Artículo del Facoblog

Comparativa entre las resoluciones más utilizadas

Vídeo y grabación de cirugías oculares: del HD y FullHD hasta el 4K

A lo largo de sus casi veinte años de historia de FacoElche, una anécdota que se repite con frecuencia es aquella en que alguien se nos acerca y nos dice:

  • Tengo un caso fantástico para presentar en FacoElche
  • Qué bueno. ¿Lo grabaste?, ¿qué dura?
  • Bueno no, tenemos estropeada la vieja cámara de 1 CCD
  • Pues de viva voz no vale. Hace falta la imagen

Otra situación es la de los que presentan cosas interesantes, pero con imágenes muy oscuras o quemadas.

Iniciamos con tal motivo un hilo de discusión al respecto destacando las aportaciones prácticas de los compañeros argentinos. Es por ello que le pedimos a Noé Rivero que nos hiciera una Guía-Resumen de las diferentes opciones y que os mostramos a continuación.

Resaltar que siempre se tiene la opción de comprar las cámaras y grabadoras a los proveedores de microscopios y demás con el sobrecoste correspondiente.

Este artículo se enmarca dentro de nuestro acuerdo con SACRYC (Sociedad Argentina de Córnea, Refractiva y Catarata) para la publicación en su revista REFRACTIVA de artículos extraídos del Foro FacoElche. Enlace al original en la revista REFRACTIVA

Fernando Soler
Director de FacoElche

En el foro de FacoElche se dio un interesante intercambio de conocimientos y experiencias en torno al uso de diferentes opciones a la hora de grabar nuestras cirugías bajo microscopio.

A modo de resumen, haremos un repaso de esas opciones, de sus puntos fuertes, falencias y consideraciones que hay que tener a la hora de optar por alguna de ellas.

Los autores declaramos no tener intereses comerciales con ninguna de las marcas en adelante citadas.

Consideraciones previas

A la hora de pensar en un sistema de grabación de vídeos deberemos tener en claro para qué vamos a utilizar los mismos. Los usos pueden ir desde almacenamiento con fines documentales y legales, utilización de vídeos en congresos o conferencias, publicación de vídeos en plataformas online, utilización en docencia, promocional con los pacientes, etc.

Bien sabido es la utilidad que tienen los mismos para la revisión de errores propios en las maniobras quirúrgicas y mucho más aún cuando dicha revisión la hacemos en cirugías practicadas por cirujanos en formación.

En cualquiera de estos casos, los requerimientos técnicos podrán variar desde vídeos con resoluciones aceptables a vídeos con máximas resoluciones (vídeos 4K). Para apreciar mejor la magnitud de estas resoluciones, el Dr. Fernando Soler nos acercó esta imagen:

Comparativa entre las resoluciones más utilizadas
Fig.1 – Comparativa entre las resoluciones más utilizadas

Como podemos apreciar, los DVDs permiten reproducciones en calidad SD, y el standard Full HD o también llamado 1080 es la resolución que nos brindan los discos de Blu-ray. Ambas calidades palidecen ante las resoluciones ofrecidas por los 4K. Pero… ¿con qué resolución necesitamos trabajar para nuestras cirugías? Nuevamente: depende del uso que queramos hacer de las mismas, pero como referencia, las filmaciones Full HD serán más que suficiente en casi la totalidad de los casos.

Para facilitar el acercamiento a las opciones, dividiremos el proceso de grabación en dos etapas: la captura propiamente dicha del vídeo y el almacenamiento y procesamiento de los mismos.

Captura de vídeo

Existen múltiples opciones a la hora de capturar video.

