Tesis - Dirección General de Servicios Telemáticos

UNIVERSIDAD DE COLIMA
FACULTAD DE TELEMÁTICA
APLICACIÓN DE UNA HERRAMIENTA DE REALIDAD VIRTUAL
COLABORATIVA Y ADAPTACIÓN DE MODELOS GRÁFICOS EN 3D
PARA EL APOYO DEL DIAGNÓSTICO MÉDICO DE LESIONES ÓSEAS
TESIS
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRO EN CIENCIAS, ÁREA TELEMÁTICA
PRESENTA:
ING. LENIN ALEJANDRO CERVANTES MEDINA
ASESOR:
D. en C. MIGUEL ÁNGEL GARCÍA RUIZ
En primer lugar quiero dar las gracias a mi asesor el D. en C. Miguel Ángel García Ruiz por
todo la ayuda y apoyo que me brindó durante la realización de esta tesis, por todos sus
comentarios y observaciones. También me gustaría agradecer al M.C. César Rogelio Bustos
Mendoza por todas las ideas que me dio para hacer de este trabajo algo más completo y de
mejor calidad.
Al Ing. Luis Chávez Hita por su amabilidad en proporcionarme la imagen original de la lesión
ósea que se utilizó para llevar a cabo las pruebas del sistema, así como a mis compañeros
Omar Trinidad Chávez Mojarro y Mario Ezequiel Guzmán García por todo el tiempo e ideas
que me dieron en el desarrollo del ambiente virtual. También me gustaría agradecer a los
médicos que se visitó, que muy amablemente accedieron a proporcionarme información que
me fue de gran ayuda, en especial a los médicos Carlos Romero Martínez y Pedro Murillo
Rincón.
A todos mis maestros por su apoyo y paciencia. Pero muy especialmente a todos mis
compañeros por su amistad.
i
Primero que nada quiero dedicar este trabajo a Dios por permitirme llegar hasta donde estoy.
Dedicó este trabajo a mis padres por todo su amor y apoyo; por toda la confianza brindada
hacia mi persona. Por darme palabras de aliento cuando las cosas se ponían difíciles.
A mis hermanos a los que quiero mucho por ser como son. A mi abuelita María a quien quiero
mucho por todo su amor y cariño.
Pero especialmente a alguien muy importante en mi vida, Nancy por todo su amor y por todos
esos momentos en los que ha estado a mi lado.
ii
Agradecimientos .................................................................................................................i
Dedicatoria..........................................................................................................................ii
Resumen..............................................................................................................................ix
Abstract ...............................................................................................................................x
Capítulo I. Introducción....................................................................................................1
1.1 Definición del problema ....................................................................................
...........................................................................................................................4
1.2 Propósito de la investigación .............................................................................5
1.3 Justificación....................................................................................................... 6
1.4 Motivación......................................................................................................... 6
1.5 Objetivos............................................................................................................ 7
1.5.1
Principal........................................................................................... 7
1.5.2
Específicos....................................................................................... 7
1.6 Preguntas de investigación................................................................................ 7
1.7 Hipótesis............................................................................................................ 7
1.8 Solución propuesta.............................................................................................8
1.9 Conceptos de realidad virtual y CSCW............................................................. 8
1.10 Descripción de los capítulos............................................................................ 9
1.11 Cronograma de actividades.............................................................................. 10
Capítulo II. Revisión de la Literatura...............................................................................11
2.1 Introducción...................................................................................................... 13
2.2 Antecedentes..................................................................................................... 13
iii
2.3 Generalidades de la realidad virtual..................................................................
14
2.4 Metodologías, conceptos y características fundamentales de la Interacción
Humano-Computadora (HCI) en realidad virtual.................................................... 16
2.4.1
CSCW en un ambiente de realidad virtual....................................... 18
2.5 Aplicaciones de realidad virtual utilizando CSCW........................................... 21
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz de realidad virtual para el
diagnóstico de lesiones óseas......................................................................................... 27
3.1 Introducción....................................................................................................... 29
3.2 Metodología de adaptación para la interfaz del ambiente virtual...................... 29
3.2.1 Requerimientos................................................................................... 31
3.2.2 Análisis de los requerimientos............................................................ 31
3.2.2.1 Necesidades del usuario.................................................33
3.2.2.2 Necesidades del desarrollador........................................ 34
3.2.3 Diseño global y detallado.................................................................... 35
3.2.4 Codificación........................................................................................ 37
3.2.5 Prueba interna del ambiente virtual.................................................... 42
3.3 Descripción del funcionamiento de la herramienta........................................... 43
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz de realidad virtual para el diagnóstico de lesiones
óseas.................................................................................................................................... 49
4.1 Introducción....................................................................................................... 51
4.2 Método............................................................................................................... 51
4.2.1 Diseño........................................................................................................ 51
4.2.2 Participantes.............................................................................................. 51
4.2.3 Materiales.................................................................................................. 52
4.2.4 Procedimiento............................................................................................ 52
iv
Capítulo V. Resultados y discusión.................................................................................... 59
5.1 Resultados.......................................................................................................61
5.1.1 Datos Cuantitativos ...................................................................... 61
5.1.2 Datos Cualitativos
...................................................................... 70
5.2 Discusión........................................................................................................ 72
Capítulo VI. Conclusiones................................................................................................. 77
Capítulo VII. Trabajo a futuro.......................................................................................... 83
7.1 Introducción.................................................................................................... 85
7.2 Recomendaciones y sugerencias de la tesis.................................................... 85
Bibliografía......................................................................................................................... 87
Anexos................................................................................................................................ 91
A
Cuestionario.................................................................................................... 93
B Glosario de términos......................................................................................... 99
v
1
Cronograma de actividades de la tesis......................................................... 10
2
Conjunción de los sentidos con tecnología.................................................. 15
3
Ejemplos de mundos virtuales..................................................................... 16
4
Metodología Desarrollo Orientado a Prototipos.......................................... 30
5
Diseño global............................................................................................... 35
6
Diseño detallado...........................................................................................36
7
Servidor DIVE............................................................................................. 43
8
Carga del mundo virtual.............................................................................. 44
9
Carga del modelo en 3D de la lesión ósea................................................ 44
10
Modelos de la lesión ósea, en este caso una fractura del pie izquierdo...... 46
11
Creación del grupo de chat.......................................................................... 46
12
Ventana de chat donde interactúan los médicos......................................... 47
13
Configuración del audio en DIVE.............................................................. 47
14
Interacción por medio de audio por parte de los participantes................... 47
15
Funcionamiento del entorno....................................................................... 54
16
Participante 4 interactuando con el entorno virtual..................................... 74
17
Participantes 2 y 3 durante la prueba piloto del entorno virtual.................. 74
18
Participantes interactuando entre sí dentro del ambiente............................
75
19
Acercamiento del participante 2 dentro del ambiente virtual...................... 75
vii
!"
1
Categorías que clasifican a los sistemas de CSCW (Computer Supported
Collaborative Work)................................................................................... 20
2
Lista de hospitales y clínicas visitadas........................................................ 32
viii
#
Esta tesis muestra un estudio exploratorio de la aplicación de realidad virtual colaborativa
como soporte para los médicos en el análisis de lesiones óseas, en donde el objetivo principal
sea facilitar la comunicación y análisis de dicho problema. Cuando una persona sufre una
lesión ósea como puede ser una fractura, el médico obtiene una radiografía y en base a ella da
un diagnóstico; pero en algunas ocasiones el doctor no cuenta con los conocimientos o tiempo
necesarios,
por lo que su diagnóstico puede no ser el correcto. Es así como en esta
investigación se hace uso de tecnología sofisticada como es la tomografía axial computarizada
(TAC) para ofrecer un mejor diagnóstico. Proponemos la aplicación de un ambiente virtual
colaborativo con modelos 3D de una fractura tomadas con un TAC, para su manipulación y
análisis por varios médicos donde cada uno exprese su opinión para ofrecer un diagnóstico
más óptimo.
ix
The purpose of this thesis is to show an exploratory study about the application of
collaborative virtual reality to support physicians’ analysis of bone injuries, where the main
objective is to facilitate the physicians’ communications and analysis about this problem.
When a person suffers a bone fracture or another similar injury, the first step that a doctor does
is to take an X-ray plaque and then give a diagnosis. However, sometimes the doctor does not
have the necessary knowledge and time, therefore his/her diagnosis is not the best. In addition,
sophisticated technology like computerized tomography (CT) is used to help giving his/her a
better diagnosis. We propose the use of a collaborative virtual environment where a 3D
models of a bone fracture taken with a CT for manipulation and analysis by several
physicians, in order to reach an optimal diagnosis.
x
Capítulo I. Introducción
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Capítulo I. Introducción
Durante mucho tiempo, el hombre ha tenido la necesidad de crear herramientas, procesos,
cálculos que le faciliten la vida diaria; y la informática ha venido a resolver en gran medida
estos aspectos a través de sus distintas áreas, las cuales se encuentran inmersas en otras
ciencias como la medicina, educación y la arquitectura, por mencionar algunas. El ser humano
siempre ha tenido curiosidad por conocer más acerca del funcionamiento de nuestros sentidos
y la manera en cómo estos nos ayudan a interactuar con otras personas de nuestra vida diaria.
Es así como en los años 60 se empezó a gestar un movimiento a nivel mundial de lo que hoy
conoceríamos como realidad virtual (RV). Se puede definir realidad virtual como una
simulación de la vida diaria generada en tercera dimensión y producida por una computadora,
donde los participantes interactúan dentro de ese ambiente (Corrado et al. 2001).
El término mundo virtual fue utilizado por primera vez por Ivan Sutherland, quien era un
miembro de Sun Microsystems Laboratories a través de la publicación de uno de sus artículos
titulado “The Ultimate Display”; el trabajo realizado por esta persona fue muy importante ya
que dio cabida a que posteriores investigadores se interesaran en el tema e hicieran sus propios
estudios y aportaciones (Sutherland, 1965).
Al principio todos los experimentos que se realizaron acerca de realidad virtual fueron muy
rudimentarios, ya que utilizaban aparatos que eran muy estorbosos y pesados, debido a que no
se contaba con el avance tecnológico necesario. Con el interés por conocer más sobre el tema
se desarrolla
el primer generador de escenarios con espacios tridimensionales, datos
almacenados y acelerados.
En la actualidad existen muchos desarrolladores que basan sus estudios en el área de la
realidad virtual tratando de desarrollar sistemas o aplicaciones que reditúen en una mejor
calidad de vida para los seres humanos.
Por otro lado casi 20 años después en 1984, Irene Greif del Massachussets Institute of
Technology (MIT) y Paul Cashman de Digital Equipment Corporation (DEC) interesados en
ver cómo era que los miembros de un equipo de trabajo interactuaban entre sí, reunieron a un
3
Capítulo I. Introducción
grupo de personas de diversas áreas de investigación en Cambridge, para que dieran su punto
de vista acerca de cómo mejorar la comunicación de la información dentro de un grupo
(Soriano y Favela, 1997).
Esto dio pie a que surgiera el concepto de CSCW (Trabajo Colaborativo Asistido por
Computadora, por sus siglas en inglés), el cual es una línea de investigación que se refiere a
que un conjunto de personas con una meta específica intercambien datos mediante sistemas
informáticos que permitan una interacción más fluida y sencilla entre ellos.
Ahora tomando en consideración
que la realidad virtual es una rama de las Ciencias
Computacionales que se encarga de generar sistemas (mundos, objetos u cosas en tres
dimensiones) y el CSCW utiliza estos sistemas para que los puedan utilizar varias personas,
¿porque no unir estos dos tópicos? y darle una orientación hacia otra ciencia de estudio, como
lo es la medicina.
Ya se han realizado estudios de realidad virtual utilizando CSCW como elemento secundario,
esto es, tratar de darle un enfoque grupal a la tecnología de realidad virtual, en donde no sea
una sola persona la que interactúe en este tipo de ambientes; como pueden ser simulaciones de
batallas de combates aéreos, tratamiento de fobias en grupo, etc. en lo cuales se han obtenido
resultados asombrosos.
En esta tesis, el objeto de estudio es desarrollar un ambiente de realidad virtual donde se
visualice un modelo en 3D de una lesión ósea y, que este ambiente lo puedan visualizar un
grupo de médicos para que den su opinión y se tenga la posibilidad de dar un mejor
diagnóstico médico.
1.1 Definición del Problema
Cuando una persona de cualquier edad se encuentra realizando una actividad y por diversas
circunstancias sufre una lesión ósea, lo primero que se hace es llevarla a un hospital, donde se
valora la situación del paciente y se da un diagnóstico.
4
Capítulo I. Introducción
En ciertos casos las decisiones que toman los médicos al momento de diagnosticar a un
persona con una fractura pueden ser mejores si se consulta a otro médico y se tienen dos o más
opiniones.
El problema es que los médicos a quien se acudiría para que dieran su opinión se encuentran
en diferentes lugares debido a que son especialistas y por lo general en una institución médica
sólo hay uno.
