Eletrocirurgia virtual baseada em física

Abstract

O avanço da tecnologia possibilitou a melhoria e modernização de várias áreas, principalmente a medicina. No entanto, ainda não existem muitas ferramentas novas para auxiliar no planejamento de intervenções médicas, como nas eletrocirurgias. Para resolver esse problema este trabalho objetiva criar um simulador para que o médico possa treinar a cirurgia real previamente através de uma simulação. Foi implementado um protótipo com um modelo baseado em física do processo de distribuição de calor em tecidos biológicos, no contexto de eletrocirurgia virtual. O usuário pode interagir com o sistema através da simulação de um bisturi eletrocirúrgico virtual. A visualização gráfica do modelo se dá usando mapeamento de cor para refletir a distribuição de calor sobre o órgão. A interação com o bisturi virtual é feita pelo dispositivo Phantom Omni, da Sensable. Ele permite manipular objetos virtuais em 3 dimensões com 6 graus de liberdade, e permite fazer rendering háptico com retorno de força. Por fim, o desafio do projeto foi implementar as leis físicas com a maior eficiência possível para que os modelos sejam interativos e executados em tempo real.

The advancement of technology has enabled the improvement and modernization of various areas, particularly medicine. However, there are not still many new tools to assist in the planning of medical interventions, as in electrosurgery. To solve this problem this paper aims to create a simulator for the doctor to train the actual surgery previously through a simulation. We have implemented a prototype with a model based on the physical process of heat distribution in biological tissues in the context of virtual electrosurgery. The user can interact with the system by simulating a virtual scalpel electrosurgical. A visualization of the model is given using color mapping to reflect the distribution of heat on the body. The interaction with the virtual scalpel is made by the Phantom Omni device, made by SensAble. It allows you to manipulate virtual objects in 3 dimensions with six degrees of freedom, and allows rendering with haptic force feedback. Finally, the design challenge was to implement the laws of physics as efficiently as possible so that the models are interactive and performed in real time.