Digital imaging, virtual and augmented reality

Abstract

The sensorial perception of what is captured is what we know as “image” and consists of a static component and a dynamic process. This continuous process of images capture is essential in surgery. The image is crucial for the surgeon, who requires it for the diagnosis, for the therapeutic process and for postoperative follow-up. In minimally invasive surgery the sequence of images is essential and promotes the appearance of digital video. Digital video is the representation of moving images in the form of encoded digital data, unlike classic analog video, with continuous analog signals.

Beyond what we can consider the “real image” (what we see as part of the existing reality) other realities appear in these decades; the Virtual Reality and Augmented Reality. With these realities we refer in the medical ambitus to the creation or superposition, respectively, of a three-dimensional virtual environment to support healthcare and teaching or research processes. Today, these technologies have already begun to be integrated into various surgical specialties, with predictive surgical planning and intraoperative navigation us their main applications.

When using these digital environments, it is difficult to completely separate virtual reality from augmented reality, often being Mixed Reality. The current developments offer an environment that mixes the best aspects of both, unifying the simulation and requiring a single helmet or glasses to enjoy the sensorial experience. In this fusion of realities it will be possible to simultaneously create a virtual world from scratch to which we can add virtual elements from our real environment.

Resumen

La percepción sensorial de lo captado es lo que conocemos como “imagen” y consta de un componente estático y un proceso dinámico. Este proceso continuo de captación de imágenes es indispensable en la cirugía. La imagen es vital para el cirujano, que la precisa para el diagnóstico, para el proceso terapéutico y para el seguimiento postoperatorio. En cirugía mínimamente invasiva la secuencia de imágenes es fundamental y nos lleva a la aparición del video digital. El video digital es la representación de imágenes en movimiento en forma de datos digitales codificados, a diferencia del clásico video analógico, con señales analógicas continuas.

Más allá de lo que podemos considerar la “imagen real”, lo que vemos como parte de la realidad existente, aparecen en estas décadas otras realidades; la Realidad Virtual y la Realidad Aumentada. En el ámbito médico nos referimos a la creación o superposición, respectivamente, de un entorno virtual tridimensional de apoyo a procesos asistenciales y docentes o de investigación. A día de hoy, estas tecnologías ya han comenzado a integrarse en diversas especialidades quirúrgicas, siendo la planificación predictiva y la navegación intraoperatoria sus principales aplicaciones.

Cuando se hace uso de estos entornos digitales es difícil separar de forma completa la realidad virtual de aumentada, siendo en muchas ocasiones una Realidad Mixta. En los actuales desarrollos avanzados se ofrece un entorno que mezcla los mejores aspectos de ambas, unificando la simulación y necesitando un único casco o gafas para poder disfrutar de la experiencia sensorial. En esta fusión se podrá de forma simultánea crear un mundo virtual desde cero al que agregar elementos virtuales en nuestro entorno real.