● Cámaras digitales compactas y DSLR

Utilización de DSLR como filmadora
Fig.2 – Utilización de DSLR como filmadora

Este tipo de dispositivos ofrecen diferentes resoluciones que permiten grabar vídeo como una función extra a su principal que es tomar fotos. La ventaja de esta opción es que se consiguen buenas máquinas a un costo bastante accesible aunque los resultados en vídeos no son los mejores. Para lograr esto último tendríamos que optar por cámaras DSLR (o reflex digital) (Fig.2) en cuyo caso el costo se eleva considerablemente, así como también sus prestaciones. La ventaja de las cámaras reflex es que ya cuentan con sistemas de acople para lentes que son universales y que nos permite utilizar dicho acople con adaptadores a nuestros microscopios. Ejemplo de acoples es el c-mount (montura c) que es de los más utilizados y para el cual existen adaptadores para todos los microscopios del mercado. Como desventaja, incluso las más caras y mejores de las cámaras DSLR (ejemplo Canon EOS 5D Mark II) no pasan de resoluciones Full HD (1080), y muchas no llegan a esa resolución. Por cuestiones legales, muchas tampoco permiten vídeos de más de 10 minutos de duración: si lo hicieran pasarían a ser filmadoras debiendo pagar un canon extra que encarece el precio final. Este máximo de 10 minutos limita enormemente su utilidad en cirugía, por lo que si piensan adquirir este tipo de cámaras asegúrense que permita grabaciones más largas.

● Cámaras deportivas: GoPro

Fig.3 - Minifilmadora genérica con acople micro 4/3, lista para el microscopio
Fig.3 – Minifilmadora genérica con acople micro 4/3, lista para el microscopio

Otra opción interesante la constituyen las minifilmadoras del estilo de la famosa GoPro. Este tipo de cámaras son dispositivos que nacieron para el vídeo (a diferencia de las anteriores), ofrecen calidades y resoluciones óptimas en un tamaño extremadamente pequeño (Fig.3). La mayoría de los modelos permite grabaciones en Full HD, y algunos como el modelo GoPro Hero 5 permiten filmaciones en resoluciones de hasta 4K. Con una tarjeta de memoria de 64Gb, podremos grabar 2:30hs en 4K y 4:30hs en Full HD.

Otra ventaja de este tipo de filmadoras es el rico ecosistema de accesorios que nos permiten también conseguir acoples compatibles con la mayoría de los microscopios. Ejemplo de esto último es el H5PRO Ribcage de la casa Back-Bone Gear que confiere a las GoPro la posibilidad de montarla en acoples C-mount, CS-mount o M12-mount según lo requiera nuestro microscopio (Fig.4).

Fig.4 - GoPro Hero 5 Black con accesorio H5PRO Ribcage de Back-Bone
Fig.4 – GoPro Hero 5 Black con accesorio H5PRO Ribcage de Back-Bone

La mayoría de estas filmadoras ofrece un software propietario para PC, Mac o incluso celulares que nos permite la edición de los vídeos y la publicación de los mismos directamente a Youtube.

Una desventaja de estas cámaras es que deben funcionar en su mayoría con la batería puesta. Ésta tiende a recalentarse y termina dañando el sensor de la cámara. Este problema parece resuelto en la Hero 5 que permite operación con alimentación directa sin necesidad de batería.

Otro punto a tener en cuenta es que las GoPro funcionan especialmente bien filmando cirugías de segmento anterior, pero a la hora de filmar cirugías vítreas la calidad baja considerablemente, debido aparentemente al manejo deficiente de balances de blanco que realiza la cámara.

● Filmadoras digitales compactas: Blackmagic Pocket

Quizá la opción premium de las comentadas. Se trata de verdaderas cámaras filmadoras semiprofesionales (Fig.5). No solo permiten filmar en 4K sino que los formatos de video utilizados son los standard en la industria cinematográfica (CinemaDNG RAW y ProRes). Estos formatos permiten la manipulación de fotogramas sin degradación de calidad por compresión. Capturan un amplio rango dinámico de exposiciones, lo que hace que la Blackmagic, a diferencia de la GoPro, sea especialmente buena para filmaciones de cirugías retinales. La Blackmagic Pocket permite ser utilizada sin baterías.

