Cuando hablamos de desarrollo de equipo médico es necesario mencionar las distintas etapas que están involucradas en el mismo: investigación básica, investigación aplicada, desarrollo tecnológico, transferencia de tecnología y finalmente difusión tecnológica (Conacyt, 2019).

El Manual de Frascati de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos define la Investigación y el Desarrollo Experimental (I+D) o Research and Experimental Development (R&D) como “... el trabajo creativo y sistemático realizado con el objetivo de aumentar el volumen de conocimiento… y concebir nuevas aplicaciones a partir del conocimiento disponible” (OECD, 2018: 44). Menciona que la I+D debe satisfacer cinco criterios clave, en donde la actividad tiene que ser novedosa, creativa, incierta, sistemática, transferible y/o reproducible (OECD, 2018: 45).

La I+D se puede dividir en investigación básica, aplicada y desarrollo experimental. La investigación básica es aquella que se enfoca principalmente en adquirir nuevo conocimiento, sin una aplicación particular. La investigación aplicada es aquella que se lleva a cabo para adquirir nuevo conocimiento, sin embargo, está mayormente dirigida a una aplicación práctica específica. Y el desarrollo experimental “…consiste en trabajos sistemáticos fundamentados en los conocimientos existentes obtenidos a partir de la investigación o la experiencia práctica, que se dirigen a producir nuevos productos o procesos, o a mejorar los productos o procesos que ya existen” (OECD, 2018: 47).

Las empresas que desarrollan equipo médico generalmente están estructuradas en distintas áreas, departamentos o etapas como I+D, transferencia de tecnología, ingeniería y mercadotecnia. El área de diseño tradicionalmente se ha situado hacia el final del proceso, después de la transferencia de tecnología y trabajando de cerca con el departamento de mercadotecnia, ya sea como consultoría externa, como in-house (departamento de diseño dentro de la empresa), o una combinación de ambas (Williams, 1996). En esta posición, el diseñador tiene poca libertad para cuestionar la solución, ya que su labor se concentra en la fase de implementación en el mercado, en donde muchas veces lo único que puede mejorar es la apariencia externa del producto y algunos aspectos de usabilidad (Gardien y Hilsing, 2013).

Sin embargo, el diseño es cada vez más valorado como un agente clave por su capacidad para generar innovación. Mientras la innovación puede darse a través de la tecnología, es el diseñador el que puede darle un significado al uso de la misma, lo cual se puede llamar innovación guiada por el diseño o design driven innovation (Verganti, 2013).

Ello ha llevado incluso a que dentro de las empresas se reestructure el área de diseño con la finalidad de posicionarse estratégicamente dentro de la misma, a la par de otros departamentos como mercadotecia (Gardien y Hilsing, 2013). Dentro de estos cambios, el departamento de diseño se ha movido también a la fase inicial de un proyecto en donde se puede convertir en un agente clave dentro del proceso de Investigación y el Desarrollo Experimental. En la figura 1 se representa el proceso descrito, con los distintos departamentos involucrados como Investigación y Desarrollo (I+D), Transferencia de Tecnología (TT), Ingeniería (I), Mercadotecnia (M) y Diseño (D). La flecha hacia atrás muestra cómo ahora el diseño se ha movido a la fase inicial del proyecto, cambiando su enfoque a investigación (ID), en el cual se profundizará más adelante.

Figura 1. El diseño como actor clave dentro de la I+D.

Fuente: Elaboración propia.

Cuando hablamos de Innovación y Desarrollo es importante mencionar el rol de la Universidad, que se ha convertido en elemento estratégico. Existe una tendencia hacia la “tercera misión” de la Universidad, el involucramiento en el desarrollo socioeconómico, además de las labores académicas de enseñanza e investigación (Etzkowitz, 2003). La capacidad de las Universidades para generar tecnología ha cambiado su posición de una fuente tradicional de recursos humanos a una fuente de generación y transferencia de tecnología. En este artículo se presenta un caso de estudio dentro del área de desarrollo de innovación tecnológica médica en donde la Universidad juega un papel importante, en este caso la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

La “transferencia de tecnología” se refiere a un proceso donde se transfiere la misma entre gobiernos, universidades y empresas privadas para hacerlas accesibles a un mayor número de usuarios (Grosse, 1996). Hoy en día los nuevos desarrollos tecnológicos se están dando cada vez más dentro de esquemas de colaboración no tradicionales, en donde ya no son únicamente las grandes industrias que realizan el desarrollo, sino empresas que trabajan en colaboración con centros de investigación, universidades y hospitales que también llevan a cabo investigación en esquemas de innovación abierta (open innovation) (Chesbrough, 2003). Muchas veces estos esquemas son más redituables para las empresas, pues se disminuyen los costos operativos del departamento interno de I+D y se maximizan los resultados (Melese et al., 2009). En la figura 2 se muestra esta nueva forma de colaboración, en donde el centro representa la innovación que se puede lograr a través de estos nuevos esquemas.

