Notícia

Pulmão virtual mostra estruturas internas do órgão em movimento

A inovação vai ajudar em treinamentos de intervenções cirúrgicas e exames de broncoscopia

 

 

Reprodução - Virtual reality of animated lung with internal structures

Fonte

Jornal da USP

Data

terça-feira, 10 abril 2018 12:15

Áreas

Engenharia Biomédica. Simulação Computacional. Pneumologia. Realidade Virtual.

Engenheiros da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) desenvolveram um sistema em realidade virtual que permite a visualização do movimento do pulmão e das suas estruturas internas. Além de servir para treinamento em intervenções cirúrgicas, o pulmão virtual simula uma broncoscopia flexível, exame feito sob sedação para retirada de tecidos para biópsias e secreções para exames e remoção de corpos estranhos aspirados inadvertidamente.

Segundo o Prof. Dr. Marcos Tsuzuki, coordenador do estudo e docente do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Poli-USP, a visualização do movimento pulmonar é possível apenas por meio de dispositivos de imageamento como tomografia computadorizada, ressonância magnética e tomografia por impedância elétrica. Ele explica que “o movimento pulmonar ocorre pelo acionamento dos músculos ao seu redor, especialmente o diafragma e os músculos intercostais. Por apresentar estas características, durante cirurgias torácicas em que o pulmão fica exposto, é necessário utilizar pulmões artificiais para que a respiração continue, pois a diferença de pressão deixa de existir cessando a respiração. Dessa forma, o sistema virtual, onde o movimento pulmonar é visível, surge como um método promissor para acompanhar tratamentos, realizar treinamento médico e planejamento de cirurgias”.

Para se chegar ao pulmão virtual, o Project Lambda: sistema de simulação 3 D do pulmão e de suas estruturas internas por realidade virtual utilizou imagens sequenciais de tomografia computadorizada, em baixa resolução, para obter o movimento pulmonar, representando um ciclo respiratório. As informações de movimento foram replicadas em um modelo obtido a partir de uma única imagem de tomografia computadorizada de alta resolução, criando o modelo animado. A ideia era conseguir obter imagens do movimento do pulmão e de todas as estruturas internas – vias aéreas e os lobos pulmonares, explica Bruno Nakagawa, ex-aluno da Poli que, em parceria com seu colega de classe, Rafael Penteado, foi contemplado em 2015 com o prêmio de melhor Trabalho de Conclusão de Curso do Departamento de Engenharia da Computação. Nakagawa e Penteado desenvolveram o projeto Lambda, sob orientação dos professores Tsuzuki e Romero Tori, da Engenharia da Computação.

A partir do modelo animado do pulmão, extraído de uma sequência de baixa resolução e de uma imagem de alta resolução obtidas por tomografia computadorizada, os pesquisadores utilizaram a plataforma Unity 3D para desenvolvimento do ambiente virtual. A imersão em realidade virtual foi feita com o Oculus Rift (equipamento de realidade virtual utilizado em jogos sérios e para diversão) e a captura dos gestos das mãos e dedos do usuário ocorreu por meio de um dispositivo (sensor) chamado Leap Motion. Por meio destes equipamentos e plataforma, foi criada uma realidade virtual imersiva que permite visualizar os modelos tridimensionais em movimento em todas as direções, afirma o Dr. Marcos Tsuzuki.

Acesse a matéria completa no Jornal da USP.

Fonte: Ivanir Ferreira, Jornal da USP. Imagem: Reprodução.

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