Desarrollo de un prototipo de simulador virtual basado en realidad mixta para el entrenamiento médico en tonometría de Goldmann

La tonometría de Goldman es una técnica esencial para la medición de la presión intraocular (PIO), un parámetro clave en el diagnóstico y manejo de enfermedades oftalmológicas como el glaucoma. No obstante, su aprendizaje práctico enfrenta limitaciones significativas debido a la necesidad de pacient...

Full description

Autores:: Lizarazo Calderón, Aider Santiago
Silva Caballero, Jesus Andres
Cabrera Jauregui, Lisseth Tatiana

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2025

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	La tonometría de Goldman es una técnica esencial para la medición de la presión intraocular (PIO), un parámetro clave en el diagnóstico y manejo de enfermedades oftalmológicas como el glaucoma. No obstante, su aprendizaje práctico enfrenta limitaciones significativas debido a la necesidad de pacientes reales y la disponibilidad de equipos especializados. Para superar estos desafíos, se desarrolló un simulador de entrenamiento médico en realidad mixta utilizando un visor Oculus Meta Quest 3. El sistema incorpora un modelo holográfico que simula los meniscos observados durante el examen de tonometría, permitiendo al usuario interactuar en un entorno inmersivo y seguro. La precisión del simulador fue evaluada mediante pruebas de validación, comparando los valores de presión simulada con las posiciones angulares de la perilla del tonómetro y los resultados obtenidos con un tonómetro patrón, demostrando una alta fidelidad respecto al equipo real. Los resultados obtenidos respaldan el potencial del simulador para representar fielmente la toma de un examen de tonometría de Goldman, ofreciendo una herramienta de entrenamiento accesible y efectiva para la formación de profesionales de Oftalmología.
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No obstante, su aprendizaje práctico enfrenta limitaciones significativas debido a la necesidad de pacientes reales y la disponibilidad de equipos especializados. Para superar estos desafíos, se desarrolló un simulador de entrenamiento médico en realidad mixta utilizando un visor Oculus Meta Quest 3. El sistema incorpora un modelo holográfico que simula los meniscos observados durante el examen de tonometría, permitiendo al usuario interactuar en un entorno inmersivo y seguro. La precisión del simulador fue evaluada mediante pruebas de validación, comparando los valores de presión simulada con las posiciones angulares de la perilla del tonómetro y los resultados obtenidos con un tonómetro patrón, demostrando una alta fidelidad respecto al equipo real. Los resultados obtenidos respaldan el potencial del simulador para representar fielmente la toma de un examen de tonometría de Goldman, ofreciendo una herramienta de entrenamiento accesible y efectiva para la formación de profesionales de Oftalmología.CAPITULO 1 ................................................................................................................................ 1 Problema de Investigación ........................................................................................................... 1 1.1 Descripción ........................................................................................................................... 1 1.2 Justificación .......................................................................................................................... 2 1.3 Pregunta Problema ................................................................................................................ 3 1.4 Objetivos............................................................................................................................... 3 1.4.1 Objetivo General............................................................................................................ 3 1.4.2 Objetivos Específicos..................................................................................................... 3 1.5 Limitaciones y Delimitaciones ............................................................................................. 4 CAPÍTULO 2 ................................................................................................................................ 5 Marco Teórico y Estado del Arte ................................................................................................ 5 2.1 Marco Teórico....................................................................................................................... 5 2.1.1 Marco Conceptual.......................................................................................................... 5 2.1.1.1 Presión Intraocular.................................................................................................. 5 2.1.1.2 Glaucoma ................................................................................................................ 5 2.1.1.3 Tonometría de Goldmann ....................................................................................... 6 2.1.1.4 Realidad Mixta........................................................................................................ 7 2.1.2 Marco Legal................................................................................................................. 10 2.2 Estado del Arte.................................................................................................................... 11 2.2.1 Contexto Internacional................................................................................................. 11 2.2.2 Contexto Nacional ....................................................................................................... 12 2.2.3 Contexto Local............................................................................................................. 13 CAPITULO 3 .............................................................................................................................. 14 Metodología ................................................................................................................................. 14 3.1 Etapa 1: Identificación de los parámetros funcionales de la tonometría de Goldmann...... 14 3.1.1 Identificación de los parámetros generales de la tonometría de Goldmann ................ 15 3.1.2 Selección de los parámetros a considerar en el prototipo de simulador Virtual.......... 15 3.1.3 Selección del motor gráfico de realidad mixta que cumpla con los requerimientos ... 16 3.2 Etapa 2: Implementación del entorno de simulación.......................................................... 18 3.2.1 Determinación de la lógica de funcionamiento del simulador..................................... 