1.2 Propósito de la investigación
La tecnología avanza a un ritmo vertiginoso en todos sus ámbitos y cada día descubrimos que
se desarrollan nuevas maneras de realizar las cosas. La realidad virtual es un tópico nuevo en
nuestra sociedad debido a diversos factores que no se mencionarán. Ésta tiene muchas
utilidades que nos pueden ayudar a desenvolvernos mejor en la vida diaria. Nos permite hacer
simulaciones de cosas que resultarían peligrosas si se realizaran en verdad. Entre algunas de
las aplicaciones en medicina que ya se están llevando a cabo se encuentra: uso de realidad
virtual en la psicología para el tratamiento de fobias, tratamiento para el bienestar de pacientes
con cáncer, simulación de cirugías virtuales, entre otras. (Corrado et al. 2001). La principal
ventaja de la realidad virtual es el manipular libremente el entorno manteniendo visibles
solamente los objetos o personas en los que se quiera centrar la atención (Herrera, 1999).
Es por tal razón que surgió el interés por llevar a cabo una investigación en donde estuviera
involucrado este tema. Pero para esto se le tuvo que dar un enfoque, y tratando de hacer algo
productivo se escogió a la medicina, más explícitamente lesiones óseas como problemática de
estudio. Además se hizo uso de trabajo colaborativo asistido por computadora (CSCW) para
hacer del estudio algo más completo.
El propósito de esta investigación es utilizar un entorno virtual mediante una herramienta que
sirva de apoyo a los médicos en el diagnóstico de un paciente cuando sufre una fractura simple
o complicada, una fisura, etc.
5
Capítulo I. Introducción
1.3 Justificación
Resulta costoso y en ciertas ocasiones tedioso para los médicos trasladarse de un lugar a otro
para estudiar un caso de lesión ósea, es por tal razón que resultaría de gran ayuda la utilización
de un software en el cual un grupo de médicos no tengan que salir siquiera de sus consultorios
(ahorrándose tiempo y dinero); sino simplemente encender su máquina, observar un modelo
en 3D de la lesión, generada a partir de un aparato de Tomografía Axial Computarizado
(TAC) y empezar a intercambiar puntos de vista mediante un sistema de audioconferencia o
chat, para ofrecer un mejor diagnóstico y una solución más óptima al problema.
El uso de este entorno también será un medio por el cual se registren opiniones y diagnósticos
en forma colaborativa.
1.4 Motivación
Lo que motiva a llevar a cabo esta interfaz es conjuntar varios aspectos de la informática como
realidad virtual y redes además de trabajo colaborativo en la medicina, en este caso, en el
diagnostico de lesiones óseas. Se considera que el entorno como producto final estaría muy
completo por todo lo que englobaría en su desarrollo. Otro aspecto que incita a desarrollar esta
herramienta es que hoy en día la medicina y la informática están muy unidas en muchos
ámbitos, y es algo muy bueno hacer uso de la tecnología en bienestar de las personas. Un
aspecto muy ligado a lo que se desea realizar es el ámbito de la telemedicina “la cual es un
conjunto de técnicas especializadas, que involucran aspectos clínicos y de telecomunicaciones,
que aplicados de manera específica a las especialidades médicas permiten realizar
procedimientos diagnósticos y terapéuticos a distancia” (Grupo Médico de Especialidades
C.A., 2003).
6
Capítulo I. Introducción
1.5 Objetivos
1.5.1
Principal
Poner a disposición de los médicos una interfaz colaborativa de realidad virtual en donde se
tenga la posibilidad que un grupo de médicos puedan analizar las lesiones óseas que presenta
un paciente en particular y puedan intercambiar información de los diagnósticos, mediante el
uso de voz (audioconferencia), modelos en 3D generados por un TAC y un chat.
1.5.2
Específicos
1. Ofrecer y adaptar una interfaz de apoyo de la cual se puedan auxiliar los médicos para
el diagnóstico de lesiones óseas.
2. Apoyar en la reducción de tiempos y costos al evitar que los médicos se trasladen de
un lugar a otro a diagnosticar.
3. Lograr una interfaz que sea amigable y fácil de usar para los usuarios.
1.6 Preguntas de investigación
1. Es factible utilizar una herramienta en la cual los médicos estén visualizando y
expresando con su voz lo que piensan acerca del diagnóstico de lesiones óseas.
2. ¿Qué tan complicado será el uso del entorno para los médicos sabiendo que se utilizará
realidad virtual?
3. ¿Cuáles son los beneficios de las técnicas colaborativas de realidad virtual, comparadas
con las técnicas actuales, para el apoyo del análisis colaborativo de modelos
radiológicos en 3D de lesiones óseas?
1.7 Hipótesis
El uso del ambiente virtual propuesto facilitará significativamente la interpretación
colaborativa de modelos radiológicos en 3D de lesiones óseas.
7
Capítulo I. Introducción
1.8 Solución propuesta
Implementar una interfaz donde se visualicen modelos tridimensionales de fracturas obtenidas
de un TAC (Tomografía Axial Computarizada) a través de una herramienta de realidad virtual
colaborativa, donde los médicos sin la necesidad de salir de su lugar de trabajo analicen las
fracturas y expresen su punto de vista para ofrecer el mejor diagnóstico.
1.9 Conceptos de realidad virtual y CSCW
Son varios los términos que son utilizados en el desarrollo de esta tesis, tanto de realidad
virtual como de trabajo colaborativo asistido por computadora pero lo más importante es
definir lo que significa cada una de ellas.
Preece, et al.(1994) dice: “Realidad virtual es una variedad de estilos de interacción, que
pueden ser muy realistas para forzar algo en una definición precisa”
Burdea y Coiffet (1996) mencionan que: “La realidad virtual es una simulación por ordenador
en la que se emplea el grafismo para crear un mundo que parece realista. Además, el mundo
sintetizado no es estático sino que responde a las órdenes del usuario (gestos, voces, etc.)”
Dependiendo de los autores es la definición que exponen pero al final resultan muy
congruentes entre ellas.
El mismo caso sucede con el CSCW existen muchas definiciones pero todas tienen mucha
similitud.
Bannon y Schmidt (1989) exponen que “El trabajo colaborativo está constituido por procesos
de grupo relacionados como una idea. Esto es, procesos que pertenecen a la producción de un
elemento particular o servicio; donde CSCW debería ser concebido como un esfuerzo para
entender la naturaleza y características de éste. Además de que hacen hincapié en que el
trabajo colaborativo no es mejor ni peor que el trabajo individual. Éste es necesariamente
técnico o económicamente beneficioso en ciertos ambientes de trabajo”.
8
Capítulo I. Introducción
1.10 Descripción de los capítulos.
La estructuración de esta tesis consta de siete capítulos; la mayoría de ellos esta compuesto de
diversos subtemas y un párrafo introductorio a la sección correspondiente. Como cualquier
tesis un apartado de introducción comprende el primer capítulo.
El capítulo 2 muestra antecedentes y conceptos de realidad virtual, como por ejemplo
definiciones, equipos, usos, etc; además se hace mención de la Interacción HumanoComputadora y de aplicaciones de realidad virtual utilizando trabajo colaborativo asistido por
computadora (CSCW).
El capítulo 3 es la parte más importante de la tesis ya que presenta la metodología que se
utilizó en la conceptualización, análisis y diseño de la interfaz de realidad virtual que se
implementó. Esta sección también describe la prueba del entorno virtual con los pros y contras
que se presentaron.
Lo que se presenta en el capítulo 4 es la evaluación del ambiente de realidad virtual
colaborativa en el diagnóstico de lesiones óseas. Describe los procedimientos que se llevaron a
cabo para evaluar dicho entorno virtual, que materiales utilizaron los participantes, etc.
El capítulo 5 muestra los resultados que se obtuvieron de la evaluación del entorno, esto es,
que contestaron los participantes, que les gustó, que no; también se incluyen gráficas que
ayudan a entender mejor los datos recabados mediante cuestionarios.
El capítulo 6 en base a toda la información investigada y recopilada habla acerca de las
conclusiones finales a las que se llegaron después de haber desarrollado el entorno, haber
hechos pruebas con él, etc.
El capítulo 7 tiene que ver con el trabajo a futuro de esta investigación. Se propone realizar un
estudio de viabilidad en cuanto al equipo en donde se alojó el entorno para tratar de necesitar
menos requerimientos de software y hardware.
9
Capítulo I. Introducción
1.11 Cronograma de actividades
La tabla que a continuación se expone muestra las actividades y los tiempos tentativos en los
que se realizó cada actividad.
Jun- Jul- Ago- Sep- Oct- Nov- Dic- Ene- Feb- Mar- Abr- May- Jun- Jul- Ago03
03
03
03
03
04
04
04
04
04
04 04 04
Fecha 03 03
Tarea
Revisión de
la
Literatura
Análisis del
Hardware y
Software
Desarrollo
de la
Aplicación
Prueba del
Entorno
Elaboración
de la Tesis
Fig. 1: Cronograma de actividades de la tesis.
10
Capítulo II. Revisión de la Literatura
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"
13
Capítulo II. Revisión de la Literatura
2.1 Introducción
La realidad virtual es una tecnología que si la aplicamos usando CSCW (parte de la
Interacción Humano-Computadora, HCI), permite manipular objetos, cosas y entornos en
forma grupal de diversas áreas, como por ejemplo la medicina. En este capítulo se tiene como
objetivo exponer como ha ido evolucionando la realidad virtual, desde quién fue la primera
persona que acuño este término hasta cómo es posible utilizar el trabajo colaborativo asistido
por computadora en un entorno de realidad virtual. Además de mencionar qué aplicaciones
actualmente existen de CSCW en RV.
2.2 Antecedentes
Fue a mediados de los años 60 cuando el concepto de mundo virtual empezó a utilizarse,
cuando Iván Sutherland publica un artículo llamado “The Ultimate Display”, en donde hacía
mención en forma general de la realidad virtual (Sutherland, 1965).
Pero fue en 1989 cuando Jaron Lanier acuña el término realidad virtual con la finalidad de
distinguir entre los entornos digitales que se intentaban crear, de las tradicionales pruebas de
simulación que se generaban en computadora (Flores, 2004).
Retomando los inicios de la realidad virtual, fue en 1966 cuando Sutherland fabrica el primer
casco de RV el cual era un poco rudimentario pero muy avanzado para su tiempo, además de
que desarrolló casi en su totalidad toda la tecnología que se necesitaba para su
funcionamiento. Dos años más tarde, Sutherland junto con David Evans crean un generador de
escenarios que trabajaba a base de imágenes tridimensionales.
Ya en la década de los 70 se le da un giro muy importante al uso de la realidad virtual cuando
se desarrollan los primeros simuladores de vuelo para la armada de los Estados Unidos, los
cuales hoy en día son una de las principales aplicaciones de esta tecnología. También se
fabrican los primeros aparatos de interfaz sensorial como guantes.
13
Capítulo II. Revisión de la Literatura
A partir de 1980 la realidad virtual ya es considerada una tecnología con un futuro muy
prometedor.
En 1982 se fabrica un simulador de alta resolución en las instalaciones de la fuerza aérea
norteamericana. Al siguiente año Mark Callahan desarrolla el primer casco de realidad virtual
en el Instituto Tecnológico de Massachussets; además de que se funda la institución VPL
Research.
En 1986 el científico en computación Michael Deering y el físico Howard Davidson usando
tecnología de Sun Microsystems trabajan en la creación del primer casco a color utilizando
una estación de trabajo. La NASA por primera vez combina en un solo entorno imágenes
estereoscópicas, sonido 3D y guantes.
A finales de los 80 surgen sistemas de RV que fluctúan en costo entre los 225,000 y los
250,000 dólares. En 1990 Pat Gelband funda Sense8, la primera compañía dedicada al
desarrollo de sistemas de realidad virtual.
La empresa Sun en 1992 hace la primera demostración de su portal visual, el cual era el
ambiente de realidad virtual más avanzado hasta el momento. Surgen los primeros guantes de
alta resolución los cuales usan sensores ópticos (Martínez de la Teja, 2002).
2.3 Generalidades de la realidad virtual
Existen muchas definiciones acerca de lo que es realidad virtual como por ejemplo:
Preece, et al. (1994) dice: “Realidad virtual es una variedad de estilos de interacción, que
pueden ser muy realistas para forzar algo en una definición precisa”.
14
Capítulo II. Revisión de la Literatura
Fig. 2: Conjunción de los sentidos con tecnología.
Imagen descargada de http://www.geocities.com./ResearchTriangle/Station/6201/que_es.htm
Burdea y Coiffet (1996) mencionan que: “La realidad virtual es una simulación por ordenador
en la que se emplea el grafismo para crear un mundo que parece realista. Además, el mundo
sintetizado no es estático sino que responde a las órdenes del usuario (gestos, voces, etc.)”.
De acuerdo a Sherman y Craig (2003) se puede definir a la realidad virtual como la ilusión de
interactuar en un ambiente en tercera dimensión simulado por computadora, donde los objetos
que se encuentran dentro de este entorno pueden ser manipulados por el usuario.
