hand SMARTPIF: en busca de la mejor prescripción de plantillas Copyright 2015 Consorcio SMARTPIF

Transcripción

2 contenidos 1 - Introducción 2 - Esquema general 3 - Sistema de Prescripción Inteligente 4 - Escáner 4D de pies, versión ToF 5 - Escáner 4D de pies, versión 3DCam 6 - Sistema de Visualización y Predicción de Presiones Plantares 7 - Catálogo Interactivo y Espejo Virtual 8 - Contacto 01 Iconos: Descripción Uso Especificaciones técnicas

3 02 introducción SMARTPIF - "Herramientas inteligentes para la prescripción de calzado y plantillas ortopédicas es un proyecto de investigación para PYMES, financiado por el VII Programa Marco de investigación y desarrollo tecnológico de la Unión Europea. El proyecto se centra en dar solución a un problema identificado en el sector de la podología: los especialistas en el cuidado de la salud del pie a menudo carecen de los datos experimentales y las bases de conocimiento que les faciliten la toma de decisiones acerca de la combinación de zapato-plantilla, y los materiales que resultan más adecuados para un paciente. Para ello el proyecto ha desarrollado un conjunto de herramientas para ayudar a los podólogos a realizar la prescripción terapéutica más adecuada para un paciente, en un entorno sencillo y sin necesidad de llevar a cabo complejas operaciones técnicas. Esta guía ofrece una breve descripción de todas ellas. 03

4 PODÓLOGO esquema general Escáner 4D de pies Visualizador 3D de presiones Predicción de presiones FABRICANTE 04 Sistema de Prescripción Inteligente Programa de diseño de plantillas de INESCOP Custom 3DIn 05 Fabricación Plantilla PACIENTE Catálogo Interactivo Fabricación Fabricar plantilla Zapato Espejo Virtual

5 3. Sistema de Prescripción Inteligente 06 SPI El Sistema de Prescripción Inteligente (SPI) es una aplicación que proporciona soporte al profesional durante el proceso de prescripción terapéutica de plantillas. Desde el punto de vista clínico, sirve de guía a los profesionales de la salud del pie para la prescripción de plantillas personalizadas. A partir de un conjunto de modelos pre-diseñados de plantillas, apropiados para tratar las patologías más comunes, permite su personalización para adaptarlos a las necesidades específicas de cada paciente. 07 El SPI es la aplicación central del sistema SMARTPIF, a la que se pueden conectar dispositivos externos para toma de datos, como plataformas baropodométricas y digitalizadores de pies, y otros programas informáticos como el Módulo de Visualización de Presiones Plantares en 3D, el de Predicción de Presiones, y el Catálogo Interactivo y Espejo Virtual. Desde el punto de vista del paciente, el SPI le ofrece la posibilidad de aportar su opinión sobre la prescripción, así como obtener más información acerca del tratamiento. La opinión del paciente ayuda al podólogo a realizar ajustes en las prescripciones para una mejor adecuación del tratamiento. Tras definir y personalizar la plantilla, la herramienta recoge las características de la prescripción y genera un archivo de datos en formato estándar (XML), que permite la conexión con otras aplicaciones del sistema SMARTPIF.

6 Sistema de Prescripción Inteligente El Sistema de Prescripción Inteligente es una aplicación Web a la que se accede a través de Internet desde un ordenador (PC o Mac) o dispositivos móviles (teléfonos inteligentes o tabletas). Las funciones principales del SPI son: 08 guiar al podólogo durante la fase de prescripción de plantillas, a partir de la selección del modelo más apropiado y su personalización, de acuerdo con datos clínicos y geométricos; la creación de nuevos modelos básicos de plantillas definidos por el usuario; obtener datos útiles para la prescripción a partir de dispositivos externos: digitalizaciones de pies o datos de presiones plantares; el intercambio de información con otras aplicaciones (Sistema de Visualización de Presiones Plantares en 3D, módulo de Predicción de Presiones, Catálogo Interactivo, Espejo Virtual, programas de diseño y fabricación de plantillas); visualizar el modelo 3D de la plantilla, correspondiente a la nueva prescripción; gestionar datos personales de los pacientes; informar y educar al paciente, facilitando el acceso a páginas Web médicas y aportando información sobre las principales características de la nueva prescripción; proporcionar al paciente la posibilidad de evaluar sus prescripciones mediante cuestionarios de opinión personalizados; permite al podólogo obtener información sobre la opinión del paciente acerca de sus prescripciones. Requiere el uso de un navegador que soporte WebGL, para permitir las funciones de visualización 3D del SPI. Acceso cifrado mediante usuario y contraseña para usuarios (médicos o pacientes). 09

