Os resultados evidenciaram que simulac¸ ˜oes baseadas em RV e dispositi- vos h ´apticos comerciais foram predominantes durante o per´ıodo analisado.
Somente a ´area de sa ´ude foi encontrada na revis ˜ao, embora palavras- chave relacionadas `a sa ´ude n ˜ao foram utilizadas (Ap ˆendice B). Foi observada uma diversidade de procedimentos, com destaque para braquiterapia, injec¸ ˜ao celular, anestesia e bi ´opsia, sendo que os dois ´ultimos envolvem diversas regi ˜oes corporais alvo. A maioria dos artigos focou na inserc¸ ˜ao de agulha desconsiderando uma regi ˜ao corporal alvo espec´ıfica.
Os procedimentos braquiterapia de pr ´ostata e injec¸ ˜ao celular foram do- minados por dois grupos de pesquisa nos ´ultimos anos, sendo que para a injec¸ ˜ao celular h ´a somente um grupo de pesquisa. O procedimento de braqui- terapia foi simulado com dois graus de liberdade e o de injec¸ ˜ao celular com um grau de liberdade, adotando o m ´etodo de Elementos Finitos ou variac¸ ˜oes deste para a deformac¸ ˜ao de tecidos. No entanto, o m ´etodo Massa-Mola foi empregado em uma simulac¸ ˜ao de braquiterapia.
Os modelos de gerac¸ ˜ao de retorno h ´aptico e os m ´etodos de deformac¸ ˜ao de tecidos possuem restric¸ ˜oes no que diz respeito ao custo computacional e ao realismo proporcionado em determinadas situac¸ ˜oes a que os tecidos vir- tuais s ˜ao confrontados. O comportamento (flexibilidade da agulha) e carac- ter´ısticas (ponta do objeto 3D) das agulhas s ˜ao explorados superficialmente.
Outros comportamentos, como quebras de agulhas em acidentes durante o procedimento, n ˜ao foram mencionados.
O tipo de simulac¸ ˜ao baseado em RV contemplou diversos procedimentos e dispositivos. No tipo de simulac¸ ˜ao baseada em RA, os procedimentos de intervenc¸ ˜ao espinhal, intervenc¸ ˜ao radiol ´ogica e optometria foram simulados; e os dispositivos Phantom Premium 1.5, Phantom Omni, Novint Falcon e dispo- sitivos espec´ıficos foram utilizados.
A participac¸ ˜ao de usu ´arios finais nos testes ´e importante na validac¸ ˜ao, sendo que participantes oriundos de mais de um centro ´e uma raridade e o n ´umero de participantes especialistas ´e normalmente inferior ao n ´umero de novatos. Essas constatac¸ ˜oes exp ˜oem as dificuldades para a realizac¸ ˜ao de testes com usu ´arios da ´area de sa ´ude.
A preocupac¸ ˜ao com o realismo ´e evidente, especialmente sob aspectos visuais e t ´ateis (predomin ˆancia da validac¸ ˜ao de ambos no ano de 2013), es- tando em segundo plano aspectos sonoros, olfativos e gustativos. Os testes subjetivos dominaram os trabalhos, sendo que formas objetivas de avaliac¸ ˜ao da qualidade da interac¸ ˜ao h ´aptica constituem um desafio (h ´a m ´etricas objeti- vas de avaliac¸ ˜ao de desempenho do usu ´ario).
´
E evidente a simplificac¸ ˜ao dos procedimentos, com a divis ˜ao em tarefas e delimitac¸ ˜ao de ac¸ ˜oes, como a reduc¸ ˜ao do n ´umero de graus de liberdade. Acredita-se que tal fato ´e devido as simulac¸ ˜oes exigirem alto processamento e os dispositivos h ´apticos mais utilizados possu´ırem limitac¸ ˜oes (wokspace re- duzido, formatos incompat´ıveis com instrumentos m ´edicos ou odontol ´ogicos, n ´umero insuficiente de graus de liberdade para retorno de forc¸a) (CORR ˆEA; NUNES; TORI, 2014b).
mais sofisticados s ˜ao desejados, dotados, por exemplo, de maior n ´umero de graus de liberdade de retorno de forc¸a. Foi notado que o n ´umero de graus de liberdade permitidos est ´a diretamente associado a uma determinada tarefa do procedimento. O m ´aximo de forc¸a est ´a relacionado com o dispositivo adotado, desconsiderando previamente caracter´ısticas e comportamento de tecidos e agulhas durante o processo inserc¸ ˜ao.