El termino realidad virtual es normalmente usado para referirse a estilos de interacción que
tienen los siguientes tres factores en común:
•
Presencia física directa de los sentidos.
•
Entradas sensoriales en tres dimensiones.
•
Interacción natural.
15
Capítulo II. Revisión de la Literatura
Fig. 3: Ejemplos de mundos virtuales.
Imagen cortesía del Instituto Sueco de Ciencias Computacionales (SICS)
De acuerdo a Casey (1996) los ambientes virtuales con éxito dependerán sin problemas de
múltiples tecnologías como son:
•
Cascos virtuales.
•
Sensación en la posición de la cabeza.
•
Sensación en la posición de la mano.
•
Reacción a fuerzas.
•
Entrada y salida de audio.
•
Otras sensaciones.
•
Realidad virtual cooperativa y competitiva.
2.4 Metodologías, conceptos y características fundamentales de la Interacción HumanoComputadora (HCI) en realidad virtual.
La Interacción Humano-Computadora o Human-Computer Interaction (HCI) es la encargada
de estudiar y analizar las relaciones que se presentan cuando el ser humano hace uso de una
computadora y todos sus sistemas, para así tratar de diseñar y desarrollar actividades de una
manera más segura y provechosa. Como, por ejemplo, el diseño de un sistema para una planta
productiva, un generador de energía, los sistemas de una oficina o los videojuegos (Martinez,
2004).
16
Capítulo II. Revisión de la Literatura
Principalmente el surgimiento de HCI se debió a la necesidad de generar sistemas
informáticos que fueran útiles, confiables, fáciles de utilizar y seguros. Es así como llega la
usabilidad la cual tiene el objetivo de desarrollar sistemas sencillos en su manejo para los
usuarios.
La Interacción Humano-Computadora se apoya en diversas áreas, entre las que se pueden
mencionar:
•
Inteligencia artificial.
•
Ingeniería.
•
Ergonomía y factores humanos.
•
Psicología cognitiva.
•
Sociología.
•
Ciencias de la computación.
•
Filosofía.
•
Antropología.
•
Psicología social y organizacional
Cada forma de comunicación entre el humano y la computadora presenta ventajas y
desventajas, por lo que en el estudio de HCI se debe tratar de aprovechar las características
convenientes de cada uno y desechar o subsanar las que no lo son, como por ejemplo:
•
Cuando la forma de diálogo involucra la introducción de comandos a través del
teclado, el usuario debe recordar todas las instrucciones requeridas para desarrollar
cierta acción. Este tipo de diálogo puede ser muy rápido para los usuarios
experimentados, pero complicado y frustrante para los usuarios que no conocen el
sistema.
17
Capítulo II. Revisión de la Literatura
•
Al utilizar menús y navegación, los usuarios no tienen que recordar el comando que
desean, sólo tienen que reconocerlo; sin embargo, al diseñar este tipo de comunicación
es de suma importancia que las palabras utilizadas en los menús y el diseño de los
íconos sea completamente explícito para los usuarios, lo que incrementa
considerablemente la dificultad para el diseñador de los sistemas.
•
Si se utilizan diálogos de pregunta y respuesta, las posibilidades de introducción de
datos o información es muy restringido para ambas partes, ya que deben coincidir
exactamente con las palabras y formatos establecidos. Este tipo de diálogo puede ser
muy útil para usuarios poco experimentados, pero tiende a ser frustrante para los
experimentados.
•
La ventaja del llenado de formas preestablecidas es que ayuda al usuario a conocer la
posición correcta donde debe introducir los datos, lo que reduce la necesidad de
analizar cuidadosamente toda la pantalla.
•
La comunicación a través del habla se ha considerado como el más deseable por lo
natural que resulta para el usuario, pero el diseño de los sistemas también se vuelve
sumamente complejo por tener que entender y considerar todas las posibles
ambigüedades y errores gramaticales en los que puede incurrir el usuario, además de
los problemas técnicos que implica el reconocimiento de voz.
En resumen, como la realidad virtual es una tecnología que involucra los sentidos del ser
humano es muy importante conocer cómo es que el usuario va a reaccionar al entorno virtual
en el que va a interactuar, y es precisamente de lo que se encarga el HCI; de estudiar cómo va
a ser esa relación participante-ambiente virtual.
2.4.1 CSCW (Computer Supported Collaborative Work) en un ambiente de realidad
virtual.
Hoy en día cualquier cosa que hacemos la relacionamos con diversas áreas. Esto es,
interactuamos con diversas personas para lograr un fin; es así como surge una área de
investigación que combina el trabajo en grupo con la informática conocida como Trabajo
18
Capítulo II. Revisión de la Literatura
Colaborativo Asistido por Computadora (CSCW por sus siglas en inglés). Otro aspecto que
está muy relacionado a este tópico es el Groupware que es el conjunto de herramientas que
utiliza el CSCW y de las cuales se ayuda el hombre para intercambiar información en un
grupo de trabajo (Grudin, 1994).
Fue en los años 60 cuando se empezó a manejar el concepto de Trabajo Colaborativo Asistido
por Computadora, pero es hasta mediados de los 80 cuando empieza a tener un gran auge este
tópico, debido a que se empezaba a hacer necesario que se tuviera un soporte en cuanto a las
comunicaciones, solución de problemas en donde se tuvieran diversos puntos de vista para
resolverlo, soporte para juntas cara a cara, etc.
Los precursores del CSCW fueron Irene Greif del Massachussets Institute of Technology
(MIT) y Paul Cashman de Digital Equipment Corporation (DEC) cuando en 1984
(Cambridge) imparten el primer curso relacionado con esta área. El objetivo de este curso era
que un grupo de personas que se dedicaban a realizar estudios o trabajos acerca de temas
específicos dieran sus punto de vista acerca de cómo conjuntar estas disciplinas en grupos de
trabajo.
Existen diversas definiciones para el CSCW de distintas personas pero es tan grande el área de
trabajo que abarca que muchos consideran que una definición precisa no existe.
Una parte fundamental es definir de una forma más concreta a qué nos referimos cuando
hablamos de Trabajo Colaborativo. Para tal propósito Bannon y Schmidt (1989) definen que
“El trabajo colaborativo está constituido por procesos de grupo relacionados como una idea.
Esto es, procesos que pertenecen a la producción de un elemento particular o servicio; donde
CSCW debería ser concebido como un esfuerzo para entender la naturaleza y características
de éste. Además de que hacen hincapié en que el trabajo colaborativo no es mejor ni peor que
el trabajo individual. Éste es necesariamente técnico o económicamente beneficioso en ciertos
ambientes de trabajo”.
19
Capítulo II. Revisión de la Literatura
Como se mencionó al principio, el Groupware (utilizado por primera vez por Peter y Trudy
Johnson-Lenz en 1984), fue tomado por la comunidad CSCW. Muchos consideran al CSCW
y Groupware como lo mismo, pero lo cierto es que cada una tiene su propia definición, como
por ejemplo Baecker (1993) define: “CSCW como una actividad coordinada basada en
computadora tal como comunicación y solución de problemas que se llevan a cabo por un
grupo de individuos colaborando y a Groupware como el software multiusuario asistiendo a
CSCW”.
Existen dos puntos importantes en los sistemas de Trabajo Colaborativo Soportado por
Computadora que son el modo de interacción que soportan y la distribución geográfica de los
usuarios. El modo de interacción puede ser tanto Asíncrono (que ocurre en tiempos
diferentes) como Síncrono (ocurre al mismo tiempo); y la distribución geográfica puede ser
Local, lo que significa que los usuarios están co-localizados en el mismo ambiente, o Remoto,
que se encuentran en diferentes lugares (como por ejemplo diferentes salones, edificios, etc.).
Lo cual deriva en cuatro categorías: síncrono-local, síncrono-remoto, asíncrono-local y
asíncrono-remoto como se muestra en la Tabla 13.1 (Ellis et al. 1991).
Mismo Lugar
Mismo Tiempo
Tiempos Diferentes
Cara a cara (salones, salas
Interacción asíncrona
de juntas).
(Proyectos agendados,
herramientas de
coordinación).
Diferentes lugares
Distribuidos
Distribuidos asincrónicamente
sincrónicamente (editores
(correo electrónico, pizarrones
compartidos, ventanas de
de boletines, conferencias).
video).
Tabla 1: Categorías que clasifican a los sistemas de CSCW (Computer Supported Collaborative Work).
Síncrono-Local: Mismo tiempo, mismo lugar
Un ejemplo común de una actividad en grupo síncrona-local es una junta. Típicamente, en una
junta soportada por computadora, cada participante tiene una computadora personal, usada
20
Capítulo II. Revisión de la Literatura
para hacer notas, procesar datos y cosas por el estilo, la cual esta enlazada a un pintarrón
electrónico que puede ser compartido por todos los participantes.
Síncrono-Remoto: Mismo tiempo, diferentes lugares
El teléfono es quizá el ejemplo más común de un medio que soporta el trabajo en grupo
síncrono-remoto. Cuando comparamos las juntas cara a cara las potenciales desventajas del
teléfono son obvias. Primeramente no puedes ver a tu compañero (o compañeros), ni tampoco
puedes mostrar tus imágenes, gestos o referenciar la información en un papel. Una de las
principales características de los sistemas CSCW síncrono-remoto es la distribución del
espacio de trabajo compartido, diseñado para soportar grupos compuestos de individuos en
diferentes lugares geográficos. Un espacio de trabajo compartido distribuido usualmente
provee de espacio de trabajo electrónico multimedia donde cada miembro puede ver
simultáneamente los apuntes de los miembros de otro grupo de trabajo en un espacio de
trabajo compartido. Los participantes pueden también hablar, y en algunos casos, ver
imágenes de otros miembros.
Asíncrono: Diferente tiempo
La correspondencia postal es el mejor ejemplo del trabajo en grupo asíncrono-remoto. El
equivalente electrónico del correo postal, el e-mail, fue el primer gran uso de los sistemas
CSCW. Algunos ejemplos del modo de trabajo en grupo asíncrono-local incluye procesos en
donde la información es compartida entre oficinistas en la mismo lugar de trabajo vía bandejas
de llegada y de salida.
2.5 Aplicaciones de realidad virtual utilizando CSCW
En un principio se menciona mucho a la telemedicina en este subtema ya que esta muy ligado
a lo que se desea realizar, pero al final se hace un recuento de lo que realmente ya existe de
RV haciendo uso de CSCW.
21
Capítulo II. Revisión de la Literatura
En muchos países la telemedicina así como el trabajo colaborativo se esta convirtiendo en una
herramienta de gran ayuda para los médicos, ya que les da la oportunidad de diagnosticar sin
la necesidad de estar físicamente en el lugar en donde se encuentra el paciente.
Grudin (1994) explica que el trabajo colaborativo soportado por computadora (CSCW) es una
combinación de trabajos realizados en equipo con la ayuda de redes de computadoras, en
donde se reúnen software, hardware, técnicas y servicios.
Otro aspecto importante es la implementación de CSCW en la Ingeniería, donde Grudin
(1994) explica que existen cuatro puntos importantes a considerar:
•
La investigación de CSCW, la cual ayuda a entender cómo un grupo de participantes
trabajan eficientemente entre sí y cómo es que la tecnología soporta estos trabajos
grupales.
•
El análisis de cómo el área de CSCW y la Interacción Humano Computadora se
relacionan entre ellos para conocer cómo los usuarios interactúan a través del software.
•
Existe un gran mercado de sistemas para trabajo en grupo que pueden ser
perfectamente aplicables a la industria.
•
La necesidad de solventar problemas referentes a CSCW, que solamente se resolverían
usando la ingeniería.
En el artículo (http://mail.udlap.mx/~ci202220/is523/Sesion22/Articulo1.html) se menciona:
“Los sistemas CSCW pueden integrar la división del espacio de comunicación con la división
del espacio de trabajo y apoyar las tareas que son ejecutadas de manera síncrona o asíncrona.
La tecnología groupware extiende los conceptos de encuentro y trabajo colaborativo,
permitiendo a los participantes la posibilidad de superar los requerimientos de estar en el
mismo lugar y trabajar juntos en el mismo tiempo”.
Dentro de la telemedicina también se han logrado avances muy significativos, como resultado
de mucha investigación.
22
Capítulo II. Revisión de la Literatura
En la dirección (http://www.medicin.com.ar/telemedicina.asp) se menciona que:
“La telemedicina es la medicina a distancia, abarca conceptos como teleconferencia, y puede
ser usada para realizar interconsultas con profesionales que se encuentran a distancia”.
Johnson (2001) en su artículo comenta que en un futuro el uso de técnicas de visualización en
la medicina abarcará una gran parte de la investigación y prácticas; además de que en las
investigaciones médicas utilizarán la realidad virtual y las técnicas de visualización para
aplicarlo en trabajo colaborativo soportado por computadora a distancia.
