Análise de viabilidade técnica e comercial da aplicação de realidade aumentada e manufatura aditiva para treinamento em cirurgias de pacientes específicos

• Processo: 19/20091-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2020
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Medicina - Cirurgia
• Pesquisador responsável: Carlo Rondinoni
• Beneficiário: Carlo Rondinoni
• Empresa: TagmaVisions Treinamentos Digitais Ltda
• CNAE: Impressão de materiais para outros usos
• Vinculado ao auxílio: 18/25348-3 - Análise de viabilidade técnica e comercial da aplicação de realidade aumentada e manufatura aditiva para treinamento em cirurgias de pacientes específicos, AP.PIPE
• Assunto(s): Realidade aumentada Impressão tridimensional Treinamento profissional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ct | impressão 3D | Mri | Realidade Aumentada | treinamento médico | Cirurgia

Resumo

De acordo com estimativas do II Anuário da Segurança Assistencial Hospitalar no Brasil, em 2017, a mortalidade associada à ocorrência de qualquer evento adverso relacionado à assistência hospitalar ocorre em aproximadamente 644 pacientes por dia. Uma estimativa alarmante a ser destacada é a mortalidade de aproximadamente 98 pacientes/dia relacionada a fração da mortalidade atribuível ao evento grave que é prevenível. Este cenário torna premente a criação de novas formas de treinamentos médicos especializados e interativos. Esta proposta pretende aliar o uso de técnicas de visualização digital e Manufatura Aditiva (MA) para criar uma plataforma de treinamento de cirurgias complexas, ao parear objetos que representam a anatomia humana com a visualização digital interativa. Neste caso, a Realidade Aumentada (RA) fornece indicadores para que o cirurgião visualize a anatomia interna para agir externamente. Por outro lado, o uso da manufatura aditiva permite a mimetização de casos individuais no treinamento, incluindo aspectos de uma anatomia única de determinado paciente a ser tratado. Desta forma, casos complexos e emblemáticos podem ser eleitos para servirem ao treinamento de uma grande quantidade de alunos. Esta proposta visa validar e aferir a viabilidade comercial da aplicação de realidade aumentada e manufatura aditiva no treinamento em cirurgia endoscópica da coluna vertebral humana. Para tanto, planejamos a elaboração de uma plataforma física de treinamento, que incluirá o reconhecimento automático do seu formato para uso da realidade aumentada em dispositivos móveis. O método consiste em aliar a anatomia dos ossos da coluna vertebral a um modelo tridimensional visualizado em sobreposição. Um invólucro opaco permite a marcação de referências topológicas externas enquanto evita a visualização direta da anatomia interna. Os modelos tridimensionais da anatomia óssea serão gerados com o uso do 3D Slicer através da segmentação por limiar de brilho e geração de arquivos STL. Estes arquivos serão utilizados para que uma impressora 3D produza os objetos. O sistema de realidade aumentada usando o 3D Unity e o Vuforia permite a visualização de objetos virtuais em sobreposição. Este sistema é baseado no escaneamento da superfície externa do objeto de interesse com a webcam, gerando coordenadas para seu reconhecimento. Com o aplicativo pronto, a webcam passa a reconhecer os objetos que apresentem as feições anteriormente gravadas. O software oferece a possibilidade de se fazer animações e incluir trilhas sonoras para guiar os procedimentos a serem treinados. Além disso, o sistema de RA conta com marcadores planos, que podem ser fixados em ferramentas cirúrgicas, promovendo a interatividade sobre objetos virtuais e reais simultaneamente. A viabilidade comercial será testada com a metodologia enxuta, com ciclos consecutivos de construir - medir - aprender com o mínimo esforço e o menor tempo de desenvolvimento possível. A partir do primeiro protótipo, o produto será testado no mercado com o seu uso efetivo em treinamento, em um procedimento completo de disquetomia transforaminal endoscópica. Anotações a partir de entrevistas e questionários formarão relatórios com as impressões de especialistas. Estes resultados servirão para melhorar as versões posteriores do produto e para preparar a submissão para a fase 2 do programa. (AU)