7 4. Escáner 4D de pies, versión ToF 10 El escáner 4D de pies, versión ToF, es un escáner dinámico basado en tres cámaras de Tiempo de Vuelo capaces de registrar la geometría del pie durante un ciclo de la marcha, obteniendo así la digitalización de los cambios que se producen en la anatomía del pie al caminar. Esta versión del escáner 4D se compone de un dispositivo de captura, un módulo de digitalización con dos plataformas adicionales y el programa informático de captura, reconstrucción y obtención de medidas 3D de la geometría del pie. 11

8 Escáner 4D de pies, versión ToF Esta versión del escáner 4D de pies proporciona a los podólogos una herramienta sofisticada para la captura de la geometría del pie durante el ciclo completo de la marcha, ofreciendo la oportunidad de detectar modificaciones en la anatomía del pie y el comportamiento real del mismo durante las diferentes fases al caminar. 12 Este sistema permite visualizar la geometría del pie en movimiento y exportar la información en formato STL. Asimismo, dispone de una función para obtener medidas sin necesidad de utilizar programas o herramientas adicionales. Al proporcionar la secuencia completa del ciclo de marcha, el escáner 4D de pies ofrece una oportunidad única a los podólogos para analizar los cambios estructurales que se producen en las diferentes estructuras anatómicas del pie. Esto representa un avance importante en comparación con los escáneres en 3D tradicionales, que sólo permiten realizar capturas en estático, sin tener en cuenta las condiciones de carga durante la marcha. Gracias a la observación de los cambios que se producen en el pie, podólogos y especialistas pueden mejorar sus diseños y adaptar sus prescripciones terapéuticas (de plantillas y calzado) a los cambios dinámicos que se producen en el pie al caminar. El escáner 4D de pies está compuesto por una aplicación informática, un ordenador, un módulo de digitalización dotado de 3 cámaras Tiempo de Vuelo y dos rampas opcionales: Ordenador: Procesador: Intel Core 2 Duo o superior. Sistema operativo: Windows 7 o Windows XP 32 bit. PC RAM: 3 GB mínimo. GPU: requiere GPU con tecnología CUDA, 1GB de RAM mín. Módulo de digitalización: Sensor: 3 cámaras ToF. Frecuencia de captura: 30 imágenes/ segundo. Conexión a PC: cable LAN. Potencia: V, 50-60Hz. Punto de carga del cristal: 150kg/cm2 Peso: 38 kg Formato fichero 3D: STL Plataforma: Estructura: 2 módulos + 2 escaleras de entrada-salida. Dimensiones totales: 64 (largo) x 47 (ancho) x 45 (alto) cm 13

9 5. Escáner 4D de pies, versión 3DCam 14 El escáner 4D de pies, versión 3DCam, es un digitalizador de pies en dinámico basado en una cámara 3D capaz de capturar la geometría de la planta del pie durante la marcha, registrando los cambios que se producen al caminar. El escáner 4D de pies está compuesto por un dispositivo de captura, una cámara sensora 3D, dos sistemas de iluminación opcionales, una plataforma y un programa para captura y reconstrucción de datos. Cuando el paciente camina sobre la zona de captura de datos, un sensor situado en la plataforma activa el proceso de digitalización y el registro de datos. 15