Bryson (1996) destaca que un nuevo paradigma que está tomando mucha fuerza son los
ambientes virtuales en los cuales se hace uso de computadoras e interfaces en donde la
finalidad es crear mundos tridimensionales en donde el usuario interactúa con objetos
virtuales. La realidad virtual se ha fortalecido mucho en estos últimos años. Una definición de
realidad virtual es: Uso de sistemas que contengan computadoras e interfaces para los usuarios
en donde se crea un mundo en tercera dimensión que contiene objetos para interactuar con un
gran sentido de la realidad. El principal objetivo es crear cosas para interactuar con ellas no
con imágenes de cosas.
Además en (http://www.grupomedico.com.ve/Telemnedicina.htm) se menciona que:
“La Telemedicina, significa ejercer la medicina, utilizando nuevas herramientas diagnósticas,
apoyándose en tecnología de vanguardia, con elementos de juicio diferentes a los
tradicionales, que permiten otorgar mayores oportunidades de prevención, tratamiento y
rehabilitación, a aquellos pacientes que por diferentes circunstancias se encuentran alejados
del centro de cuidado médico. La Telemedicina no puede suplir al cuidado médico tradicional,
pero su misión es expandir las fronteras de este cuidado para hacerlo accesible a cada ser
humano en cualquier lugar que se encuentre”.
Tal es el caso de Chile que ha desarrollado un Proyecto en el cual conjuntan la Medicina con
el Trabajo Colaborativo para llegar a la mayor cantidad de pacientes en el país.
23
Capítulo II. Revisión de la Literatura
En un artículo publicado en Chile por los médicos José Badía y Beltrán Mena mencionan que:
“La solución de fondo del problema de la centralización depende de grandes políticas
económicas, pero la telemedicina es una alternativa relativamente rápida de implementar y que
puede solucionar una parte importante del acceso a especialidades.” Con referencia en:
(http://escuela.med.puc.cl/paginas/telemedicina/telemed-paper-esp.html#telemedicina)
Otro proyecto que también se está desarrollando en Chile a cargo de Ricardo Baeza Yates y
que también involucra trabajo colaborativo y telemedicina es “Red Temática de Telemedicina
e Informática Medica” la cual tiene por objetivo:
“Posibilitar y facilitar la cooperación y el intercambio de conocimiento entre los grupos en los
temas de telemedicina, sistemas de información clínicos, imágenes y señales biomédicas.
Los temas tratados en la red, y que corresponden a la experiencia de los grupos participantes,
son Telemedicina en sectores rurales, Tele-radiología, Telemedicina domiciliaria, Sistemas de
emergencias (asistencia en catástrofes), Historia Clínica Informatizada – Registro Clínico
Electrónico, Terminología y vocabulario médico, Guías de práctica clínica y medicina basada
en la evidencia, Bases de datos médicas y genómicas, tratamiento y visualización de Imágenes
médicas y sistemas de diagnósticos y monitorización de pacientes.”
Referencia: (http://www.galenonet.com/CYTED/cyted/datos.html)
Un uso que últimamente se le ha dado a la realidad virtual es la implementación de esta
tecnología en aparatos de endoscopia y laparoscopia, que sirven para que los médicos que
estudian esta rama de la medicina pueden tener un entrenamiento que les permita realizar
practicas como si fueran operaciones reales (McCloy y Stone, 2001).
De acuerdo a Santacruz (1998) existen varios proyectos en donde se ha utilizado realidad
virtual con CSCW entre los que se encuentran:
ZEBU es un proyecto groupware educativo basado en www, donde el mayor objetivo de
ALIVE (Active Learning Virtual Enviroments), es diseñar, desarrollar y manipular una
herramienta, basada en la red de trabajo que soporte estudiantes y profesores en proyectos
basados en aprendizaje colaborativo.
24
Capítulo II. Revisión de la Literatura
Esta herramienta permite desarrollar, publicar, interactuar con otros usuarios en proyectos en
línea sin salir de sus salones en cualquier parte del mundo. La comunicación, colaboración y
cooperación entre ambientes también esta soportado por esta herramienta.
Los estudiantes pueden hacer uso de audio y los profesores tienen la posibilidad de diseñar
entornos de aprendizaje para sus alumnos.
GRACILE. (Japanese GRAmmar Collaborative Intelligent agents LEarning). El propósito es
desarrollar agentes inteligentes que propicien la colaboración para el intercambio de
conocimientos entre los participantes. Los grupos que soporta son de dos a cuatro estudiantes,
en una red LAN a través de Ethernet. Los usuarios interactúan escribiendo puntos de vista
desde diferentes lugares remotos.
Bryan, et al. (2001) está desarrollando en el Ohio Supercomputer Center un ambiente virtual
realista para el análisis del hueso temporal. Este proyecto utiliza modelos gráficos de
tomografías y de resonancia magnética. La investigación contempla la visualización en estéreo
del modelo del hueso.
Suárez Quirós, García Díaz, et al. (2003) desarrollaron una herramienta que permite visualizar
estructuras anatómicas de imágenes bidimensionales de TAC así como de implantes en un
entorno colaborativo. Esto permitirá que un grupo de usuarios analicen el modelo medico
desde diferentes lugares remotos conectados a través de Internet. El entorno cuenta con una
interfaz sencilla que facilita la navegación dentro del entorno.
25
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
$% "&
&'( $
" + ( )'
'
/+
"
" &'
)
',"
*
"$
29
.&
"
')
"
(&
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
3.1 Introducción
El propósito de este capítulo es dar a conocer como se llevó a cabo la metodología de análisis
y diseño de la interfaz de realidad virtual, la cual fue desarrollada en DIVE (Hagsand, 1996);
determinando cuáles fueron las necesidades primordiales de los usuarios y del desarrollador.
También se realizó un proceso de codificación y depuración del entorno virtual.
Posteriormente se llevaron a cabo pruebas internas con el entorno que sirvieron para corregir
errores que se tuvieron al momento de estar desarrollando el ambiente virtual.
Habiendo leído a Fraser et al. (2000) se pensó en desarrollar un entorno virtual colaborativo y
adaptar un modelo en 3D de una lesión ósea, que fueron cargados en el ambiente de DIVE
para que los participantes interactuaran entre ellos mediante un chat o su propia voz.
3.2 Metodología de adaptación para la interfaz del ambiente virtual
La metodología que se siguió para desarrollar el entorno virtual fue la de “Desarrollo
Orientado a Prototipos” debido a que fue la que más se apegaba a lo que se quería lograr. La
metodología
se
puede
analizar
más
a
fondo
en
la
siguiente
dirección
http://www.inf.udec.cl/~ingsoft/software/isenfoques.html. Esta es parte de la rama de la
ingeniería de software que es la aplicación de modelos y formas de la ingeniería tradicional a
la práctica de construir productos de software. Enseguida se muestra el diagrama de flujo de
las distintas etapas del análisis y diseño del entorno virtual (Mcconnell, 1997).
29
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Desarrollo Orientado a Prototipos
Investigación Preliminar
Definición del Problema
Pasos de la metodología Orientado a Prototipos
Requerimientos
¿Qué se necesita?
Análisis de requerimientos
Necesidades del usuario y
desarrollador
Diseño global y detallado
Partes que conforman el
entorno
Codificación
Desarrollo del código
fuente
Prueba interna del entorno
Evaluación del
entorno virtual
Modificación
Modificación del
prototipo
Determinación de requerimientos y prototipado
Funcionamiento del entorno
Descripción del funcionamiento
Evaluación de la interfaz
El sistema es implementado y
probado
Resultados y discusión
Interpretación de resultados
Fig. 4: Metodología Desarrollo Orientado a Prototipos.
30
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
3.2.1 Requerimientos
Con base en las entrevistas que se realizaron con los médicos especialistas en lesiones óseas
(ortopedistas y radiólogos) se llegó a la conclusión de que necesitaban una herramienta que
tuviera la posibilidad de cargar modelos en 3D de tomógrafos de una lesión ósea, donde un
grupo de médicos pudieran analizar remotamente éstas modelos en forma colaborativa para
dar un diagnóstico más preciso.
3.2.2 Análisis de los requerimientos
Según los requerimientos de los médicos y después de analizar varias herramientas de
desarrollo que manipulaban ambientes virtuales como Quest3D, Mad Fx y DIVE; se decidió
utilizar el programa DIVE (Distributed Interactive Virtual Environment) como software base,
el cual es un sistema de realidad virtual multiusuario basado en Internet donde los
participantes navegan en espacios en 3D y ven, conocen e interactúan con otros usuarios y
aplicaciones, además de ser un software libre. Se descargó de la siguiente dirección:
http://www.sics.se/dive/
La elaboración del entorno virtual se realizó directamente en el editor de textos wordpad
utilizando el formato de programación de DIVE.
Para la obtención del modelo que iba a ser mostrada en el entorno virtual se realizaron visitas
a varias clínicas que prestan el servicio de Tomografía Axial Computarizada (TAC) en la Cd.
de Colima, donde se les solicitó que se nos permitiera adquirir modelos en 3D de tomografías
de su base de datos. Sin embargo no tuvimos éxito en nuestra petición debido a diversos
factores, aún cuando se realizó todo el trámite correspondiente como son oficios, reuniones,
etc. con las personas encargadas de dichas clínicas.
31
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Algunas de los hospitales y clínicas visitas se mencionan a continuación:
Clínica
Responsable
Imagenología Siglo XXI
Dr. Humberto Bayardo Quintana
Diagnóstico por Imágenes
Dr. Vicente R. Díaz Guiner
Tomografía Axial de Colima
Dr. Carlos Romero Martínez
Hospital Regional Universitario
Dr. Cristian Jorge Torres Ortiz Ocampo
CIMA. Centro de Imagenología
Dr. E. Augusto Sánchez Cárdenas
Tabla 2: Lista de hospitales y clínicas visitadas.
En el caso de la clínica Tomografía Axial de Colima, el Dr. Carlos Romero tuvo la amabilidad
de mostrar el equipo del cual constan sus instalaciones y se menciona enseguida:
o
Aparato de tomografía axial computarizada tridimensional General Electric modelo CT
Sytec 3000
o
Una computadora IBM pentium 4 que funge como servidor.
o
Un regulador No Break APC modelo CS 350
o
Una impresora de tomografías Kodak modelo Dry View 8100
o
Una impresora de tomografías General Electric modelo MFC III
Este equipo cuenta con una interfaz touch screen a través de la cual se realizan todos los
procesos.
El software que sirve para manipular el funcionamiento del aparato de tomografía se llama
Syngo, y trabaja bajo una plataforma Windows 2000.
Cabe mencionar que los modelos del TAC pueden ser almacenadas en varios medios
dependiendo de la marca y modelo del tomógrafo como son: discos flexibles de 3.5 pulgadas,
discos compactos, cinta magnética y disco duro.
Los archivos que genera el TAC tienen la extensión .x los cuales tienen como información
coordenadas en x,y,z que produce el objeto en 3D. Éstos archivos utilizan la tecnología
32
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Direct3D, como consecuencia, una vez que se tengan los modelos, serán convertidas a formato
vrml 1.0 con extensión .wrl mediante un software llamado Deep Exploration versión 3.0 para
ser cargadas en el ambiente virtual.
Tratando de solventar la carencia de los modelos se realizó el modelado de la imagen de un
pie en 3D con una lesión ósea (en este caso una fractura en el dedo meñique del pie izquierdo)
en Maya 5.0 el cual es un software que sirve para el desarrollo de objetos tridimensionales. Ya
que se tuvo el objeto en Maya se exportó a formato vrml 1.0 que es el que maneja DIVE
mediante el software Deep Exploration de Right Hemisphere..
El modelo original en 3D de la lesión ósea fue proporcionada por el Ing. Luis Chávez Hita que
se encuentra laborando en el departamento de modelos 3D dependiente del Centro
Universitario de Producción de Medios Didácticos (CEUPROMED) en la Universidad de
Colima.
Tanto el entorno virtual como el modelo en 3D se alojaron en una computadora del laboratorio
de realidad virtual de la Universidad de Colima que hizo las veces de servidor ya que contaba
con una buena velocidad, lo que facilitó la conexión de los usuarios.
Continuando con el análisis para desarrollar e interactuar con el entorno se necesitó una serie
de requerimientos de hardware que, debido a la naturaleza del proyecto, se enfocaron más que
nada a la capacidad de la computadora para procesar modelos en 3D; esto es, la computadora
donde se alojaron los modelos debía contar con una tarjeta de video de gran capacidad.
3.2.2.1 Necesidades del usuario
Como mínimo cada usuario debió contar con las siguientes necesidades de hardware para usar
el entorno virtual:
Hardware: Computadora
•
Pentium IV a 2 GHz
•
256 MB en RAM
33
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
•
Disco Duro 60 Gb
•
Tarjeta de video con 128 Mb
•
Tarjeta de Sonido
•
Micrófono
Software:
Para cargar DIVE en la computadora del usuario fue necesario descargar el archivo de
instalación dive3.3x.winnt de la página http://www.sics.se/dive/
que es un archivo con
extensión .zip que se debe descomprimir en el directorio raíz de la computadora.
