychological state, as well as providing an orientation to help them improve the care provided. Additionally, iCarer will provide e-Learning services and an informal carers learning network. As a result, carers will be able to expand their knowledge, supported by the experience provided by expert counsellors and fellow carers. Additionally, the coordination between formal and informal carers will be improved, offering the informal carers flexibility to organize and combine their assistance and social activities.
Proyecto:


CareCloud: Plataforma de soporte y asistencia a cuidadores

  • Moreno Sánchez, Pedro Antonio
  • Chausa Fernández, Paloma
  • García Rudolph, A.
  • López Blázquez, R.
  • Ceballos, Jordi
  • Saperas, Josep Manel
  • Sánchez González, Patricia
  • Tormos Muñoz, Josep M.
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
El aumento de las personas con discapacidad está demandando la aparición de nuevos modelos de cuidado en los que el cuidador informal desarrolle un papel fundamental como fuente de provisión de cuidados. La falta de preparación del cuidador junto con los frecuentes episodios de estrés y depresión que sufren ante la elevada carga psicológica y laboral, tienen un impacto muy negativo tanto en la condición del cuidador como en las tareas de cuidado. Con el objetivo de mejorar los cuidados provistos y la calidad de vida de los cuidadores informales surge la plataforma CareCloud. Esta plataforma proporciona al cuidador informal servicios destinados a la provisión de contenidos personalizados de formación sobre los distintos cuidados que prestan a sus familiares. Además, permite la gestión de los cuidados a través de servicios de coordinación entre distintos cuidadores, así como procedimientos de evaluación del cuidado que permitan detectar problemas ocurridos en la asistencia prestada.
Proyecto:


Video-endoscopic image analysis for 3D reconstruction of the surgical scene

  • Cano González, Alicia
  • Sánchez González, Patricia
  • Sánchez Margallo, Francisco Miguel
  • Oropesa García, Ignacio
  • Pozo Guerrero, Francisco del
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
Video-endoscopic image analysis is an important source of information for extracting relevant 3D information of the surgical scene in minimally invasive surgery. This work proposes a new approach for getting depth information and relative position between instruments and organs based on video image analysis. The proposed image analysis extracts information from: (1) the projective geometry of the surgical setting in the image to determine laparoscopic tool’s pose, and (2) the scene illumination captured in the image for getting a depth-map of the surgical scene. Results have verified the potential of video-analysis based methods for obtaining 3D information of the whole surgical scene. This information offers new possibilities for developing new augmented reality surgical applications and for improving surgical training with objective metrics. The main benefit of this approach is the lack of extra elements which disturb surgeons’ performance in the clinical routine.
Proyecto:


Segmentación y seguimiento de estructuras en imágenes laparoscópicas

  • Pérez Rodríguez, Rodrigo
  • Solana Sánchez, Javier
  • Cano González, Alicia
  • Sánchez González, Patricia
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
La estimación de la posición 3D de las diferentes estructuras que aparecen en cirugía laparoscópica es una medida de gran importancia para el desarrollo de aplicaciones para la formación y aprendizaje de futuros cirujanos. Para dicha estimación se hace necesaria una etapa previa de segmentación de estructuras y de seguimiento de las mismas a lo largo de la secuencia de imágenes que compone la intervención. En este trabajo de investigación se propone un método de segmentación semiautomática basada en la combinación de sobresegmentación y crecimiento de regiones y un algoritmo de seguimiento de la estructura segmentada. Para el desarrollo de estos algoritmos se utilizan técnicas de tratamiento de imágenes junto con métodos basados en la estadística paramétrica y no paramétrica.
Proyecto:


Editor multimedia de vídeo laparoscópico para formación de habilidades cognitivas

  • Solana Sánchez, Javier
  • Pérez Rodríguez, Rodrigo
  • Sánchez González, Patricia
  • Cano González, Alicia
  • Sánchez Margallo, Francisco Miguel
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
La cirugía de mínima invasión (CMI) es un tipo de cirugía que, dado el elevado número de ventajas que presenta frente a la cirugía abierta tradicional, está siendo cada vez más utilizada en los centros hospitalarios de todo el mundo. Sin embargo, su inconveniente principal es que requiere la adquisición de nuevas habilidades motoras y cognitivas. Es en el terreno de las habilidades cognitivas, donde cobra especial interés la formación mediante los vídeos quirúrgicos, principal fuente de información de las intervenciones de CMI. Este trabajo aborda el diseño e implementación de un editor multimedia de vídeo laparoscópico capaz de añadir información útil a los vídeos originales, ofreciendo al usuario una serie de funcionalidades, con el fin de ayudar a la formación de los cirujanos. La validación llevada a cabo muestra cómo el usuario no sólo considera la herramienta aquí presentada de gran utilidad, sino también usable.
Proyecto:


