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Método de deformação elástica para simulação visual e háptica de procedimentos de punção.

Oliveira, Ana Cláudia Melo Tiessi Gomes De

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2014-04-11

Online access. The library also has physical copies.

  • Title:
    Método de deformação elástica para simulação visual e háptica de procedimentos de punção.
  • Author: Oliveira, Ana Cláudia Melo Tiessi Gomes De
  • Supervisor: Tori, Romero
  • Subjects: Realidade Virtual; Treinamento Médico; Interação Háptica; Métodos De Deformação; Simulação De Tecidos Moles; Simulação De Procedimentos De Punção; Soft Tissues Simulation; Deformation Method; Puncture Simulator Procedures; Medical Training; Haptic Interaction; Virtual Reality
  • Notes: Tese (Doutorado)
  • Local notes: Programa Engenharia Elétrica
  • Description: Os simuladores que empregam técnicas de Realidade Virtual são alternativas vantajosas às formas tradicionais de ensino e treinamento médico. Esses simuladores apresentam requisitos específicos, tais como: interação em tempo real e modelos realistas para representar órgãos e tecidos. Além disso, devem possuir comportamentos físicos suficientemente parecidos com os reais e gerar feedbacks dos procedimentos que estejam sendo simulados. Essas características exigem esforços de programação para o desenvolvimento de técnicas de interação e visualização 3D, além de estudos dos tecidos humanos, incluindo o comportamento físico dos órgãos e tecidos e o estudo das leis da Física envolvidas neste processo. O tema central desta pesquisa é a simulação de procedimentos de punção, sendo que nesse tipo de aplicações são necessários tanto o realismo visual como também o háptico, a fim de proporcionar ao usuário sensações parecidas com as encontradas nos procedimentos reais. Os métodos que utilizam parâmetros físicos são os mais utilizados alcançar o realismo exigido na interação háptica. No entanto, esses métodos deixam a desejar no que diz respeito à interação em tempo real. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi desenvolver um novo método para simular a deformação de objetos tridimensionais que representam órgãos humanos. De forma que sejam alcançados o realismo visual, o realismo háptico e a interação em tempo real, com um custo computacional aceitável. O método desenvolvido consiste na divisão dos objetos tridimensionais em camadas, a fim de simular o volume e também a heterogeneidade dos órgãos humanos. O número de camadas e a atribuição de parâmetros físicos podem ser definidos de acordo com os diferentes tecidos que compõem o órgão humano e respectivos comportamentos que se pretenda simular. O método foi desenvolvido depois de conduzida uma Revisão Sistemática para levantamento dos métodos utilizados em aplicações para treinamento médico e respectivos níveis de realismo visual e háptico oferecidos. Para demonstrar e testar o funcionamento do método foi criado um simulador genérico de procedimentos de punção, no qual podem ser configurados o número de camadas, os parâmetros visco-elásticos, e assim permitir a avaliação do desempenho e o realismo das simulações. Como exemplo de aplicação o método foi aplicado em um simulador de punção de mama, cuja qualidade foi avaliada por médicos especialistas. Os protótipos foram criados no Laboratório de Tecnologias Interativas da Escola Politécnica da USP (Interlab), a partir de um Framework desenvolvido pelo Laboratório de Aplicações de Informática em Saúde da Escola de Artes Ciências e Humanidades da USP (LApIS).
  • DOI: 10.11606/T.3.2014.tde-29122014-182821
  • Publisher: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Creation Date: 2014-04-11
  • Format: Adobe PDF
  • Language: Portuguese

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