Sistema de Telecontrol para Diagnóstico y Monitoreo por Ultrasonido Cruz-Peña. R, Minor-Martínez. A, Peña-Rivero. R, Martínez-Méndez. R.  Resumen— En este artículo se presenta el diseño de un sistema de control a distancia para aplicarse a un equipo de ultrasonido, el cual se puede controlar a través de una palanca de posicionamiento y con el empleo de cámaras de video, tener visión por computadora como medio de retroalimentación. El sistema utiliza la red de Ethernet como medio de transmisión y la información obtenida a través del mismo se puede almacenar en una base de datos en forma de imágenes o videos. Se muestra la interface gráfica de control, así como las partes electrónicas y mecánicas del robot. Palabras clave— Base de Datos, Joystick, Telemedicina, Ultrasonido. I. INTRODUCCCIÓN E L proyecto de telecontrol TReD Sys consiste de un sistema a distancia que permitir al médico manipular, observar, diagnosticar y monitorear estudios a sus pacientes a través del Ultrasonido. El TReD Sys permite al médico especialista manipular un robot que moverá el transductor de forma remota, basándose en imágenes de ultrasonido, enviadas a través de cámaras, las cuales transmiten la información utilizando la red de Internet. Alternativamente la interface gráfica diseñada para este proyecto permite que otra persona pueda abrir una sección de teleasistencia para que otro médico en el mismo lugar o en otro sitio pueda observar el estudio a través de un portal web, donde podrá adjuntar comentarios, recomendaciones y sugerencias para tener segundas y terceras opiniones médicas, si así se requiere. El sistema de visión por computadora para el posicionamiento remoto del robot cuenta con imágenes del campo periférico de la sala de ultrasonido y del acercamiento hacia el paciente. La información visual obtenida mediante las cámaras se puede almacenar en una base de datos diseñada especialmente para llevar un control y seguimiento del historial clínico en forma de archivo. La manipulación del sistema cuenta con una interfaz grafica de control, que fue diseñada para que el usuario tenga la capacidad de manejarlo sin necesidad de algún entrenamiento previo. II. DESARROLLO DEL TRABAJO Este proyecto desea transformar la manera como se han venido suministrando los servicios de atención médica por sus características de cobertura y facilidad de procesos. El sistema propuesto mejora la robustez del sistema con respecto a los retrasos de la red en la cual se navega, se ha mejorado el sistema de técnica para los datagramas en el envió. Se planea contribuir a mejorar las condiciones de salud de la población, facilitando el acceso a la atención médica especializada, tratándose de pacientes que se encuentran en áreas remotas o lejanas, así como aumentar la atención y diagnósticos médicos orientados a Ultrasonido, para lo cual se requiere contar con equipos adecuados para garantizar la realización de las diversas actividades y beneficios que permita ayudar a este sector. A. Antecedentes La evolución de la telemedicina en el mundo, especialmente en América Latina y el Caribe, busca ser un escaparate para agilizar el servicio de salud, debemos ver que hay un incremento notable en países desarrollados, de esta forma los trabajos de telemedicina debe importar a todos los sectores, aunque este parámetro como lo hemos analizado está muy condicionado por la estructura y marco cultural sanitario así como por las limitaciones y condicionantes técnicas del sector salud y de telecomunicaciones en cada país [1], [2]. De acuerdo con los resultados de la encuesta del año 2011 por la Sociedad de la Información (SOCINFO) en su sección de Innovación y Desarrollo, de la Comisión Económica para América Latina (CEPAL), denomina a México como pionero de la telemedicina [3]. En 1986, en el Hospital Infantil de México “Federico Gómez”, se dio inicio a los programas de educación médica continua vía satélite para el personal [4]. En el campo de la cirugía laparoscópica robotizada, se encuentra uno de los desarrollos más importantes, como el Da Vinci, éste sistema consta de dos tele-robots, con mando háptico manipulado por el cirujano y muestra la imagen captada por las cámaras atreves de una visualización 3D [5]. Universidad Politécnica de Madrid, en el 2003 inicia el Sistema de Telemedicina para la Atención Sanitaria Domiciliaria [6]. En el 2005 la Universidad de Anáhuac en México, inició sus actividades al proporcionar interconsultas virtuales de especialidad a las poblaciones más marginadas [7]. En 2005, dio inicio la Red de Telemedicina de los Servicios de Salud de Nuevo León, en la cual se instaló una Sala de Telecomando, la cual está equipada con módulos de consulta [8]. En