Fig.5 - BlackMagic Pocket Cinema Camera, la vedette de las cámaras
Fig.5 – BlackMagic Pocket Cinema Camera, la vedette de las cámaras

Contras? El costo de la cámara puede fácilmente duplicar el de una GoPro. Además el tamaño de los vídeos es excesivamente grande lo que los convierte en imprácticos a la hora de editarlos o compartirlos.

● Celulares

Sin dudas, la poor man’s camera a la hora de grabar. Pero no por ser la opción económica se logran malos resultados, de hecho, los celulares de gama media o alta suelen ofrecer cámaras con resoluciones y capacidades superiores a muchas cámaras digitales compactas. Vale aclarar que un celular de alta gama puede llegar a costar tanto como una Blackmagic Pocket y se considera como económico ya que podemos utilizar un celular personal y no comprar uno específicamente para realizar las grabaciones.

Los celulares permiten la edición del vídeo en el propio dispositivo, así como también compartirlo hacia diferentes plataformas.

El manejo de las imágenes bajo las condiciones lumínicas durante una cirugía no suele ser óptimo, pudiendo obtener imágenes infra o sobreexpuestas (“quemadas”). El manejo del autofoco que poseen por defecto la mayoría de los celulares hace que ocurran desenfoques involuntarios y ocasionales. Esto último se puede evitar utilizando ciertas aplicaciones que permiten una utilización más “profesional” de la cámara del celular controlando el foco, exposición, balance de blancos, zoom, etc. Tal vez una de las mejores aplicaciones para esto sea Filmic Pro (disponible para iOS y Android) (Fig.6) que cuesta 15 US$, y una gratuita muy buena es Cinema FV-5 lite (Android).

Fig.6 – iPhone filmando con la app Filmic Pro

Otro punto a considerar es que muchos de los nuevos celulares de alta gama ofrecen excelente calidad de imágenes valiéndose de un sistema de doble cámara. Es importante notar que este tipo de celulares NO va a servir ya que los adaptadores van a hacer que una de las cámaras sea desaprovechada.

Existen muchos y buenos adaptadores universales que permiten acoplar cualquier celular a cualquier microscopio (incluida la lámpara de hendidura).(Fig.7)

Fig.7 - Celular acoplado a microscopio por medio de adaptador universal
Fig.7 – Celular acoplado a microscopio por medio de adaptador universal

Como contra más importante encontramos el hecho de que si vamos a utilizar un celular de uso personal habrá que extremar las precauciones y atender a las normas de asepsia: recordemos que estamos metiendo un equipo no estéril a un área quirúrgica. Lo recomendable es dedicar el equipo a la grabación y ya no sacarlo del quirófano.

Adaptadores y codos

Sea cual sea la opción que hayamos elegido, es de suma importancia considerar el sistema de acople o adaptación a los diferentes microscopios. Se recomienda que el codo o tubo al que se acopla la cámara tenga regulación de distancia focal, es decir una rosca que modifique el foco de la cámara alejándola o acercándola al tubo. Esto es fundamental en cámaras con foco fijo y también permite que utilicemos las demás bloqueando el autofoco y de esta manera evitando los molestos desenfoques antes nombrados.

Adaptadores existen para cada modelo de cámara y microscopios. E incluso de no existir alguno para una determinada combinación, siempre podemos solicitar adaptadores “a medida”, aunque por obvias razones esto será más costoso (Ej: www.adrianololli.com/ ) (Fig.8).

Fig.8 - GoPro Hero 4 utilizando codo y adaptador por Adriano Lolli
Fig.8 – GoPro Hero 4 utilizando codo y adaptador por Adriano Lolli

Almacenamiento y procesamiento de vídeo

A la hora de almacenar los vídeos podemos optar por sistemas de grabación en DVDs o lo más práctico, almacenamiento en discos rígidos de una computadora. Esto último nos permite no solo almacenar sino también la edición de los mismos.