Ya que se realizó esto, el siguiente paso fue crear una variable de sistema para DIVE con el
nombre DIVEPATH con el valor c:\dive3.3x.winnt\dive3.3x\data
Finalmente DIVE fue configurado y listo para ser ejecutado.
3.2.2.2 Necesidades del desarrollador
El desarrollo del entorno virtual debió realizarse en una computadora con las siguientes
características:
Hardware: Computadora
•
Pentium IV a 2 GHz
•
256 MB en RAM
•
Disco Duro 60 Gb
•
Tarjeta de video con 128 Mb
•
Tarjeta de Sonido
•
Micrófono
Software:
•
DIVE. Software que permitió trabajar (desarrollar e interactuar) con entornos virtuales.
•
Windows 2000, Windows NT o Unix. La computadora que fungió como servidor
34
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
contó con el sistema operativo Windows 2000. Aunque también se hicieron pruebas
internas con un máquina que contaba con sistema operativo Unix.
3.2.3 Diseño global y detallado
Los elementos de software involucrados se dividieron en dos partes principalmente. La
primera a grandes rasgos fue la obtención del modelo de la lesión ósea mediante un TAC (lo
cual no se logró realizar y se utilizó un modelo desarrollado en un software de computadora);
y la segunda parte englobó el entorno de DIVE donde los médicos interactúan entre ellos.
Diseño Global. Obtención del modelo en 3D del TAC
1.- Aparato de Tomografía Axial
Computarizada (TAC)
2.- Reconstrucción de la lesión
por parte del TAC
3.- Almacenamiento del modelo
(CD, diskette)
4.- Cargar el modelo en 3D en el
servidor
5.- Análisis de la lesión entre
varios médicos
6.- Mejor diagnóstico y más
completo
Fig. 5: Diseño global.
35
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Diseño Detallado. Entorno de DIVE
El diseño detallado comprendió los pasos 4 y 5 de la figura 5 el cual se compone de la carga
del mundo virtual y el modelo en 3D, que es la parte principal del entorno virtual. Aquí es
donde esta incluida la descripción del menú de la herramienta DIVE. Las dos opciones de
menú que son utilizadas principalmente son Load de la pestaña World que es donde se carga
el ambiente virtual y Load in Front de la pestaña Object que es donde se inserta el modelo de
la fractura.
Menú de la herramienta
File
Render
World
Object
' & '&
Self
Navigate
Tools
Windows
Fig. 6: Diseño detallado.
36
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
3.2.4 Codificación
La programación que se realizó en esta investigación se realizó en dos secciones: el ambiente
virtual en el cual estuvieron interactuando los participantes y el modelo en 3D obtenida del
TAC de la lesión ósea.
Código fuente del ambiente virtual
Nombre del archivo: tesis.vr
#include "dive.vh"
#Limitaciones de espacio del entorno virtual
world "tesis" {
start
v
0
0.8
0
min
v
-1e+20
0
-1e+20
max
v
1e+20
1e+20
1e+20
background 0.0 0.0 0.0
}
#Modelo vrml 1.0 de la lesión ósea
object {
translation v 0 7 35
inline "fractura.wrl"
}
#Modelo de la mesa que se encuentra abajo del modelo de la lesión ósea
object {
nograsp on
# Evitar que el objeto se pueda mover
translation v 0 0 35
# Coordenadas en donde se carga el objeto
inline "mesa.wrl"
# Carga del objeto
}
#Texto de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
translation v 3 17 23
inline "texto.wrl"
}
#Malla que cubre todo el piso del entorno virtual
object {
nograsp on
maj_descr "floor grid"
material "BLUE_NEON_M"
37
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
view 0 {
QUAD_GRID 100 100
v
-100
v
-100
v
100
v
100
}
0
0
0
0
-100
100
100
-100
}
#Piso de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "floor"
# Nombre del objeto
material "BROWN_M"
# Color del objeto
view 0 {
N_POLY 4
v
-15
0.05 25
v
-15
0.05
45
v
15
0.05
45
v
15
0.05 25
}
}
#Pared derecha de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "pared_derecha"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
-15
0
45.5
v
-14.5
12
25
}
}
#Pared izquierda de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "pared_izquierda"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
15
0
45
v
14.5 12
25
}
}
#Pared del fondo de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "pared_fondo"
material "BROWN_M"
38
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
view 0 {
RBOX
v
15
0
v
-14.5
}
45
12
45.5
}
#Pared 1 del frente de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "pared_frente1"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
-15
0
25
v
-8
12
25.5
}
}
#Pared 2 del frente de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "pared_frente2"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
15
0
25
v
8
12
25.5
}
}
#Pared 3 del frente de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "pared_frente3"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
8
8
25
v
-8
12
25.5
}
}
#Techo 1 de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "ceiling"
material "BROWN_M"
nobackface on
view 0 {
N_POLY 4
v
-15
12
25
v
-15
12
45
39
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
v
v
15
15
12
12
45
25
}
}
#Techo 2 de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "ceiling2"
material "BROWN_M"
nobackface on
view 0 {
N_POLY 4
v
-15
13.5 25
v
-15
13.5
45.5
v
15
13.5
45.5
v
15
13.5 25
}
}
#Esquina delantera derecha del techo 2 de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "corner post der del"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
-15
12
25
v
-14.5
13.5
25.5
}
}
#Esquina delantera izquierda del techo 2 de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "corner post izq del"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
15
12
25
v
14.5
13.5
25.5
}
}
#Esquina trasera izquierda del techo 2 de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "corner post izq atr"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
15
12
45
v
14.5
13.5
45.5
40
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
}
}
#Esquina trasera derecha del techo 2 de la sala de diagnóstico
object {
nograsp on
maj_descr "corner post der atr"
material "BROWN_M"
view 0 {
RBOX
v
-15
12
45
v
-14.5
13.5
45.5
}
}
Código fuente del modelo 3D de la lesión ósea
Nombre del archivo: fractura.wrl
Este archivo debe estar en formato vrml 1.0
#VRML V1.0 ascii
# Produced by Deep Exploration VRML exporter
# Deep Exploration 3.5.0.448
# http://www.righthemisphere.com/
DEF object0 Separator {
DEF footbone1 Separator {
DEF footbone1_0Geo Separator {
Coordinate3 {
point [
# points 12069
0.674 -1.324 2.588, 0.741 -1.347 2.588, 0.666 -1.309 2.524,
............
Debido a que este archivo es grande no se enlistan todos los valores que
componen el modelo. El archivo esta principalmente compuesto de
coordenadas x,y,z que se encuentran separadas por comas.
............
2184, 2186, -1
]
}
}
}
41
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
DEF persp Separator {
PerspectiveCamera {
position 5.39732 0.05919 -0.040803
orientation 0.03861 -0.998471 -0.039565 -1.59676
}
}
DEF light Separator {
SpotLight {
intensity 0.085122
color 0.98 0.98 0.98
direction -0.686693 -0.598119 -0.413165
location 5.80489 5.37002 4.07171
cutOffAngle 1.13512
}
}
}
3.2.5 Prueba interna del ambiente virtual
Se realizaron pruebas internas dentro de la red de la Universidad de Colima para corroborar
que el entorno funcionara correctamente obteniéndose resultados muy satisfactorios. Las
pruebas consistieron en montar el servidor DIVE en el Laboratorio de realidad virtual de dicha
institución para acceder a el a través de un computadora remota que se encontraba en el
laboratorio de sistemas de información del edificio de posgrado. Se estuvo interactuando en un
ambiente virtual demo mediante voz y el chat, con el cual cuenta la herramienta DIVE. Los
principales problemas que se encontraron en dicha prueba fueron al momento de configurar el
servidor DIVE y la configuración del sonido dentro del ambiente virtual. Fuera de estos
detalles la herramienta funcionó muy bien en todos los sentidos.
También se realizó una prueba a distancia que consistió en enlazar dos nodos, de los cuales
uno se encontraba en el laboratorio de realidad virtual de la U. de C. en la ciudad de Colima,
México y el otro se localizaba en la Universidad de Murcia en Murcia, España. Esta prueba
resultó ser un éxito. Ambas partes pudieron interactuar en el ambiente virtual. Se hizo uso del
chat y del audio, el cual, cabe aclarar que tuvo pequeños problemas en su transmisión. Pero en
general todo funcionó aceptablemente.
42
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
3.3 Descripción del funcionamiento de la herramienta
Enseguida se muestran las pantallas del entorno y su descripción para comprender de una
manera clara y precisa el funcionamiento del entorno virtual de diagnóstico.
DIVE permite manejar los mundos virtuales en modos:
o
Monousuario.
o
Multiusuario a través de un servidor proxy.
Para este propósito, como serán varios médicos los que ofrezcan un diagnóstico se debe
trabajar en modo multiusuario (Proxy Server).
Médico 1
Médico 2
Servidor Dive
Médico 4
Médico 3
Fig. 7: Servidor DIVE.
El primer paso es cargar el mundo virtual y el modelo de la lesión ósea lo cual se puede
realizar de dos formas:
Una forma es cuando se esta dentro del ambiente de DIVE posicionarse en la pestaña World y
seleccionar la opción Load para después cargar el mundo virtual con el cual se va a trabajar.
43
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Fig. 8: Carga del mundo virtual.
Una vez que se tiene el mundo virtual, se carga el modelo en 3D de la fractura mediante la
pestaña Object y se selecciona la opción Load in front.
Fig. 9: Carga del modelo en 3D de la lesión ósea.
La segunda manera de cargar el entorno virtual es mediante el archivo de configuración de
DIVE .dive_configure que se encuentra en la ruta c:\ dive3.3x.winnt\dive3.3x\data\
La variable que se tiene que modificar es:
default_world
tesis(nombre del ambiente virtual)
44
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Y para cargar el modelo de la lesión ósea manualmente, es modificando el archivo del entorno
virtual tesis.vr que se encuentra en la ruta c:\ dive3.3x.winnt\dive3.3x\data\ como se muestra
a continuación:
object {
translation v 0 7 35
inline "fractura.wrl"
}
Ya que se cargó el entorno virtual y el modelo de la lesión ósea se empieza a analizar la
fractura. Un aspecto importante es que los participantes del ambiente virtual estarán
representados por un objeto llamado avatar el cual tendrá en la parte superior el nombre del
participante para diferenciarlo de los demás usuarios.
Debido a que el objeto primordial de este estudio es conocer el impacto del entorno virtual no
se le dio demasiado énfasis a la forma del avatar (Casanueva y Blake, 2001).
El mecanismo para el análisis que se tiene pensado implementar es el siguiente: habrá un
moderador que le otorgara a cada médico un cierto intervalo de tiempo para que manipule el
modelo como así lo crea pertinente, una vez que todos los médicos hayan analizado la lesión
el moderador preguntara si alguno desea volver a tomar el control del modelo; si alguien así lo
cree conveniente, se le dará más tiempo, en caso contrario se procederá a la siguiente etapa
que es la de intercambio de puntos de vista.
Cada médico expondrá su opinión de cuál es el mejor tratamiento a seguir para dar un mejor
diagnóstico. Una vez expuestas todas las opiniones, se deberá llegar a una única idea. Para de
esta manera dar un diagnóstico mejor y más completo.
45
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Fig. 10: Modelos de la lesión ósea, en este caso una fractura en el dedo meñique del pie izquierdo.
El proceso de analizar la fractura se realiza de dos maneras:
Mediante un chat en donde los médicos ingresan y escriben sus puntos de vista.
Usando un micrófono. Esto es, intercambiando sus opiniones a través de su propia voz.
Si se va a hacer uso del chat, lo que se tiene que hacer es crear el grupo de trabajo, asignándole
un nombre al cuarto de chat en el que van a trabajar los participantes.
46
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Fig. 11: Creación del grupo de chat.
Fig.12: Ventana de chat donde interactúan los médicos.
En el caso de utilizar un micrófono se configuran ciertos valores en el audio dentro de DIVE y
se empiezan a intercambiar ideas. Si se desea más información de la implementación del audio
en 3D en DIVE se puede consultar Adler (1996) que es una tesis que explica detalladamente
cómo llevar a cabo este proceso.
Fig. 13: Configuración del audio en DIVE.
47
Capítulo III. Conceptualización, análisis y diseño de la interfaz
Fig. 14: Interacción por medio de audio por parte de los participantes.
Resultó muy interesante el diseño y análisis de la interfaz ya que se realizó un estudio muy
completo que incluyó desde qué forma tendría el ambiente virtual, los colores que contendría,
cómo sería el objeto (avatar) que representaría al usuario dentro del entorno, etc. Otro aspecto
interesante a comentar es que se tuvo que aprender la forma de programar en DIVE, lo cual
realmente no fue muy complicado ya que es muy parecido a la programación en C. También
se hizo mención de los requerimientos de hardware que se necesitan tanto para el usuario
como para el programador.