Argentina se tiene una red desde el 2005, que permite acceder a la información en la Red Nacional de Información en Ciencias de la Salud (RENICS), tiene 88 centros que generan contenidos [9]. En 2001, se realizó un sistema de telediagnóstico denominado: Maletín Médico, en la Universidad de California en EU (UC Davis) [10]. En la Universidad Politécnica de Cartagena, realiza un trabajo de teleoperación del Robot “Robonova-I” en el 2011 [11]. En 2012, dio inicio el proyecto de Telemedicina, que permite realizar interconsultas especializadas de la Universidad del Norte Barranquilla-Atlántico, hacia la Clínica Julio Mario Santo Domingo, localizada en Isla Barú, en Cartagena [12]. B. Materiales y Métodos El Sistema de Telecontrol TReD Sys, está conformado por dos unidades de proceso, el cliente-servidor las cuales permiten intercambian información en forma bidireccional. El servidor enviando señales de control y el cliente enviando señales de video, para que el operador pueda retroalimentarse visualmente y así controlar el movimiento del robot manipulador mediante el empleo de una palanca de posicionamiento (joystick). De forma alternativa la interface gráfica diseñada, cuenta con botones para que por éste medio también se pueda controlar los movimientos del brazo manipulador. Las señales enviadas por la interface gráfica, son alojadas en el servidor y que serán enviadas a través de la red de Ethernet, a un microcontrolador que se encuentra conectado a la PC que funciona como cliente, el cual es el responsable del control y que con ayuda de los circuitos de potencia, nos permiten mover el brazo. El sistema se conforma por: una interfaz cliente, una interfaz servidor, canal de comunicación y almacenamiento, sistema de manipulación, y de forma alternativa un sistema de asistencia. En la Fig. 1 se muestra un diagrama general a bloques que describe como están relacionados estos elementos del sistema. Fig. 1. Diagrama Básico del Sistema TReD Sys. C. Experimentos A continuación se expone los resultados experimentales obtenidos con el programa Sistema de Telecontrol. El entorno trabaja con tres computadoras conectadas a la red de internet por medio de una IP, dos de los dispositivos realizan la función de cliente y otro de servidor, los tiempo de respuesta son satisfactorios para el envió y recepción de información para el posicionamiento y manejo del robot por medio de internet, dentro del sistema de teleasistencia corresponde el tercer dispositivo que realiza la conexión desde un portal web al Sistema de Telecontrol, el cual solo tiene la visión, dentro de la prueba experimental muestra un retardo. El Sistema de Telecontrol realiza un estudio de Ultrasonido de forma segura y los datos obtenidos del estudio son almacenados en el servidor para su posterior análisis en una plataforma flexible donde el médico pueda consultarlos, esto se ha generado reducción de costos, tiempo de atención y recursos humanos. Cada modulo propuesto en este proyecto se traduce en una disminución de tiempos entre la toma de exámenes, la obtención de resultados, la atención médica, el diagnóstico del especialista y el envió de información de forma segura, el cual reduce costos y recursos humanos. A continuación se muestra la placa de etapa de control conectada al ordenador 2, donde se contempla el control total y recepción de señales para el movimiento del sistema en la Fig. 2. Fig. 2. Sistema de Control por USB. Dentro de la construcción del robot con el que se complementa el proyecto, se implementó un brazo robot de tipo antropomórfico, constituido por dos componentes rectos que simulan el brazo o antebrazo, sobre una columna giratoria, el cual permite el trabajo en los bordes del cuerpo del paciente por lo tanto el transductor del Ultrasonido se muestra en Fig. 3. Fig. 3. Movimientos del Brazo Robot Antropomórfico. Se ha controlado a distancia de forma remota el robot, obteniendo resultados satisfactorios en tiempos de respuesta en la realización de estudios de Ultrasonido, con la visión de las cámaras y el funcionamiento adecuado con el objetivo planteado. El problema principal fue el uso de la palanca de posición del robot, debido a su caracterización y reconocimiento, el cual fue solucionado con el uso de coordenadas para cada grado de libertad del robot. Como se puede apreciar el Sistema de Telecontrol cuenta con módulos mínimos que nos permiten mostrar que tiene un tamaño y espacio reducido, por tal motivo puede ser trasladado ambos módulos a cualquier sitio Fig. 4. Fig. 4. Sistema de Telecontrol TReD Sys. Dentro de los avances del Sistema de Telecontrol, se muestra el sistema, algunas de las capturas de la base de datos creada con MySQL y