Figura 2. Nuevos esquemas de colaboración.

Fuente: Elaboración propia.

El diseñador colabora con expertos de entidades del sector privado, público y académico y de disciplinas de las ciencias como física, química y medicina, que tienen metodologías de investigación distintas a las que el diseño, tradicionalmente está habituado. Estos cambios implican una oportunidad para el diseño, pero existen retos importantes: uno de ellos es la diferencia en cuanto al enfoque de investigación del diseño, pues mientras éste se basa en gran parte en investigación cualitativa, contextual y con pocos usuarios, la investigación científica se concentra en llevar a cabo pruebas con protocolos clínicos de carácter cuantitativo y con una muestra numerosa de pacientes (Groeneveld et al., 2018). Pieter Stappers menciona que mientras la investigación científica usa métodos y canales de publicación, que ponen gran énfasis en validar y comprobar a través del razonamiento lógico y la medición empírica, la disciplina del diseño usa métodos que inspiren y sean útiles, así como la comprobación a través de la demostración (Stappers, 2007). Esto puede generar conflictos o problemáticas de comunicación cuando el diseñador colabora con distintas disciplinas en un mismo proyecto de investigación. A continuación, se analizará la relación entre investigación y diseño médico a través de un caso de estudio específico.

Antes de hablar sobre investigación y diseño médico, es importante mencionar algunas diferencias entre tipos de investigación y diseño. Richard Buchanan (2001) habla de tres tipos de investigación usados comúnmente en las universidades y las conecta a la disciplina del diseño, dividiéndolas en investigación clínica, aplicada y básica. Como investigación clínica en el campo de la medicina, generalmente se entiende la investigación del efecto y consecuencias de un tratamiento; en el caso del diseño menciona que este tipo de investigación podría verse como aquella dirigida a obtener información para desarrollar un proyecto o resolver un problema. En cambio, la investigación aplicada en el diseño es aquella a través de la cual se pueden obtener ciertos principios que se pueden aplicar a una clase de productos o actividades. La investigación básica, que generalmente se realiza en las ciencias y que se refiere a entender los principios que gobiernan y explican fenómenos, en diseño está asociada a la teoría del diseño.

Según Nigel Cross (1999), la ciencia usa experimentos y análisis para descubrir, mientras que las herramientas del diseño son la modelación y la síntesis. Hace énfasis también en la diferencia entre proyectos prácticos y de investigación, menciona que la práctica del diseño no necesariamente debe ser excluida de la investigación, pero que para calificar como investigación debe existir una reflexión por parte del diseñador y comunicación de resultados re-usables a partir de la misma.

Basándose en los autores Christoper Frayling (1993), Zimmermann y Forlizzi (2014) hablan de distintos tipos de investigación dentro de la disciplina del diseño: la investigación sobre o en diseño (research into design), la investigación para el diseño (research for design) y la investigación a través del diseño (research through design). La investigación en o sobre diseño se ocupa de estudiar la actividad humana del diseñar, mientras que la investigación para el diseño se enfoca en avances en la práctica del diseño, como pueden ser metodologías, herramientas o enfoques. La investigación a través del diseño realiza intervenciones para especular sobre cómo se podría ver el futuro, basándose en un entendimiento empático de los actores involucrados y la aplicación de tecnología actual o cercana (Zimmermann y Forlizzi, 2014).

La investigación en diseño y para diseño se refiere a los resultados obtenidos, es decir, al tipo de conocimiento producido, mientras que la investigación a través del diseño es un enfoque particular para hacer investigación que puede resultar en conocimiento para la investigación en y para el diseño. La investigación a través del diseño se diferencia de la científica o la de ingeniería, ya que se basa en las fortalezas del diseño como una “práctica reflexiva”, reinterpretando y reencuadrando la problemática a través de la construcción de artefactos que funcionan como soluciones propuestas (Zimmermann y Forlizzi, 2014; Schön, 1983). Aquí es importante aclarar el término “práctica reflexiva”, que puede entenderse como la práctica en la cual el profesional se da cuenta de su conocimiento y puede aprender de su experiencia, es decir, “saber-en-acción” (knowing in action), “reflexionar-en-acción” y “reflexionar-sobre-la acción” (reflection-in-action, reflection-on-action) (Schön, 1983).

Pieter Stappers habla de la importancia de construir artefactos o prototipos como “instrumentos de investigación para explorar nuevas direcciones y validar expectativas” (Stappers, 2013). A continuación, se presenta un caso de estudio en donde estos instrumentos de investigación son un punto clave dentro del proceso de diseño.