En la computadora destinada a esta tarea, deberemos prestar atención principalmente a cuatro de sus componentes:

  • Disco Rígido: Fundamental a la hora del almacenamiento. Deberá contar con gran capacidad y de ser posible recomendamos sea un disco rígido de estado sólido (SSD) ya que al no tener partes móviles permiten velocidades de transferencia muy superiores, cosa que vamos a agradecer a la hora de transferir los archivos.
  • Microprocesador: Más es mejor. Más potencia implica menor tiempo en realizar las tareas.
  • Memoria RAM: lo mismo que con el micro, a mayor memoria RAM, menor tiempo en realizar tareas.
  • Placa de vídeo: es otro componente que debemos potenciar ya que eso redundará el procesamiento más rápido de las imágenes.

Resumiendo, como bien lo expresó el Dr. Gerardo Valvecchia: “Hay que tener una PC de gamer

Otro paso importante es cómo llega el vídeo desde la cámara a la PC. La manera más común es utilizando tarjetas de memoria en el dispositivo de grabación y trasladando dicha tarjeta hacia la PC cada vez que terminemos la sesión de grabación. Esto es simple, pero termina siendo algo engorroso. Conviene tener en cuenta que a la hora de elegir tarjetas de memoria deberán ser de alta velocidad ya que de otra manera no soportarán la grabación de vídeos en altas resoluciones.

La alternativa la constituyen los sistemas capturadores de vídeo (como el de BlackMagic Design Intensity Shuttle)(Fig.9) que toman la imagen de la cámara y la envían directamente a la PC sin mediar intervención extra por nuestra parte, y permiten incluso enviar la misma imagen a un monitor extra para poder ver la cirugía en el quirófano en tiempo real. Esto encarece un poco el sistema pero aumenta la eficiencia y comodidad.

Fig.9 - Capturadora de video BlackMagic Design Intensity Shuttle
Fig.9 – Capturadora de video BlackMagic Design Intensity Shuttle

A la hora de editar vídeos, hay muchos y buenos programas para esta tarea. Solo nombraremos a Handbrake que es una opción open source, gratuita y multiplataforma que nos permite convertir los vídeos a diferentes formatos así como también cambiar resoluciones de los mismos.

Consideraciones finales

La grabación de videos en 4K suena atractiva, pero recordemos que de nada sirve grabar en esa resolución si después no vamos a poder aprovecharla. Para poder disfrutar de esa calidad de imagen, TODOS los componentes de la cadena (cámara, capturadora y monitor o proyector) deberán ser capaces de manejar esa resolución, o como lo ejemplificó claramente el Dr. Marcelo Sterzovsky:

“No sirve de nada grabar en 4K si no podemos proyectarlo, es como si en tu casa contrataras la señal de cable con ultra definición y tu TV sea HD, o al contrario, tener el último TV ultra 4K y tu proveedor de cable sea incapaz de transmitir en esa definición.“

Y a eso hay que sumarle el hecho de que los vídeos en 4K son sumamente “pesados”, es decir que consumen muchísimo espacio de almacenamiento. También requieren muchos recursos a la hora de procesarlos por lo que si no se cuenta con sistemas semi profesionales de edición, la tarea puede resultar casi frustrante.

Tips

  • Resoluciones Full HD (1080) suelen ser más que suficientes
  • Para segmento anterior: GoPro
  • Para retina: BlackMagic
  • Utilizar las cámaras preferentemente sin la batería puesta para evitar recalentamientos y daño en los sensores
  • Los celulares son la opción más económica y al alcance de la mayoría
  • Editar videos en computadoras potentes evitará dolores de cabeza

Autores

Dr. Noé Rivero, Director IMO
Dr. Lisandro Carnielli, Fellow segmento anterior IMO

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