10 Escáner 4D de pies, versión 3DCam El escáner 4D de pies está compuesto por un software que se ejecuta en un ordenador y un dispositivo sensor 3D integrado en una plataforma. Esta versión del escáner 4D de pies se presenta a los podólogos como una herramienta de bajo coste y fácil manejo, capaz de capturar la deformación en la planta del pie al caminar. De este modo, y en contraste con las capturas en estático que ofrecen los escáneres 3D tradicionales, el nuevo sistema permite detectar las modificaciones anatómicas que se producen en la planta del pie durante los distintos momentos de la marcha. 16 Permite realizar capturas de hasta 10 segundos del pie en movimiento y exportar la geometría en archivos en formato estándar STL, de forma que el uso de dichas capturas permite examinar los cambios anatómicos que se producen en el pie del paciente, así como realizar una mejor adaptación de la plantilla y/o calzado, teniendo en cuenta las características geométricas del paciente. Asimismo, los archivos correspondientes a la reconstrucción en 3D de la planta del pie permiten obtener medidas precisas de la zona plantar, analizar los cambios que se producen en las diferentes fases de la marcha y utilizar esta información para mejorar las prescripciones de plantillas. Ordenador: Procesador: Intel i7 CPU. Sistema operativo: Windows 7 (64 bit) mín. PC RAM: 4Gb mín., 8Gb recomendado. GPU: requiere GPU con tecnología CUDA, 2GB de RAM. Módulo de digitalización: sensor 3D: cámara IR estéreo Ensenso. Frecuencia de captura: máx. 15 imágenes/segundo. Conexión a PC: 4 x cable USB. Potencia: V, 50-60Hz. Iluminación IR (opcional): Kinect. Formato fichero 3D: STL. Plataforma: Estructura: conjunto de 4 módulos estructurales + 1 módulo de digitalización + 2 escaleras de entrada/salida. Dimensiones totales: 560 (largo) x 67 (ancho) x 54 (alto) cm. Peso: 96kg. Punto de carga del cristal: 100kg/cm2. 17

11 6. Sistema de Visualización de Presiones Plantares en 3D y Módulo de Predicción de Presiones 18 El Sistema de Visualización de Presiones Plantares en 3D es una herramienta de fácil manejo que sirve de soporte a los podólogos durante el proceso de prescripción de plantillas, permitiendo la visualización de mapas de presiones plantares sobre la geometría 3D del pie o la plantilla. Este plug-in de Rhinoceros permite la superposición, alineación automática y análisis de mapas de presiones (a partir de plataformas baropodométricas u otros sistemas) y digitalizaciones del pies (obtenidas con escáneres 3D o 4D) en estático y dinámico. En el análisis en dinámico, la herramienta permite seleccionar y mostrar la forma del pie y los mapas de presiones relacionados con las fases más importantes del ciclo de marcha: apoyo de talón, apoyo plantar, despegue de talón y despegue de dedos. El módulo de Predicción de Presiones proporciona una estimación de las presiones sobre la planta del pie con el uso de un diseño específico de plantilla (geometría y materiales). Su implementación, a nivel interno, se lleva a cabo mediante la aplicación de algoritmos matemáticos que resultan totalmente transparentes para el usuario. El sistema se sirve de la información sobre el paciente obtenida a partir de una primera visita a la consulta podológica para realizar una valoración de las presiones plantares que se ejercerán sobre el pie al caminar con un diseño específico de plantilla. 19