18 3.2.2 Modelado de los componentes visuales y diseño de los mockups............................... 19 3.2.3 Programación de la interfaz del simulador y los controles de operación .................... 19 3.3 Etapa 3: Evaluación y análisis del funcionamiento del prototipo....................................... 20 3.3.1 Verificación del correcto funcionamiento del simulador............................................. 20 3.3.2 Ejecución de las pruebas de validación ....................................................................... 21 3.3.3 Análisis de los datos obtenidos en las diferentes pruebas............................................ 23 CAPITULO 4 .............................................................................................................................. 24 Resultados y Análisis.................................................................................................................. 24 4.1 Presentación de Resultados................................................................................................. 24 4.1.1 Etapa 1: Identificación de los parámetros funcionales de la tonometría de Goldmann24 4.1.1.1 Identificación de los parámetros generales de la tonometría de Goldmann ......... 24 4.1.1.2 Selección de los parámetros a considerar en el prototipo de simulador Virtual... 26 4.1.1.3 Selección del motor gráfico de realidad mixta que cumpla con los requerimientos ........................................................................................................................................... 26 4.1.2 Etapa 2: Implementación del entorno de simulación................................................... 27 4.1.2.1 Determinación de la lógica de funcionamiento del simulador.............................. 27 4.1.2.2 Modelado de los componentes visuales y diseño de los mockups........................ 28 4.1.2.3 Programación de la interfaz del simulador y los controles de operación ............. 41 4.1.3 Etapa 3: Evaluación y análisis del funcionamiento del prototipo................................ 44 4.1.3.1 Verificación del correcto funcionamiento del simulador...................................... 44 4.1.3.2 Ejecución de las pruebas de validación ................................................................ 45 4.1.3.3 Análisis de los datos obtenidos en las diferentes pruebas..................................... 49 4.2 Análisis de Resultados........................................................................................................ 49 4.2.1 Etapa 1: Identificación de los parámetros funcionales de la tonometría de Goldmann49 4.2.1.1 Identificación de los parámetros generales de la tonometría de Goldmann ......... 49 4.2.1.2 Selección de los parámetros a considerar en el prototipo de simulador Virtual... 50 4.2.1.3 Selección del motor gráfico de realidad mixta que cumpla con los requerimientos ........................................................................................................................................... 50 4.2.2 Etapa 2: Implementación del entorno de simulación................................................... 51 4.2.2.1 Determinación de la lógica de funcionamiento del simulador.............................. 51 4.2.2.2 Modelado de los componentes visuales y diseño de los mockups........................ 52 4.2.2.3 Programación de la interfaz del simulador y los controles de operación ............. 52 4.2.3 Etapa 3: Evaluación y análisis del funcionamiento del prototipo................................ 52 4.2.3.1 Verificación del correcto funcionamiento del simulador...................................... 52 4.2.3.2 Ejecución de las pruebas de validación ................................................................ 53 4.2.3.3 Análisis de los datos obtenidos en las diferentes pruebas..................................... 53 CAPITULO 5 .............................................................................................................................. 54 Conclusiones y Recomendaciones.............................................................................................. 54 5.1 Conclusiones....................................................................................................................... 54 5.1 Recomendaciones ............................................................................................................... 55 Bibliografía .................................................................................................................................. 57 ANEXOS...................................................................................................................................... 60PregradoGoldmann tonometry is an essential technique for measuring intraocular pressure (IOP), a key parameter in the diagnosis and management of ophthalmological diseases such as glaucoma. However, its practical learning faces significant limitations due to the need for real patients and the availability of specialized equipment. To overcome these challenges, a mixed reality medical training simulator was developed using an Oculus Meta Quest 3 headset. The system incorporates a holographic model that simulates the menisci observed during the tonometry examination, allowing the user to interact in an immersive and safe environment. The accuracy of the simulator was evaluated through validation tests, comparing simulated pressure values with the angular positions of the tonometer dial and the results obtained with a reference tonometer, demonstrating high fidelity to the real equipment. The obtained results support the simulator’s potential to accurately replicate a Goldmann tonometry examination, providing an accessible and effective training tool for ophthalmology professionals.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desarrollo de un prototipo de simulador virtual basado en realidad mixta para el entrenamiento médico en tonometría de GoldmannDevelopment of a Virtual Simulator Prototype Based on Mixed Reality for Medical Training in Goldmann TonometryIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería BiomédicaIBM-1788info:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineClinical engineeringGoldmann tonometryMixed realityMedical trainingPrototype developmentSimulation methodsVirtual realityIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaDesarrollo de prototiposMétodos de simulaciónRealidad virtualIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosTonometría de GoldmannEntrenamiento médicoRealidad mixtaAlemán Ramírez, C. 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Desarrollo de un prototipo de simulador virtual basado en realidad mixta para el entrenamiento médico en tonometría de Goldmann

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