A revis ˜ao contribuiu para o presente trabalho indicando formas de superar limitac¸ ˜oes tecnol ´ogicas para elevar o realismo, como a modificac¸ ˜ao dos dis- positivos, acoplando instrumentos; maneiras de aplicar testes subjetivos com usu ´arios e de analisar o realismo oferecido, bem como a escassez de traba- lhos relacionados ao treinamento em anestesia odontol ´ogica e a necessidade de formas objetivas para avaliac¸ ˜ao da interac¸ ˜ao h ´aptica.
5
MATERIAIS E M ´ETODOS
O presente cap´ıtulo foi dividido nas sec¸ ˜oes Materiais e M ´etodos, com o intuito de organizar o texto e facilitar o entendimento.
5.1
Materiais
Para a implementac¸ ˜ao de um prot ´otipo de simulac¸ ˜ao de treinamento de aplicac¸ ˜ao de anestesia do nervo alveolar inferior, na parte dos materiais, foi adotada uma s ´erie de equipamentos e softwares. Os equipamentos ne- cess ´arios incluem computadores e dispositivo h ´aptico, atualmente o disposi- tivo Phantom Omni1.
Os computadores est ˜ao dispon´ıveis no Laborat ´orio de Tecnologias Intera- tivas (Interlab), da Escola Polit ´ecnica da Universidade de S ˜ao Paulo, onde o trabalho foi desenvolvido; e no Laborat ´orio de Simulac¸ ˜ao e Treinamento (La- SiT), da Faculdade de Odontologia de Bauru da Universidade de S ˜ao Paulo (FOB/USP), onde os experimentos foram realizados com sujeitos da ´area de Odontologia.
O dispositivo h ´aptico foi disponibilizado pelo Laborat ´orio de Aplicac¸ ˜oes de Inform ´atica em Sa ´ude (LApIS), da Escola de Artes, Ci ˆencias e Humanida- des da Universidade de S ˜ao Paulo (EACH/USP). Os laborat ´orios mencionados
mant ˆem uma parceria, colaborando em projetos de pesquisa.
Nos experimentos, o sistema foi composto por um monitor de v´ıdeo (24 po- legadas e resoluc¸ ˜ao de 1920 x 1080), um dispositivo h ´aptico modelo Phantom Omni (seis graus de liberdade para captura de posic¸ ˜ao e orientac¸ ˜ao em tr ˆes eixos, tr ˆes graus de liberdade de retorno de forc¸a, forc¸a m ´axima de retorno de 3,3 N, espac¸o de trabalho de 160 mil´ımetros de comprimento, 120 mil´ımetros de altura e 70 mil´ımetros de profundidade). O dispositivo permite simular a manipulac¸ ˜ao de um modelo que representa um instrumento odontol ´ogico, e possibilita o retorno de forc¸a, simulando resist ˆencias quando o instrumento odontol ´ogico entra em contato com objetos 3D que representam a estrutura anat ˆomica.
Em relac¸ ˜ao aos softwares, o desenvolvimento foi baseado em um fra-
mework voltado ao treinamento m ´edico, denominado ViMeT (Virtual Medical Training), que foi constru´ıdo com a utilizac¸ ˜ao das linguagens de programac¸ ˜ao
Java (utilizac¸ ˜ao do ambiente de desenvolvimento NetBeans 7.4 (ORACLE, 2015c)) e C (utilizac¸ ˜ao do ambiente de desenvolvimento Microsoft Visual
C++ Express Edition 2010 (MICROSOFT, 2015)); as APIs (Application Pro- gramming Interfaces) Java3D (ORACLE, 2015a) e JNI (Java Native Interface)
(ORACLE, 2015b), para criac¸ ˜ao de AVs 3D e para integrac¸ ˜ao entre linguagens de programac¸ ˜ao, respetivamente; bem como a biblioteca h ´aptica OpenHaptics
Toolkit - vers ˜ao acad ˆemica (GEOMAGIC, 2015), que permite o acesso a fun-
cionalidades do dispositivo h ´aptico adotado.
O referido framework foi adotado por estar em desenvolvimento dentro do Interlab e do LApIS e apresentar funcionalidades relevantes no desenvolvi- mento de sistemas interativos baseados em RV para treinamento na ´area de sa ´ude (OLIVEIRA; NUNES, 2010). As principais funcionalidades oferecidas s ˜ao: carregamento de objetos virtuais, incluindo a especificac¸ ˜ao de carac-
ter´ısticas; detecc¸ ˜ao de colis ˜ao entre objetos virtuais; simulac¸ ˜ao de comporta- mentos, como a deformac¸ ˜ao de objetos virtuais e; suporte a dispositivos de entrada e sa´ıda, principalmente dispositivos n ˜ao convencionais, como luva de dados e equipamento h ´aptico.