48
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
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51
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Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
4.1 Introducción
Ya desarrollado el ambiente virtual el siguiente paso fue evaluarlo con usuarios que en este
caso estuvieron divididos en dos grupos, debido a que el número de computadoras con el que
se contaba no era suficiente para realizar la prueba en una sola sesión. El proceso de
evaluación se llevó a cabo en las instalaciones del Laboratorio de Realidad Virtual de la
Universidad de Colima. La tarea principal en la evaluación consistió en que los usuarios
interactuaran con el entorno. Al final se les aplicó un cuestionario de usabilidad (Hom, 1998)
(mostrado en el anexo A) para recabar la información necesaria además de entrevistarse con
ellos para tratar de conseguir más datos.
4.2 Método
A continuación se describen el diseño, participantes, materiales, y procedimiento que se
llevaron a cabo para evaluar la interfaz del ambiente de realidad virtual.
4.2.1 Diseño
Se diseñó un estudio exploratorio de usabilidad (Tromp et al. 1998) con el fin de evaluar la
interfaz 3D, donde se aplicó un cuestionario de usabilidad (mostrado en el anexo A) a un
grupo de participantes, a los cuales se dividió en dos subgrupos, debido a la disponibilidad de
tiempo de los participantes y al número de computadoras con las que se contaban para realizar
la prueba. Los participantes fueron citados en las instalaciones del Laboratorio de Realidad
Virtual de la Universidad de Colima en diferente día. Una vez que cada subgrupo de
participantes estuvo presente se les explicó los objetivos de la prueba. Una vez cargado el
ambiente virtual con el modelo de la lesión ósea los participantes empezaron a interactuar con
este entorno por espacio de 30 minutos, haciendo mención que cada computadora tuvo un solo
participante. El cuestionario que contestaron los participantes estuvo compuesto de preguntas
abiertas y preguntas basadas en la escala de Likert (Elejabarrieta e Iñiguez, 1984). Esta escala
mide el grado en que una persona esta en acuerdo o en desacuerdo con una pregunta. La escala
puede ir desde una respuesta positiva hasta una negativa.
51
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
El propósito de la prueba de usabilidad es medir: facilidad de aprendizaje y uso del ambiente
virtual, efectividad en el funcionamiento del entorno virtual y la actitud de los participantes al
interactuar dentro del ambiente virtual.
Cabe señalar que las pruebas de usabilidad con cuestionarios basados en la escala de Likert
son muy utilizados en las pruebas de entornos virtuales (Tromp et al. 1998).
4.2.2 Participantes
La evaluación del entorno se realizó con dos grupos de participantes con las mismas
características. Lo único que cambió fue el día en que realizaron la prueba.
Un grupo estuvo conformado por 5 alumnos y otro por 3, de la carrera de medicina de décimo
primer semestre que se encuentran realizando su Servicio Social cuyas edades oscilaban entre
los 22 y 23 años de edad sin tomar en cuenta el genero. Se consideró que tuvieran este perfil
debido a que están próximos a egresar de su carrera y ya contaban con un cierto grado de
conocimientos acerca del tema, además de darle validez ecológica (Malim y Birch, 1997) a la
prueba. El propósito de la validez ecológica es realizar pruebas a un sistema con los
participantes idóneos. Como en este caso el entorno virtual fue desarrollado para el área de la
medicina entonces se consiguieron participantes que tuvieran que ver algo con el tema; en este
caso alumnos de medicina.
Desgraciadamente, se invitó a médicos especialistas (ortopedistas y radiólogos) pero debido a
sus diversas actividades no asistieron a ninguna de las pruebas.
Cabe aclarar que antes de concluir con la implementación final del entorno virtual el Dr. Luis
Meza (Médico general) del Hospital Regional Universitario de la Ciudad de Colima y el Dr.
Carlos Romero (Médico radiólogo) de la Clínica Tomografía Axial de Colima vieron el
entorno y dieron algunas recomendaciones, las cuales fueron muy valiosas, pero como se
mencionó arriba no pudieron asistir a las pruebas finales del entorno virtual.
52
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
4.2.3 Materiales
Como material de apoyo se utilizaron computadoras con las siguientes características:
Hardware: Computadoras Toshiba
•
Pentium IV a 2.66 GHz
o 512 MB en RAM
o Disco Duro 60 Gb
o Tarjeta de video Trident CyberALADDIN con 32 MB
o Tarjeta de sonido
o Audífonos (diademas) con micrófono
Hardware: Computadoras Falcon
•
AMD Athlon 2.2 GHz
o 1 GB en RAM
o Disco Duro 60 Gb
o Tarjeta de video ATI RADEON 9700 PRO con 128 MB
o Tarjeta de Sonido
o Audífonos (diademas) con micrófono
Le finalidad de utilizar audífonos de diadema con micrófono fue evitar que hubiera
interferencia (sonido viciado) entre lo que estaban oyendo y hablando los participantes al
momento de estar utilizando el audio.
Se instaló en cada computadora el entorno virtual desarrollada en DIVE.
Para recopilar la información necesaria se aplicó a los participantes un cuestionario de
usabilidad al término del proceso de evaluación.
4.2.4 Procedimiento
Las tareas que los participantes llevaron a cabo en la prueba de usabilidad fueron las
siguientes:
53
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
1. Se ejecutó DIVE en cada una de las computadoras que utilizaron los participantes y se
cargó el entorno virtual. Con anterioridad un servidor proxy había sido configurado en
una computadora con gran capacidad de procesamiento de gráficas. La finalidad de
este proxy fue que las computadoras de los usuarios se conectaran a ella para poder
acceder al entorno virtual.
2. Se esperó a que llegaran los participantes al laboratorio. Los dos grupos de
participantes fueron citadas por la mañana en las instalaciones del Laboratorio de
Realidad Virtual de la Universidad de Colima.
3. Ya que llegaron los participantes se les explicó los objetivos de la prueba y el
funcionamiento del entorno virtual, esto con la finalidad de resolver algunas dudas
iniciales en los usuarios acerca de cómo interactuar en el ambiente virtual. Entre los
aspectos que se les mencionó se encuentran:
o Navegación dentro del entorno virtual.
o Representaciones personales (avatars) dentro del ambiente.
o Interacción con los demás participantes de la prueba.
o Otras consideraciones.
4.
Una vez que los participantes se encontraron dentro del entorno virtual, cualquier
persona tuvo la opción de tomar el control del modelo en 3D, para moverlo y
analizarlo. Para realizar este proceso los participantes hacían del conocimiento a los
demás usuarios de que tomarían el control del modelo de la fractura.
5. Los participantes empezaron a interactuar dentro del ambiente haciendo uso de audio
y de una sesión de chat. Cada uno de los subgrupos de la prueba creó un cuarto de chat
con nombres diferentes. El cuarto de chat es una herramienta de comunicación interna
del DIVE.
6. Los participantes interactuaron por espacio de 30 minutos. Durante este tiempo se
observó el comportamiento de los participantes, desde los gestos que hacían hasta su
54
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
manera de comunicarse con los demás usuarios; todo esto con la finalidad de conocer
el grado de interés que mostraban hacia el entorno virtual.
7. Al final se les pidió a los participantes que llenaran el cuestionario de usabilidad
(mostrado en el anexo A) y se realizó una entrevista con cada subgrupo de la prueba.
55
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
Pasos a seguir para poner en funcionamiento el entorno virtual.
EJECUTAR PROGRAMA DIVE
SELECCIONAR EL MODO DE TRABAJO:
o SINGLE USER
o MULTI USER
o PROXY SERVER
o NAME SERVER
CARGAR EL MUNDO VIRTUAL
CARGAR EL MODELO DE LA LESION OSEA
DETERMINAR LA MANERA DE INTERACCION ENTRE LOS USUARIOS
DEL ENTORNO:
o VOZ
o CHAT
COMENZAR A ANALIZAR EL MODELO DE LA LESION
COMPARTIR OPINIONES ENTRE LOS MEDICOS:
o LLUVIA DE IDEAS
o POR TURNO
LLEGAR A UNA CONCLUSION
SALIR DEL SISTEMA
Fig. 15: Funcionamiento del entorno.
56
Capítulo IV. Evaluación de la interfaz
Llevar a cabo la prueba resultó algo muy interesante aunque un poco difícil debido a la
disponibilidad de los participantes. Se trató de que fueran usuarios con un cierto grado de
conocimientos acerca del tema.
En relación a las clínicas visitadas ya se mencionó los
problemas que se tuvieron, pero lograron solucionarse con el modelo que se facilitó por parte
del departamento de Medios Didácticos de la Universidad de Colima.
57
Capítulo V. Resultados y discusión
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61
Capítulo V. Resultados y discusión
5.1 Resultados
En este capítulo se muestran los resultados obtenidos a través de los cuestionarios de
usabilidad y las entrevistas aplicadas a los participantes de la prueba; así como una discusión
de la información recabada. Los datos recopilados se dan a conocer mediante gráficas para su
mejor comprensión.
A continuación se muestran los resultados que se obtuvieron en los cuestionarios de usabilidad
(mostrado en el anexo A).
5.1.1 Datos Cuantitativos
Sección A
1.- ¿Ha usado una computadora?
100
100
80
Porcentaje %
60
40
20
0
0
No
Si
Respuesta
Se puede observar que todas las personas que participaron en la prueba algunas vez en su vida
han usado una computadora.
61
Capítulo V. Resultados y discusión
2.- ¿Desde hace cuánto utiliza la computadora?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
75
25
0
1 año o
menos
0
1 a 4 años 4 a 8 años
8 años o
mas
Respuesta
El 75 % de los asistentes han utilizado la computadora desde hace 4 a 8 años, el resto desde
hace más de 8 años.
3.- ¿Con qué propósito usa la computadora?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
87.5
75
75
62.5
62.5
0
Trabajo
Consultar
información
Uso de correo
electrónico
Navegar en
Internet
Entretenimiento
Otros
Respuesta
El uso que se le da a la computadora por parte de las personas que realizaron la prueba como
se puede observar en la grafica es muy variado.
62
Capítulo V. Resultados y discusión
4.- Interactuar con la computadora se le hace un proceso:
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
62.5
37.5
0
Sencillo
Regular
Difícil
Respuesta
A la mayoría de los asistentes se les facilita interactuar con la computadora.
5.- Alguna vez ha jugado videojuegos en una computadora:
100
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
0
No
Si
Respuesta
El 100 % contesto que han usado la computadora para jugar videojuegos.
63
Capítulo V. Resultados y discusión
6.- Ha tenido alguna experiencia previa en utilizar ambientes virtuales en una
computadora:
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
62.5
37.5
No
Si
Respuesta
Mas del 50 % de los participantes ya habían tenido alguna experiencia con un ambiente
virtual.
7.- Considera que es una buena idea desarrollar ambientes basados en realidad virtual
que ayuden a los médicos a ofrecer un mejor diagnóstico.
100
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
0
No
Si
Respuesta
Todos los participantes estuvieron de acuerdo en que se utilizara la realidad virtual como
herramienta de apoyo para el diagnóstico médico.
64
Capítulo V. Resultados y discusión
Sección B
1.- ¿Cómo considera la interfaz (presentación) del ambiente?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
75
25
0
Excelente
Buena
Regular
0
Mala
Respuesta
En general la presentación de la interfaz se les hizo buena.
2.- Interactuar con el ambiente fue:
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
87.5
12.5
0
Fácil
Relativamente Relativamente
fácil
difícil
0
Difícil
Respuesta
El 87.5 % de los usuarios contestó que interactuar con el entorno fue fácil.
65
Capítulo V. Resultados y discusión
3.- ¿Cómo considera que fue la comunicación con los demás participantes?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
75
25
0
Excelente
Buena
0
Regular
Mala
Respuesta
La mayoría consideró que la comunicación entre ellos fue excelente.
4.- ¿Considera que el ambiente ayudó a mejorar el diagnóstico de la lesión ósea?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
100
Mucho
0
0
Poco
Nada
0
No lo sé
Respuesta
El 100 % consideró que el ambiente virtual ayudó a mejorar el diagnóstico de la lesión que se
les presentó.
66
Capítulo V. Resultados y discusión
5.- ¿Cuál de los métodos de comunicación le pareció más óptimo?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
62.5
25
12.5
0
Voz
Chat
Ambos
Ninguno
Respuesta
Como se puede observar el mejor método de comunicación considerado por la mayoría de los
participantes dentro del entorno virtual fue la voz.
6.- ¿Al utilizar la audioconferencia pudo entender todo lo que dijeron los demás
participantes?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
75
25
0
75 a 100 %
50 a 75 %
25 a 50 %
0
Menos del 25
%
Respuesta
La mayor parte de los participantes comentó que el audio funcionó correctamente.
67
Capítulo V. Resultados y discusión
7.- ¿Cuál es el tiempo que considera usted necesario para evaluar el modelo de la lesión
ósea en el ambiente virtual?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
50
37.5
12.5
0
1 a 5 minutos
5 a 10
minutos
10 a 20
minutos
20 minutos o
mas
Respuesta
La cantidad de tiempo necesario considerado por el 50% de los participantes para analizar una
lesión ósea es de 1 a 5 minutos.
