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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE  
Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
Vigência (Término): 31 de maio de 2020
Área do 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

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 do 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.