Laparoscopic image analysis for automatic tracking of surgical tools

  • Cano González, Alicia
  • Vara Beceiro, I.
  • Sánchez González, Patricia
  • Pozo Guerrero, Francisco del
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
Laparoscopy is a surgical technique nowadays embedded in the clinical routine. Recent researches have been focused on analysing video information captured by the endoscope for extracting cues useful for surgeons, such as depth information. In particular, the 3D pose estimation of the surgical tools presents three important added values: (1) to extract objective parameters for the surgical training stage, (2) to develop an image-guided surgery based on the knowledge of the surgery tools localization, (3) to design new roboticsystems for an automatic laparoscope positioning, according to the visual feedback. Tool’s shape and orientation in the image is the key to get its 3D position. This work presents an image analysis for automatic laparoscopic tool’s detection along the recorded video without extra tool markers, using an edges detection strategy. Also, this analysis includes a previous stage of barrel distortion correction for videoendoscopic image.
Proyecto:


Automatic generation of real-time deformable parametric model of the aorta for a VR-based catheterism guidance system

  • Fontanilla Arranz, Pablo
  • Rodríguez Vila, Borja
  • Dore, Alessio
  • Sette, Mauro
  • Sánchez González, Patricia
  • Vander Sloten, Jos
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
The purpose of this work is twofold: first, to develop a process to automatically create parametric models of the aorta that can adapt to any possible intraoperative deformation of the vessel. Second, it intends to provide the tools needed to perform this deformation in real time, by means of a non-rigid registration method. This dynamically deformable model will later be used in a VR-based surgery guidance system for aortic catheterism procedures, showing the vessel changes in real time.
Proyecto:


Utilidad del vídeo quirúrgico en las cirugías de mínima invasión

  • Sánchez González, Patricia
  • Oropesa García, Ignacio
  • Gómez Aguilera, Enrique J.
El vídeo quirúrgico es la principal fuente de información intraoperatoria para el seguimiento de la intervención quirúrgica. Actualmente, su uso como medio de análisis no se halla implantado. Este trabajo presenta su utilidad con casos de uso reales que explotan la información presente en los vídeos a través del procesamiento de los vídeos. Los algoritmos desarrollados permiten la segmentación y seguimiento de los elementos de la escena, la reconstrucción y la localización espacial de los trócares. Se presenta a modo de ejemplos un entorno de formación y un sistema de navegación quirúrgica que explotan la información presente en los vídeos captados por el endoscopio.
Proyecto:


Adaptación de la usabilidad del entorno de formación TELMA a las necesidades de los cirujanos expertos

  • Ortega Moran, J.F.
  • Pagador Carrasco, J.B.
  • Sanchez Peralta, L.F.
  • Sánchez González, Patricia
  • Oropesa García, Ignacio
  • Noguera Aguilar, Jose
  • Sánchez Margallo, Francisco Miguel
Uno de los principales inconvenientes manifestados por los cirujanos a la hora de llevar a cabo su formación continuada es la elevada carga asistencial que les limita la posibilidad de asistir a cursos y estancias presenciales. Por tanto, los cirujanos necesitan otros métodos formativos distintos a la formación in situ y para ello son de gran utilidad las tecnologías web, como es el caso de la plataforma de e-Learning TELMA, que ofrezcan contenidos didácticos adaptados a cada usuario para que puedan complementar su formación con contenidos multimedia online. Estudios previos de validación de TELMA detectaron diferentes problemas respecto a su diseño y usabilidad, propiciando mayores dificultades de accesibilidad para los cirujanos expertos en relación a los cirujanos noveles. Para corregirlos, en este trabajo se han analizado las deficiencias encontradas y se han propuesto una serie de medidas fundamentadas en un conjunto de directivas de diseño web que se deberían adoptar en futuras versiones de la plataforma TELMA para tratar de solventar estas desigualdades, ofreciendo a todos los usuarios tanto expertos como noveles, las mismas facilidades de accesibilidad.
Proyecto:


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