8.- ¿Usted cree que se redujo el tiempo de diagnóstico de un paciente con el ambiente
virtual?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
75
25
0
Si
No
Tal vez
0
No lo sé
Respuesta
Casi todos los participantes consideraron que sí se redujo el tiempo de diagnóstico con el uso
del entorno virtual.
68
Capítulo V. Resultados y discusión
9.- ¿Cree que es mejor que varios médicos se comuniquen con el entorno de realidad
virtual para dar un diagnóstico consensado?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
87.5
12.5
0
Si
0
No
Tal vez
No lo sé
Respuesta
Casi todos de los participantes consideraron que es muy factible que varios médicos se
comuniquen entre sí a través del entorno virtual para ofrecer un mejor diagnóstico.
Sección C
4.- ¿Utilizaría este entorno de realidad virtual como herramienta auxiliar para
diagnosticar a un paciente?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
87.5
12.5
0
Si
No
Respuesta
69
Probablemente
Capítulo V. Resultados y discusión
El 87.5 % de los participantes si utilizaría el entorno virtual como herramienta auxiliar para
diagnosticar a un paciente.
5.- ¿Recomendaría a otros médicos este entorno virtual como una herramienta auxiliar
en el diagnóstico de una persona?
100
90
80
70
60
Porcentaje % 50
40
30
20
10
0
87.5
12.5
0
Si
No
Probablemente
Respuesta
Casi todos los participantes comenta que si recomendaría el uso del entorno virtual a médicos.
5.1.2 Datos Cualitativos
Sección B
En la pregunta 4. ¿Considera que el ambiente ayudó a mejorar el diagnóstico de la lesión
ósea?; los participantes expusieron algunos comentarios del por qué, los cuales se mencionan
a continuación:
•
La lesión que se presentó en el pie para que los participantes la analizaran fue sencilla.
•
Debido a que se tuvieron varios puntos de vista y esto enriqueció el diagnóstico.
•
Porque se apreció la parte de la lesión en forma tridimensional lo que ayudó a observar
las partes de manera óptima.
•
Porque no hubo duda en el diagnóstico.
70
Capítulo V. Resultados y discusión
•
Porque el modelo en 3D genera más ángulos para observar la lesión y puedes obtener
diversos puntos de vista de tus compañeros.
•
Porque se logró visualizar todo el hueso.
•
Porque muestra varias perspectivas de la misma lesión y esto facilita la localización de
la misma.
•
Porque no existe límite de las vistas o caras que se pueden observar y se puede buscar
la mejor perspectiva.
Sección C
1.- ¿Qué características extras considera que se le deben aplicar al entorno virtual para
que sea más útil?
Entre las cosas que comentaron los participantes que se le puede aplicar al entorno virtual
dijeron que se tuvieran diversas proyecciones de los modelos, que el avatar pudiera tener la
foto o nombre del participante, además de poner el nombre del usuario en el chat para
diferenciar quien hace cada comentario. También comentan que sería bueno la medición de
los huesos y su separación además de angulaciones; el uso de más colores; comunicarse con
un usuario en particular a través de la voz es otro aspecto en el que hicieron hincapié; más
nitidez en los modelos.
En el comentario que se hizo acerca de ponerle nombre a los avatars para diferenciar a los
participantes dentro del entorno virtual y el chat, se logró comunicarse mediante correo
electrónico con el creador de la herramienta de realidad virtual (DIVE) Emmanuel Frecon
quien actualmente acaba de terminar un doctorado en el Instituto Sueco de la Computación
(SICS) en Suecia y se resolvió dicho problema gracias a sus comentarios.
2.- ¿Qué cosas modificaría o eliminaría del ambiente virtual actual?
Los participantes comentaron que los colores deberían revisarse, además de la calidad de las
modelos. También modificarían la forma de los avatars y el color del cuarto en donde se
muestra el modelo de la lesión. Tratar de eliminar el ruido que se genera en los audífonos
71
Capítulo V. Resultados y discusión
3.- ¿En qué otras áreas o situaciones podría ser útil esta herramienta?
De acuerdo a lo recabado se tuvieron varias opciones. Dentro de la misma medicina
mencionaron epidemiología, dermatología, y en general todos los temas de radiología,
imagenología, cardiología, oncología donde favorece una segunda opinión
En otras áreas fuera de la medicina contestaron ingeniería automovilística, geología,
vulcanología, e ingeniería civil.
5.2 Discusión
El que los participantes consideren en la pregunta 4 de la sección A, que el interactuar con una
computadora no se les hace un proceso difícil y que hayan jugado videojuegos en ésta en la
pregunta 5 de la sección A, probablemente les facilitó interactuar dentro del entorno virtual
como respondieron en la pregunta 2 de la sección B.
Los participantes mencionaron en las preguntas 1 y 5 de la sección B, que la interfaz y los
métodos de comunicación del ambiente para estarse comunicando les parecieron buenos, por
tal razón quizás, comentaron en la pregunta 3 de la sección B, que la comunicación con los
demás participantes fue muy buena.
Debido a que se usaron modelos en 3D y que eso les llamó mucho la atención a los
participantes de acuerdo a lo contestado en la pregunta 4 de la sección B, se deduce que por tal
razón consideraron en la pregunta 8 de la sección B, que el entorno ayudó a mejorar el
diagnóstico de la lesión ósea en un lapso de tiempo menor al que se utilizaría normalmente en
un caso de éstos.
De acuerdo al entusiasmo mostrado por parte de los médicos en usar un ambiente de realidad
virtual como una herramienta auxiliar expuesto en la pregunta 4 de la sección C y a los
beneficios que observaron en las pruebas realizadas, la respuesta 5 de la sección C dice que
72
Capítulo V. Resultados y discusión
por este motivo comentaron que si utilizarían éste ambiente, además de recomendarlo con
otros médicos para su uso.
Los resultados a los que se llegó en las pruebas se pueden complementar leyendo la ponencia
Cervantes (2004).
El primer grupo de cinco participantes de la prueba, al principio se mostró un poco
desinteresado en realizarla, pero conforme se les empezó a explicar de qué se trataba y cuál
era la finalidad de la misma mostraron mas interés. Se pudo observar durante el desarrollo de
la prueba que no tuvieron problemas en navegar e interactuar dentro del entorno virtual. Se
creó un cuarto de chat al que se le nombró piloto donde los usuarios platicaron entre sí. Al
principio comenzaron a utilizar más el chat como medio de comunicación pero conforme fue
avanzando la prueba terminaron usando más el audio para intercambiar ideas. Al final los
comentarios que se obtuvieron fueron muy favorables ya que les gustó mucho el entorno.
El segundo grupo de tres participantes, a diferencia del primero desde un principio se interesó
más en hacer uso del audio como medio de interacción para intercambiar puntos de vista
acerca de la lesión que se les presentó. El cuarto de chat que crearon se llamó prueba el cual
también utilizaron pero en menor medida que el audio. La entrevista que se tuvo con este
grupo fue un poco más provechosa ya que se profundizó más en los usos que se le pueden dar
a este entorno no sólo en medicina sino en otras áreas.
A continuación se muestran algunas fotos tomadas en el Laboratorio de Realidad Virtual de la
Universidad de Colima durante la prueba del entorno virtual con los participantes.
73
Capítulo V. Resultados y discusión
Fig. 16. Participante 4 interactuando con el entorno virtual.
Fig. 17. Participantes 2 y 3 durante la prueba piloto del entorno virtual.
74
Capítulo V. Resultados y discusión
Fig. 18. Participantes interactuando entre sí dentro del ambiente.
Fig. 19. Acercamiento del participante 2 dentro del ambiente virtual.
75
Capítulo V. Resultados y discusión
Los cuestionarios de usabilidad (mostrado en el anexo A) que se les aplicaron a los
participantes al término de la prueba fueron de gran ayuda ya que proporcionaron información
muy valiosa en cuanto al desempeño del entorno virtual. Las entrevistas que se les realizaron a
los usuarios vinieron a complementar la información recabada por los cuestionarios en donde
los participantes hicieron varios comentarios muy interesantes acerca de que otros usos o
aplicaciones se le podrían dar al ambiente virtual de diagnóstico.
76
Capítulo VI. Conclusiones
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79
Capítulo VI. Conclusiones
Llevar a cabo toda la investigación resultó complicada en ciertos puntos y es interesante
conocer todos los comentarios finales que se tuvieron. Por eso en este capítulo se resumen los
aspectos más importantes a los que se llegó como conclusiones.
Aunque en general los usuarios que realizaron la prueba no tuvieron muchos problemas en
interactuar dentro del ambiente virtual se observó que algunos aún se encuentran un poco
renuentes a usar este tipo de tecnología ya que el simple hecho de escuchar realidad virtual los
asusta debido a que lo primero que se les viene a la mente es cascos, guantes, trajes, etc. Esto
no debe ser así, ya que por ejemplo en este caso se utilizó realidad virtual de baja inmersión
donde lo que se realizó fue el ambiente virtual; además de acuerdo a lo contestado en los
cuestionarios la mayoría de los participantes ya habían utilizado la computadora para jugar
video juegos lo cual les debió facilitar la interacción y prueba de ello fue lo observado al final
de la prueba donde se vio que todos los participantes se encontraban interactuando entre si
dentro del ambiente intercambiando puntos de vista y opiniones.
Para llevar a cabo el ambiente virtual en DIVE se tuvieron dos opciones: desarrollarlo en el
lenguaje de programación nativo de DIVE o realizarlo en TCL (Raines y Tranter, 1999); se
eligió realizarlo en el lenguaje de DIVE ya que al momento de descargar el software de la
herramienta vienen incluidos ejemplos en los cuales nos basamos para aprender a programar
en esta herramienta.
Se consideró que fue poco el número de participantes que realizaron la prueba de usabilidad,
esto debido a diversas circunstancias, como los conocimientos que deberían tener y
principalmente la disponibilidad de horario para participar.
Dando solución a los objetivos específicos que se plantearon al principio de la investigación y
en base a la información recabada con los cuestionarios de usabilidad aplicados y a las
entrevistas realizadas a los participantes durante y después de las pruebas piloto, se concluye
lo siguiente:
79
Capítulo VI. Conclusiones
Objetivo específico 1:
•
Ofrecer y adaptar una interfaz de apoyo de la cual se puedan auxiliar los
médicos para el diagnóstico de lesiones óseas.
El primer objetivo se cumplió, ya que los participantes comentaron que fue una buena idea
desarrollar un ambiente basado en realidad virtual que ayudara a los médicos a ofrecer un
mejor diagnóstico a través de un análisis en conjunto. Los participantes también mencionaron
que sí utilizarían este entorno de realidad virtual como herramienta auxiliar para diagnosticar a
un paciente además de recomendarlo con otros médicos.
Objetivo específico 2:
•
Apoyar en la reducción de tiempos y costos al evitar que los médicos se trasladen
de un lugar a otro a diagnosticar.
Con base en las entrevistas realizadas a los médicos al final de las pruebas se puede decir que
les pareció algo muy interesante el poder diagnosticar desde el lugar en donde se encuentren
sin la necesidad de salir de su lugar de trabajo, ya que esto les ahorraría mucho tiempo y en
ciertos casos dinero si así fuera el caso; por lo tanto el segundo objetivo sí se cumple.
Objetivo específico 3:
•
Lograr una interfaz que sea amigable y fácil de usar para los usuarios.
Basándonos en lo contestado en los cuestionarios y en lo observado durante la realización de
las pruebas se puede concluir que este objetivo también se cumple aunque con ciertos detalles.
Los participantes comentan que la interfaz del ambiente les pareció buena en general y que
interactuar dentro del entorno virtual se les hizo un proceso fácil ya que los métodos de
comunicación que se tenían así lo permitieron. Los detalles que nos hicieron saber fue que tal
vez había que hacer un análisis de los colores que se estaban utilizando así como de los
objetos (avatares) que representan a los médicos dentro del ambiente virtual para tratarlo de
hacer más inmersivo.
80
Capítulo VI. Conclusiones
La conclusión a la que se llega en cuanto a la hipótesis es la siguiente:
Hipótesis:
•
El uso del ambiente virtual propuesto facilitará significativamente la
interpretación colaborativa de modelos radiológicos en 3D de lesiones óseas.
Se concluye que la hipótesis se cumplió, ya que los participantes comentaron que tuvieron la
posibilidad de ver la lesión ósea desde diferentes puntos de referencia debido a que se trataba
de un modelo en 3D; y que como se tuvieron varios puntos de vista se redujo el tiempo del
diagnóstico haciéndolo más completo. Además todos concordaron en que el uso del ambiente
virtual ayudó a ofrecer un mejor diagnóstico. La afirmación de la hipótesis también se puede
respaldar de acuerdo a los resultados obtenidos en las escalas de Likert de los cuestionarios
que fueron aplicados.
Respondiendo a las preguntas de investigación se concluye:
Pregunta de investigación 1:
•
¿Es factible utilizar una herramienta en la cual los médicos estén visualizando y
expresando con su voz lo que piensan acerca del diagnóstico de lesiones óseas?.