12 Sistema de Visualización de Presiones Plantares en 3D y Módulo de Predicción de Presiones La herramienta de visualización de mapas de presiones en 3D es un plug-in de Rhinoceros, compatible con Rhino 5.3 y con Windows OS 7 y El Sistema de Visualización de Presiones Plantares en 3D permite a los podólogos conocer exactamente los valores de presión en la planta del pie, tanto en estático como en dinámico. Gracias a esta herramienta se puede seleccionar y mostrar capturas específicas de la forma del pie y mapas de presiones correspondientes a las etapas principales de la marcha, incluso a partir de archivos diferentes con información del pie y presiones. Asimismo, dispone de una serie de funciones para analizar el estado del pie, alinear la imagen del pie con los datos de presiones, visualizar la proyección de los mapas de presiones y calcular las curvas isobaras. El módulo de Predicción de Presiones resulta una herramienta útil para podólogos, puesto que las presiones plantares representan un buen indicador de la probabilidad de aparición de úlceras. Este módulo permite obtener una predicción de presiones según las características de la plantilla prescrita. De esta forma, el especialista puede realizar la prescripción de la plantilla más adecuada, teniendo en cuenta la relación entre una plantilla específica y las correspondientes presiones plantares. La predicción de presiones se establece en 5 áreas identificadas como las más relevantes en cuanto a aparición de úlceras, de forma que los modelos de predicción desarrollados se centran en dichas áreas. Para el análisis en estático, el sistema acepta archivos de geometría de un pie (en formato STL, obtenidos de un digitalizador 3D o 4D) o un modelo de plantilla (en formato IGS) y un mapa de presiones (ya sean reales o previstas, en formato TXT o ASC). Para el análisis en dinámico, el sistema acepta n digitalizaciones de pies (archivos en formato STL obtenidos a partir de un digitalizador 4D) y n mapas de presiones (reales o previstas, en formato TXT o ASC), siendo n un número variable de digitalizaciones y mapas de presiones (de 1 a 100). El sistema exporta cuatro tipos diferentes de datos: mapas de presiones (PNG), proyecciones (VRML), curvas isobaras (IGS) o una combinación de los mismos. El módulo de Predicción de Presiones es un programa ejecutable, conectado directamente con el Visualizador de Presiones 3D, que proporciona una previsión de las presiones plantares a partir de modelos matemáticos basados en aproximaciones de función universal. Para ello, el módulo se alimenta de los datos obtenidos durante la primera visita a la consulta e introducidos en el Sistema de Predicción Inteligente (como archivo en formato XML): presiones plantares, obtenidas a partir de una plantilla y pie normalizados, así como las características del paciente (altura, peso, edad, talla de calzado, distancia del primer y quinto metatarsos, longitud de dedos y altura del arco plantar). En base a esa información, la herramienta es capaz de proporcionar una predicción de las presiones plantares para una plantilla específica de parámetros conocidos (densidad, grosor, dureza, resiliencia, fatiga por compresión y módulo de Young) y la posición de la barra metatarsal. 21

13 7. Catálogo Interactivo y Espejo Virtual 22 El Catálogo Interactivo es una herramienta informática que permite al paciente participar en el diseño y personalizar los modelos de calzado que el podólogo ha pre-seleccionado como los más adecuados según la prescripción. Esta aplicación está disponible para ipad y permite, gracias a una interfaz de usuario muy sencilla e intuitiva, realizar cambios en los colores, materiales y texturas de las diferentes partes del zapato, actuando directamente sobre el modelo virtual en 3D. El Catálogo Interactivo incluye un módulo adicional: el Espejo Virtual. Se trata de una aplicación informática que permite al paciente realizar una comprobación visual de los zapatos que acaba de personalizar: muestra en tiempo real el aspecto de los nuevos zapatos sobre el pie del propio paciente. 23

14 Interactive Catalogue & Virtual Mirror El Catálogo Interactivo recibe información del Sistema de Prescripción Inteligente, y realiza una pre-selección de los modelos de calzado que mejor se ajustan a la prescripción realizada por el podólogo. Mediante una interfaz gráfica táctil, el usuario puede: 24 seleccionar los modelos de calzado y realizar cambios en materiales, colores y texturas; seleccionar accesorios y adornos y aplicarlos a los nuevos zapatos ; guardar los modelos en una librería de Favoritos; y realizar el pedido de fabricación y la compra del modelo. El Espejo Virtual es un módulo adicional conectado al Catálogo Interactivo, que permite al paciente probarse los zapatos que acaba de diseñar, y visualizar el modelo virtual sobre la imagen de su pie reflejada en un espejo. Este módulo dispone de las siguientes funciones: visualizar el modelo virtual sobre el pie del paciente; visualizar la imagen virtual de un modelo diseñado previamente y guardado en Favoritos ; realizar modificaciones en las dimensiones básicas de un modelo de calzado virtual, para adaptarlo al paciente en términos de ancho y alto; y modificar la ubicación espacial del modelo virtual, en referencia al pie del paciente, para mejorar la visualización y ofrecer un mejor ajuste: traslación del modelo en tres ejes, rotación del modelo, selección de pie izquierdo-derecho. 25 El Catálogo Interactivo y el Espejo Virtual son aplicaciones informáticas para tabletas: Sistema operativo: ios 6.0 o superior. Requisitos especiales: se necesita Internet para el acceso a la aplicación y a la última versión del catálogo de calzado. Requisitos de Hardware: ipad de Apple. Versiones recomendadas: o ipad 3 o superior o ipad Mini 2 o superior.

15 Contacto 26 27