Actualmente, el panorama de la atención de la salud en México presenta importantes retos debido al aumento de la expectativa de vida y enfermedades crónicas degenerativas como la diabetes. La falta de prevención y educación sobre esta enfermedad ocasiona que muchos de los pacientes sean diagnosticados en etapas avanzadas; por otro lado, la falta de personal médico en las instituciones y una atención o seguimiento inadecuados exacerban las posibles complicaciones como problemas de la visión, cardiovasculares, insuficiencia renal, daños en el sistema nervioso, así como úlceras y amputaciones en extremidades inferiores.^[1]

Como consecuencia se generan altos costos para el sistema de salud y un detrimento de la calidad de vida para el paciente y su familia, así como mayor carga de trabajo para el personal médico. En nuestro país, la diabetes mellitus es la segunda causa de mortalidad (INEGI, 2017), la primera causa de demanda de atención médica y la enfermedad que consume el mayor porcentaje de gastos en las instituciones públicas (UNICEF México, 2017).

En 2015, el costo de la diabetes para el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) fue de 42 mil 776 millones y 8 mil 100 millones en tratamientos de insuficiencia renal. Para el 2050 se prevé que el gasto aumente a 350 mil millones de pesos, un presupuesto con el que no se cuenta. A pesar de las campañas de prevención, no se ha logrado obtener una detección a tiempo y se calcula que 5 millones de derechohabientes no han sido diagnosticados (Miranda y Rivera, 2016).

En este contexto, desde 2013, el Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT) de la UNAM colabora con el Hospital General de México (HGM) a través de la Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico (UIDT). La UIDT tiene como objetivo “desarrollar investigación y tecnologías alrededor de nuevos materiales, dispositivos, equipos, software, procedimientos de diagnóstico, procedimientos terapéuticos, así como de apoyo a la práctica profesional y la enseñanza clínica relacionados con enfermedades que afecten a la salud de la población en general. Su equipo multidisciplinario trabaja en diversos proyectos y en propuestas que están siendo estudiadas para su realización” (ICAT, 2019).

Uno de estos proyectos es el de “Utilidad diagnóstica de termografía para pie diabético con enfermedad micro o macrovascular”, en donde se estudia la identificación de patrones termográficos en angiopatía, neuropatía y patrón mixto de pacientes diabéticos. La termografía es una técnica con la cual se puede determinar la temperatura de un objeto o ser vivo a distancia a través de cámaras térmicas especializadas. Esta tecnología ha avanzado en el campo de la medicina como herramienta de diagnóstico, por ejemplo, en aplicaciones de mamografía o medición de temperatura de forma remota (Lahiri et al., 2012). Con esta técnica también se puede analizar la irrigación sanguínea en extremidades inferiores de pacientes diabéticos, lo cual es un diagnóstico clínico valioso. Sus ventajas son que no es invasiva y es de bajo costo, característica clave en el contexto económico de nuestro país.

El Centro de Investigaciones de Diseño Industrial (CIDI) de la UNAM colabora en este proyecto aportando conocimiento desde la disciplina del diseño. El proyecto se caracteriza por ser un esquema de colaboración interinstitucional y multidisciplinaria, en donde participa personal de salud, científicos y alumnos de maestría y licenciatura de diversas carreras como medicina, ingeniería, física y diseño industrial, entre otros. En específico el equipo de diseño analiza cómo mejorar la experiencia del paciente durante la toma de imágenes, así como eficientar el trabajo del personal médico y el tiempo requerido por toma. Este es un ejemplo de proyecto en donde la Universidad se involucra en el desarrollo de tecnología a través del esquema de colaboración abierta que se mencionó.

A continuación, se hablará sobre las fases de investigación, las problemáticas detectadas y las herramientas que se han usado en este caso de estudio, así como la importancia de la generación de propuestas de diseño como herramienta de investigación.

En esta primera fase el diseñador debe comprender el problema a resolver desde diversas perspectivas. Para ello generalmente se busca información cualitativa que permita generar una lista de requerimientos. Es importante comprender las necesidades de todos los actores involucrados, que pueden ser pacientes, enfermeras, doctores, personal administrativo y de limpieza, por lo cual es indispensable realizar entrevistas o actividades de observación. Otra técnica es que el diseñador actúe o realice la experiencia o procedimiento médico, ya que ello genera un mejor entendimiento de la problemática a través de la empatía. Este tipo de diseño se ha incluso llamado “Investigación de diseño empática” o Empathic Design Research (Jones, 2013), ya que usa metodologías para que el diseñador se ponga en los zapatos del usuario, en donde uno de los puntos clave es la inmersión.