Durante la prueba se observó que los participantes al principio utilizaron más la ventana de
chat para intercambiar información pero conforme avanzó la misma, empezaron comunicarse
por los micrófonos. Al final los participantes comentaron que se sintieron más cómodos
usando como medio de comunicación el audio, lo cual demuestra que fue una buena idea
implementar su voz para que intercambiaran puntos de vista sobre el diagnóstico. En lo que
respecta al modelo de la lesión ósea presentado les pareció algo muy bueno debido a que
tenían la posibilidad de rotar el modelo y visualizarlo desde diversas perspectivas. Por lo que
se concluye que sí es factible utilizar una herramienta de este tipo.
81
Capítulo VI. Conclusiones
Pregunta de investigación 2:
•
¿Qué tan complicado será el uso del entorno para los médicos sabiendo que se
utilizará realidad virtual?
Los participantes comentaron en el cuestionario de usabilidad, que ya habían usado la
computadora para jugar videojuegos, por tal razón les resultó sencillo interactuar dentro del
ambiente virtual.
Pregunta de investigación 3:
•
¿Cuáles son los beneficios de las técnicas colaborativas de realidad virtual,
comparadas con las técnicas actuales, para el apoyo del análisis colaborativo de
modelos radiológicos en 3D de lesiones óseas?
El principal beneficio es que no solamente un médico va a poder diagnosticar sino que se
tienen varias opiniones sobre la lesión. Además no es necesario que los médicos se trasladen
de un lugar a otro o se pierda tiempo en enviar el modelo en 3D de la lesión de un paciente de
una lugar a otro.
Debido a todo el análisis que se realizó en cuanto al hardware y software que se necesita para
poner en funcionamiento el entorno virtual y a una prueba que se realizó con el ambiente en
una computadora con características de hardware no muy altas, se concluye que no resultaría
excesivamente costoso implementar este ambiente en un hospital.
Para concluir este capítulo, como se pudo constatar todos los objetivos propuestos al inicio de
la tesis se cumplieron, así como también la hipótesis. La mayor parte de este capítulo se
obtuvo de los resultados que arrojaron las pruebas, tanto de los cuestionarios como de las
entrevistas a los participantes.
82
Capítulo VII. Trabajo a futuro
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85
Capítulo VII. Trabajo a futuro
7.1 Introducción
El propósito de este capítulo es dar a conocer aspectos que se consideran de relevancia para
mejorar esta investigación en el futuro. Principalmente, los puntos que se mencionan son
aspectos de software aunque resultaría interesante hacer un análisis del sistema operativo, en
el cual podría estar alojado el servidor del entorno que se desarrolló.
7.2 Recomendaciones y sugerencias de la tesis
Debido a que durante la investigación se vio que los modelos en 3D de las fracturas eran un
poco grandes se opto por alojar el servidor DIVE, que fue el encargado de poner a disposición
de los usuarios el ambiente virtual en el cual estuvieron trabajando los participantes, en una
computadora con gran capacidad de procesamiento y almacenamiento como la Onix, situada
en el Laboratorio de Realidad Virtual de la Universidad de Colima. Sin embargo, el entorno
quizás correría bien en un servidor menos potente.
Es por ello que resultaría de gran ayuda analizar hasta qué punto es posible utilizar
computadoras de menor capacidad para cargar el servidor del mundo virtual. Además de
determinar cuál es el tipo de conexión de red, en cuanto a velocidad y tecnología que se puede
utilizar para hacer más económico el hardware para el buen funcionamiento del entorno
virtual.
Utilizar dispositivos de realidad virtual como lentes, cascos, monitores especiales de
computadora, etc., para hacer la herramienta de realidad virtual más inmersiva también sería
un punto interesante a considerar investigar en un futuro.
Otro aspecto a considerar es llevar a cabo pruebas del entorno con diversos sistemas
operativos ya que en esta investigación se utilizó Windows 2000 de Microsoft y sería
interesante usarlo con tecnologías como Unix, Linux, etc. para comparar el rendimiento que se
tiene en cada uno de estos sistemas operativos.
Una parte muy importante es, como se mencionó en el capítulo 3, que no se pudieron
conseguir los modelos directamente del TAC, entonces sería muy interesante que en un futuro
85
Capítulo VII. Trabajo a futuro
se trataran de recabar estos modelos y se visualizaran en el entorno virtual de diagnóstico para
ver qué impacto causa en los médicos el hecho de que sean lesiones óseas verdaderas.
Se considera importante que en un futuro se pudieran realizar pruebas con médicos para hacer
el estudio más completo, ya que no se pudieron conseguir médicos especialistas al momento
de hacer las pruebas; además de analizar los posibles cambios que se le podrían hacer al
entorno en base a los comentarios hechos por las personas que ya interactuaron con el
ambiente virtual.
Hacer más pruebas a distancia tanto nacionales como internacionales, ya que solamente se
realizó una (México-España), para tener un mejor conocimiento del funcionamiento del
entorno remotamente.
También sería interesante realizar pruebas del entorno haciendo uso de computadoras
portátiles con conexión WiFi para redes inalámbricas, y así conocer cómo es que se comporta
el ambiente virtual con este tipo de tecnologías.
Finalizando con este capítulo se puede observar que existen todavía ciertos aspectos en cuanto
al desempeño del entorno virtual que sería muy interesante investigar para obtener el mejor
provecho de este ambiente y de esta forma hacerlo más útil para los médicos.
86
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90
Anexos
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93
Anexos
Apéndice A
Cuestionario
93
Anexos
Cuestionario
Edad: _______
Género: M [ ] F [ ]
Sección A
La finalidad de este cuestionario en su sección A es conocer el grado de experiencia que tienen
los usuarios del entorno de diagnóstico de realidad virtual en el uso de la computadora.
Instrucciones: Conteste las siguientes preguntas marcando con una X o escribiendo la
respuesta que considere necesaria. En algunos casos puede seleccionar más de una opción si lo
cree conveniente.
1.- ¿Ha usado una computadora?
[
] Si
[
] No
2.- ¿Desde hace cuánto utiliza la computadora?
[
] 1 año o menos
[
] 1 a 4 años
[
] 4 a 8 años
[
] 8 años o más
3.- ¿Con qué propósito usa la computadora?
[
] Trabajo
[
] Navegar en Internet
[
] Consultar información
[
] Entretenimiento
[
] Uso de correo electrónico
[
] Otro:_________________________
4.- Interactuar con la computadora se le hace un proceso:
[
] Sencillo
[
] Regular
[
94
] Difícil
Anexos
5.- Alguna vez ha jugado videojuegos en una computadora:
[
] Si
[
] No
6.- Ha tenido alguna experiencia previa en utilizar ambientes virtuales en una
computadora:
[
] Si
[
] No
7.- Considera que es una buena idea desarrollar ambientes basados en realidad virtual
que ayuden a los médicos a ofrecer un mejor diagnóstico.
[
] Si
[
] No
Sección B
La sección B tiene como objetivo evaluar aspectos de diseño del ambiente de diagnóstico de
realidad virtual que se desarrolló, como es: un entorno amigable para el usuario, ayudar en el
trabajo en equipo, facilitar el diagnóstico de un paciente, etc.
Instrucciones: Conteste las siguientes preguntas marcando con una X o escribiendo la
respuesta que considere necesaria.
1.- ¿Cómo considera la interfaz (presentación) del ambiente?
[
] Excelente
[
] Buena
[
] Regular
[
] Mala
[
] Relativamente fácil
2.- Interactuar con el ambiente fue:
[
] Fácil
95
Anexos
[
] Relativamente difícil
[
] Difícil
3.- ¿Cómo considera que fue la comunicación con los demás participantes?
[
] Excelente
[
] Buena
[
] Regular
[
] Mala
4.- ¿Considera que el ambiente ayudó a mejorar el diagnóstico de la lesión ósea?
[
] Mucho
[
] Poco
[
] Nada
[
] No lo sé
¿Por qué?: ______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5.- ¿Cuál de los métodos de comunicación le pareció más óptimo?
[
] Voz
[
] Chat
[
] Ambos
[
] Ninguno
6.- ¿Al utilizar la audioconferencia pudo entender todo lo que dijeron los demás
participantes?
[
] 75 a 100 %
[
] 50 a 75 %
[
] 25 a 50 %
[
] Menos del 25 %
7.- ¿Cuál es el tiempo que considera usted necesario para evaluar el modelo de la lesión
ósea en el ambiente virtual?
[
] 1 a 5 minutos
[
] 5 a 10 minutos
[
] 10 a 20 minutos
[
] 20 minutos o más
96
Anexos
8.- ¿Usted cree que se redujo el tiempo de diagnostico de un paciente con el ambiente
virtual?
[
] Si
[
] No
[
] Tal vez
[
] No lo sé
9.- ¿Cree que es mejor que varios médicos se comuniquen con el entorno de realidad
virtual para dar un diagnóstico consensado?
[
] Si
[
] No
[
] Tal vez
[
] No lo sé
Sección C
Esta sección tiene como función recabar información para mejorar el desempeño del ambiente
virtual de diagnóstico en un futuro.
Instrucciones: Conteste brevemente las siguientes preguntas. Trate de ser lo más objetivo
posible.
1.- ¿Qué características extras considera que se le deben aplicar al entorno virtual para
que sea más útil?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2.- ¿Qué cosas modificaría o eliminaría del ambiente virtual actual?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.- ¿En qué otras áreas o situaciones podría ser útil esta herramienta?
________________________________________________________________________
97
Anexos
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4.- ¿Utilizaría este entorno de realidad virtual como herramienta auxiliar para
diagnosticar a un paciente?
[
] Si
[
] No
[
] Probablemente
5.- ¿Recomendaría a otros médicos este entorno virtual como una herramienta auxiliar
en el diagnóstico de una persona?
[
] Si
[
] No
[
98
] Probablemente
Anexos
Apéndice B
Glosario de términos
99
Anexos
Ambiente virtual. También conocido como entono o mundo virtual; es un modelo
computarizado con gráficas en 3D en el cual un usuario interactúa como si fuera un
ambiente común y corriente de la vida diaria.
Avatar. Es la manera en que un usuario es identificado dentro de un ambiente virtual, lo cual
puede ser de diferentes maneras desde un objeto simple hasta un objeto que puede
hacer gestos. Persona.
CSCW. (Computer Supported Collaborative Work). Trabajo Colaborativo Soportado por
Computadora. Área de investigación que combina el trabajo en grupo con la
informática.
DIVE. (Distributed Interactive Virtual Environment). Sistema de realidad virtual multiusuario
basado en Internet donde los participantes navegan en espacios 3D.
Escala de Likert. Esta escala consiste en medir el grado en que una persona esta en acuerdo o
en desacuerdo con una pregunta. La escala puede ir desde una respuesta positiva hasta
una negativa.
Fisura. Fractura parcial de un hueso.
HCI. (Human-Computer Interaction). Interacción Humano Computadora.
Inmersión. Es el proceso de que el usuario de un ambiente virtual se sienta dentro de dicho
entorno interactuando como si se tratase de un mundo real.
Interacción. Son los pasos que realiza un participante dentro de un entorno de realidad virtual
que le permiten interactuar manipulando objetos, los cuales responden dependiendo de
las acciones que se les apliquen.
Interactividad. Es la acción que se realiza entre dos o más agentes u objetos recíprocamente.
100
Anexos
Interfaz. Es el medio a través del cual dos o más objetos establecen una conexión e
interactúan entre sí.
Inteligencia artificial. Es la capacidad de que un objeto lleve a cabo las funciones que realiza
la mente humana.
Lesión ósea. Fractura o fisura de un hueso.
Realidad virtual. Sistema de gráficas en 3D donde uno o varios participantes pueden ver,
mover e interactuar con objetos dentro de un ambiente que es simulado por una
computadora.
Resolución. Es la capacidad de un monitor para desplegar información lo más realmente
posible, la unidad en la que se mide la resolución es en pixeles.
TAC. (Tomografía Axial Computarizada). Este procedimiento proporciona una imagen (o
también un modelo en 3D) de una de una parte del cuerpo mediante el paso de un haz
de rayos X a través del organismo. La TAC tiene la característica de servir como
herramienta de diagnóstico muy precisa; además de permitir explorar el interior del
organismo sin emplear procedimientos invasivos.
Telemedicina. Es la conjunción de la medicina con las telecomunicaciones para así tener la
posibilidad de ofrecer diagnósticos a distancia.
Usabilidad. Medida en que un cierto producto puede ser usado por determinados usuarios
para llegar a ciertos objetivos que cumplan con un grado de efectividad, eficiencia y
satisfacción usando determinadas variables.
Validez ecológica. Es el proceso de seleccionar a los participantes idóneos de acuerdo a sus
conocimientos para probar un sistema cualquiera, para de esta manera obtener
resultados mas veraces.
101
Anexos
VRML. Virtual Reality Modeling Language (Lenguaje para Modelado de Realidad Virtual).
Lenguaje de programación que surgió por la necesidad de manipular gráficas en
computadora.
102