Publicação: Uma arquitetura para simulação e treinamento de cirurgias TAVI em ambiente de realidade misturada
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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Lima, Gerson Flávio Mendes de
Resumo
Doenças cardiovasculares ainda são a maior causa de mortes mundial, com 18 milhões
de mortes anuais segundo dados da OMS. Técnicas como a TAVI (Transcatheter
Aortic Valve Implantation) são capazes de devolver funcionalidade ao coração, utilizando
técnicas minimamente invasivas. Neste procedimento, uma prótese é levada
até o coração por um cateter e liberada no local da válvula aórtica danificada. Entretanto,
este tipo de técnica ainda apresenta uma série de desafios, que podem, potencialmente,
serem minorados por ambientes de treinamento baseados em tecnologias
interativas como a Realidade Misturada, que mescla o ambiente real com elementos
virtuais de auxílio. Assim, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma
arquitetura para simular e realizar treinamento do procedimento TAVI em ambiente de
Realidade Misturada, utilizando imagens médicas reais dos pacientes, em conjunto
com válvulas protéticas virtuais que mimetizam características visuais e comportamentos
de modelos reais usados em cirurgia. A ferramenta permite a execução virtual
dos procedimentos envolvidos na cirurgia, tais como inserção do cateter, posicionamento
e acomodação da válvula protética, podendo ser utilizada para treinamento na
fase pré-operatória, permitindo ao médico a escolha das melhores opções para cada
paciente. Espera-se com isso um ganho de eficiência com um planejamento mais
eficaz e estratégias mais assertivas para condução do procedimento.
Abstract
Cardiovascular diseases remain the leading cause of global mortality, accounting
for 18 million annual deaths according to WHO data. Techniques such as Transcatheter
Aortic Valve Implantation (TAVI) surgeries have the capability to restore functionality
to the heart through minimally invasive approaches. In this procedure, a prosthesis is
guided to the heart via a catheter and released at the site of the damaged aortic valve.
However, this type of technique still presents a myriad of challenges, potentially alleviable
through training environments based on interactive technologies such as Mixed
Reality, which blends the real environment with virtual elements for assistance.Thus,
the present study introduces the development of an architecture to simulate and conduct
training for TAVI surgeries in a Mixed Reality environment, utilizing actual medical
images of patients in conjunction with virtual prosthetic valves that mimic visual characteristics
and behaviors of real models employed in surgery. The tool enables the virtual
execution of the procedures involved in the surgery, such as catheter insertion, positioning,
and accommodation of the prosthetic valve. It can be utilized for pre-operative
training, allowing physicians to choose better options for each patient. The anticipated
outcome is an efficiency gain through more effective planning and more accurate
strategies to perform the procedure.
Palavras-chave
Imagens Médicas, Realidade Misturada, TAVI, Treinamento, Visualização Volumétrica, Cirurgia minimamente invasiva, Medical Imaging, Mixed Reality, Training, Volumetric Visualization, Minimally Invasive Surgery
Citação
BUCIOLI, Arthur Augusto Bastos. Uma arquitetura para simulação e treinamento de cirurgias TAVI em ambiente de realidade misturada. 2023. 157 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.117.
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