Para el caso de estudio se comenzó por una observación detallada de la toma de imágenes con pacientes, realizando video, fotografías y notas escritas de la secuencia de uso. Se midieron número de pasos e interacciones entre los tres actores principales: paciente, enfermera y técnico que toma las imágenes, tiempo transcurrido y problemáticas o necesidades detectadas. Posteriormente se realizó el mismo procedimiento con los integrantes del equipo de diseño actuando como pacientes, con lo cual se logró una mejor comprensión de la experiencia de los mismos durante la toma de imágenes.

En paralelo, científicos del ICAT y personal médico del HGM explicaron al equipo de diseño principios básicos tecnológicos y médicos sobre la termografía. En este aspecto fue clave entender los requerimientos técnicos, por ejemplo, el factor de ruido que produce el entorno en la calidad de la imagen. Cabe mencionar que estos requerimientos no se comprendieron en su totalidad desde el inicio, sino que se fueron generando a partir de la evaluación multidisciplinaria de los conceptos de diseño de los cuales se habla más en el apartado 3 de esta sección.

Figura 3. Procedimiento de toma de imágenes con integrantes del equipo de diseño actuando la experiencia del paciente.

Fuente: M. F Vergara, O. Acosta, A. de la Serna (2018), Reporte de servicio social, CIDI UNAM.

En esta segunda etapa, la información recopilada se analiza y se definen las necesidades o problemáticas a resolver. Para el caso de estudio se plasmó el procedimiento de toma de imágenes de forma visual en un mapa gráfico, donde se pueden observar los pasos, tiempos e interacciones de los tres actores principales: paciente, enfermera y personal que toma la imágen de termografía. A este tipo de visualizaciones en diseño se le ha llamado experience flow o en diseño de servicios customer journey map.^[2] La finalidad de este tipo de mapas es que pueden ser entendidos por todas las disciplinas para generar una discusión al respecto. Muchas veces si el procedimiento médico es complejo, se generan estos mapas y deben ser revisados con el resto del equipo, con lo cual se convierten en una herramienta de indagación, ya que permiten recopilar más información.

En el caso de estudio se detectó que era necesaria una plataforma ergonómica de soporte para el paciente, que pudiera disminuir la fatiga durante la toma de imágenes, así como eficientar el flujo de trabajo de personal médico. Sin embargo, se detectaron otras necesidades no expresadas anteriormente, como la de preparar al paciente antes de la toma de imágenes a través de un diseño de sala de espera y material explicativo, con lo cual se disminuye la ansiedad, se mejora el flujo de pacientes y se reduce la fatiga en el personal médico.

Figura 4. Mapa de experiencia de los tres actores involucrados: paciente, enfermera y técnico.

Fuente: M. F Vergara, O. Acosta, A. de la Serna (2018), Reporte de servicio social, CIDI UNAM.

La etapa de análisis es crítica dentro de proyectos de diseño médico, pues permite visualizar la complejidad del problema a resolver, facilita la participación de todos los actores en el análisis del mismo y ayuda a detectar necesidades no resueltas o no expresadas anteriormente.

Dentro del proceso de diseño, validar las propuestas con usuarios es de suma importancia. En proyectos de carácter médico nos encontramos con retos, pues probar prototipos funcionales y evaluarlos con pacientes requiere de protocolos clínicos estrictos. Los pacientes deben firmar su consentimiento y reclutarlos muchas veces puede tomar más tiempo del contemplado. Otra dificultad se presenta durante la refinación del diseño, pues surgen nuevos requerimientos no expresados o detectados anteriormente durante las primeras fases de investigación y análisis.

Para contrarrestar esta dificultad, en este caso de estudio se realizaron propuestas conceptuales a través de renders, modelado digital y simuladores rápidos como herramienta de indagación, que se revisaron con las contrapartes científicas y médicas (figura 5). Al contrario de una evaluación del diseño final con pacientes, la finalidad de estas propuestas rápidas es justamente obtener más información y con ésta volver a replantear el problema o necesidad a resolver, con el enfoque de investigación a través del diseño que se mencionó.

Con cada propuesta se documentaron las necesidades y comentarios de las demás disciplinas a fin de incorporar el conocimiento adquirido en siguientes iteraciones. Se realizaron tablas comparativas con los nuevos requerimientos planteados para cada propuesta a fin de jerarquizar los mismos con el equipo de trabajo multidisciplinario.

Figura 5. Ejemplos de propuestas y simulador.

Fuente: María Fernanda Vergara, Omar Acosta, Álvaro de la Serna.

La actividad de investigación a través de estas propuestas hace necesario volver a la segunda etapa de análisis y con ello a la primera etapa de entendimiento del problema (figura 6). Este proceso se da de forma iterativa, las veces que sea necesario y dependiendo de la complejidad del proyecto.