adaptada al Sistema de Telecontrol como se muestra en la Fig. 5. Fig. 5. Sistema de Software de TReD Sys. D. Resultados Se realizaron pruebas en el Hospital Infantil “Federico Gómez”, las primeras pruebas fueron en conejos con el apoyo de un equipo de Ultrasonido del hospital mostrando un tiempo de respuesta de 17 segundos de retardo en el Sistema de Telecontrol, las pruebas finales fueron con niños de entre 5 y 12 años de edad en casos médicos diversos pero todos orientados a casos de Ultrasonido, fue utilizada la red de internet dedicada, localizada dentro del mismo centro asistencial, reduciendo el tiempo de respuesta a 5.9 segundos como parámetro más alto en el sistema de retroalimentación en la visión de las cámaras, dentro del almacenamiento de información se verifico que la conexión es de forma inmediata y la consulta del expediente clínico generado por el sistema puede ser visto de forma inmediata. Se presento el problema en el video debido a que el formato de reproducción es compacto para su uso posterior, el cual fue resuelto con el cambio de formato para que evitar el problema mencionado. El tiempo de respuesta dentro de una red local, se ha reducido Fig. 6, aun se busca que pueda ser reducido a la mitad con una arquitectura pipeline [13]. Dirección Tiempo Dirección Tiempo Inicio-Derecha Inicio-Izquierda Inicio-Arriba Inicio-Abajo 5.90 Seg. 4.50 Seg. 3.46 Seg. 2.66 Seg. Derecha- Inicio Izquierda-Inicio Arriba-Inicio Abajo-Inicio 1.50 Seg. 5.34 Seg. 2.40 Seg. 2.82 Seg. Fig. 6. Tiempo de Respuesta en Red Local. III. CONCLUSIONES El desarrollo de las telecomunicaciones tiene un gran despunte y debemos aprovecharlo al máximo, especialmente en medicina, donde permite grandes beneficios, ahorro de tiempo y dinero con aumento de calidad y cobertura. El concepto de telemedicina involucra básicamente tres aspectos: red de salud, telecomunicaciones y aplicaciones para servicios de medicina. La implementación de TReD Sys afecta a varias partes de la medicina actual y se busca reducir tiempo desde la toma de exámenes hasta la atención médica. Para los pacientes, el diagnóstico y tratamiento rápido y oportuno, reducción de exámenes duplicados, atención integral, disminución de traslados con médicos especialistas. Los beneficios para los médicos son las nuevas posibilidades de efectuar estudios de Ultrasonido precisos con el beneficio de una segunda opinión de otro médico en tiempo real, la posibilidad de evitar desplazamientos innecesarios y consultar resultados las veces que sean necesarias. Dentro de un centro médico, ayuda a mejorar la reducción de pérdidas en expedientes, diagnósticos y tratamientos, la precisión y rapidez de un estudio a pacientes, mejorando la comunicación entre especialistas y utilización más efectiva de los equipos. Para finalizar cabe mencionar que este sistema tiene una proyección a futuro y es posible que este proyecto se tome como base y pueda desarrollarse en otros campos de la Telemedicina, no exclusivamente en el Ultrasonido. REFERENCIAS [1] La Telemedicina, P. Escobar, Díaz, M. Carvajal, 2002. [2] Telemedicina: Un desafío para América Latina, S. Litewka, 2005 [3] CEPAL. http://www.eclac.cl/. 2011. [4] E-salud. Secretaría de Salud de México - CENETEC Salud. 1986 – 2014. [5] Intuitive Surgical Inc. http://www.intuitivesurgical.com/. Noviembre 2013. [6] P. Teras. Propuesta de implantación de un sistema de telemedicina: atención domiciliaria, Universidad Politécnica de Madrid, 2003. [7] G. Bernal, J. De la Torre, O. Restrepo, C. Bonilla, E. Herrera, P. Rodríguez, I. Torres “Telemedicina Anáhuac, Sistema de Educación y Apoyo a la Atención de la Salud”. Cirugía y Cirujanos. Noviembre-Diciembre 2005. Volumen 73. Número 006. Pp. 485-493. [8] Red de Telesalud Nuevo León. Secretaria de Salud del Estado de Nuevo León. México. 2005. [9] Un Futuro Documentado en Salud: 20 años de la Red Nacional de Información en Ciencias de la Salud. Academia Nacional de Medicina. 1a ed. Buenos Aires, Argentina. 2005-2006. [10] M. Villalpando, R. Velázquez, P. Gutiérrez, “Sistemas de telediagnóstico: Maletín médico de ingeniería aplicada”. Revista de Ingeniería Biomédica. Abril-Septiembre 2001. Volumen XXII. Numero 2. Pp. 107-113. [11] F. San Nicolás, Ma. Rosique, D. Alonso, Teleoperación del Robot “Robonova-I” mediante Wiimote. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicaciones Universidad Politécnica de Cartagena. Cartagena, Colombia. Septiembre 2011. [12] Proyecto UNINORTE. Universidad del Norte. Hospital Universidad del Norte. Clínica Julio Mario Santo Domingo. http://uninorteresidentesmdi.blogspot.mx/2012/12/dr.html. Diciembre 2012 [13] M. Bagajewicz, “Pipeline Design Engineering”, Faculty of Engineering.