Um sistema de realidade virtual para simulação de acupuntura

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Macêdo Neto, Pedro Paulo
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFOR
Texto Completo: https://biblioteca.sophia.com.br/terminalri/9575/acervo/detalhe/125419
Resumo: Simulações de terapias e procedimentos médicos baseados em computador utilizando Realidade Virtual têm impactado cada vez mais na rotina diária de diversos setores profissionais, principalmente, na área da saúde. Esse avanço tem sido possível devido às recentes soluções computacionais, incluindo motores da Física e dispositivos de entrada e saída com retorno tátil, contribuindo para a geração de uma experiência de usuário de melhor qualidade, com maior senso de imersão, nível de satisfação e engajamento. Este trabalho apresenta um sistema de Realidade Virtual para a simulação de Acupuntura, baseado em conceitos fundamentais desta prática terapêutica, desenvolvido com o motor de jogos Unreal Engine 4. O sistema usa dispositivos de controle tradicionais (mouse e teclado) e dispositivos hápticos (3D Systems Touch e Novint Falcon) para interagir com os elementos do cenário virtual, simulando realisticamente sessões de Acupuntura. Ao simulador, foram acoplados um plugin customizado de conexão entre os dispositivos hápticos e a recente biblioteca da Física NVIDIA FleX. Adicionalmente, um editor de casos de uso foi também implementado e foram modelados efeitos especiais de visualização do fluxo dinâmico de energia e de deformações em tempo real das malhas geométricas que representam a pele do paciente virtual durante sessões de agulhamento. Além disso, através da colaboração de dois especialistas médicos e praticantes de Acupuntura, uma avaliação de experiência de usuário foi realizada e duas terapias de tratamento específicas foram modeladas com sucesso no simulador, ilustrando os acupontos escolhidos e o correto posicionamento das agulhas durante as punções, para a liberação do fluxo de energia bloqueado. Por fim, além da contribuição para a área de Acupuntura, este trabalho pode prover informação útil para o desenvolvimento de outras soluções similares em simuladores virtuais em saúde e em soluções que utilizem interfaces hápticas e malhas deformáveis realistas em tempo-real. Palavras-chaves: Simulador, Realidade Virtual, Dispositivos Hápticos, Deformação de Malhas, Efeitos Especiais, Acupuntura.
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O sistema usa dispositivos de controle tradicionais (mouse e teclado) e dispositivos hápticos (3D Systems Touch e Novint Falcon) para interagir com os elementos do cenário virtual, simulando realisticamente sessões de Acupuntura. Ao simulador, foram acoplados um plugin customizado de conexão entre os dispositivos hápticos e a recente biblioteca da Física NVIDIA FleX. Adicionalmente, um editor de casos de uso foi também implementado e foram modelados efeitos especiais de visualização do fluxo dinâmico de energia e de deformações em tempo real das malhas geométricas que representam a pele do paciente virtual durante sessões de agulhamento. Além disso, através da colaboração de dois especialistas médicos e praticantes de Acupuntura, uma avaliação de experiência de usuário foi realizada e duas terapias de tratamento específicas foram modeladas com sucesso no simulador, ilustrando os acupontos escolhidos e o correto posicionamento das agulhas durante as punções, para a liberação do fluxo de energia bloqueado. Por fim, além da contribuição para a área de Acupuntura, este trabalho pode prover informação útil para o desenvolvimento de outras soluções similares em simuladores virtuais em saúde e em soluções que utilizem interfaces hápticas e malhas deformáveis realistas em tempo-real. Palavras-chaves: Simulador, Realidade Virtual, Dispositivos Hápticos, Deformação de Malhas, Efeitos Especiais, Acupuntura.Computer-based simulations of therapies and medical procedures using Virtual Reality have increasingly impacted the daily routine of several professional activity sectors, mainly in the health area. This technological advance has been possible due to recent computing solutions, including Physics engines and input and output devices with tactile feedback, contributing to the generation of a better quality user experience, with a greater sense of immersion, level of satisfaction and engagement. This work presents a Virtual Reality system for the simulation of Acupuncture, which is based on the fundamental concepts of this therapeutic practice and has been developed with the Unreal Engine 4 game engine. The system uses traditional control devices (mouse and keyboard) and haptic devices (3D Systems Touch and Novint Falcon) to interact with the elements of the virtual scenario, realistically simulating Acupuncture sessions. A customized plugin was also added to the simulator for connection between the haptic devices and the recent Physics library NVIDIA FleX. In addition, a use-case editor has been also implemented and special effects have been modeled to visualize the dynamic energy flow and the real-time deformations of the geometric meshes representing the skin of the virtual patient during needling. Moreover, through the collaboration of two medical specialists and practitioners of Acupuncture, a user experience evaluation was carried out and two specific treatment therapies were successfully modeled on the simulator, illustrating the chosen acupoints and the correct positioning of the needles during punctuations, to release the blocked energy flow. Finally, beyond the contribution to the Acupuncture area, this work may provide useful information for the development of other similar solutions in virtual simulators for health and in solutions that use haptic interfaces and real-time realistic deformable meshes. Keywords: Simulator, Virtual Reality, Haptic Devices, Mesh Deformation, Special Effects, Acupuncture.Dissertação enviada com autorização e certificação via CI 9331/21 - 08/02/2021Rodrigues, Maria Andreia FormicoRodrigues, Maria Andreia FormicoNedel, Luciana PorcherMacedo, Daniel Valente deUniversidade de Fortaleza. Programa de Pós-Graduação em Informática AplicadaMacêdo Neto, Pedro Paulo2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://biblioteca.sophia.com.br/terminalri/9575/acervo/detalhe/125419https://uol.unifor.br/auth-sophia/exibicao/25318porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFORinstname:Universidade de Fortaleza (UNIFOR)instacron:UNIFORinfo:eu-repo/semantics/openAccess1899-12-30T00:00:00Zoai::125419Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://www.unifor.br/bdtdONGhttp://dspace.unifor.br/oai/requestbib@unifor.br||bib@unifor.bropendoar:1899-12-30T00:00Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFOR - Universidade de Fortaleza (UNIFOR)false
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