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Encontro09.12.2017
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RESUMO

O bloqueio do nervo epidural é um procedimento médico cego onde a inserção correta da agulha está associada à sensação de perda de resistência (LOR) à penetração dos tecidos, objetivando alcançar o espaço epidural sem perfurar a membrana dura-mater. O risco de falhas é alto (6 a 25%), com a possibilidade de sérios danos ao paciente. Para reduzi-lo, é necessário muito treinamento, sendo esse feito diretamente nos pacientes, em alguns hospitais no Brasil.

Esse trabalho implementa um simulador para a prática de procedimentos de bloqueio do nervo epidural que unifica três aspectos principais como uma estratégia para a redução da taxa de falha em bloqueios do nervo epidural: o desenvolvimento e uso de modelos computacionais, a integração de um dispositivo háptico e a gamificação das interações do usuário.

A principal contribuição do trabalho consiste no desenvolvimento de um modelo para dimensionar e representar a espessura dos diversos tecidos da região lombar epidural (pele, gordura, músculo, ligamento interspinhoso, ligamento flavum, espaço epidural e dura-mater), de acordo com valores de idade, peso e altura fornecidos. Esse modelo baseia-se em dados de 2000 experimentos em parturientes reais, e a possibilidade de configuração desses valores permite gerar uma grande diversidade de pacientes virtuais de forma realista para a prática epidural.

A segunda contribuição importante é a criação de um modelo para a reação dos tecidos epidurais, baseado em experimentos de inserção de agulhas, que considera suas propriedades biomecânicas (espessura, rigidez, amortecimento, viscosidade, fricção estática e dinâmica), bem como a profundidade e o deslocamento da agulha. Esse modelo relaciona movimentos às forças e permite uma resposta em termos de reação do háptico, em tempo real, aos movimentos de penetração realizados pelo usuário.

A terceira contribuição inclui um conjunto de modelos que considera a interação entre a agulha e os tecidos, de acordo com os possíveis tipos de pontas, espessuras, ângulos de introdução e desvios da direção de inserção, algo não modelado antes em outros trabalhos. Esses modelos permitem uma resposta do dispositivo háptico, em tempo real, a mudanças de inclinação da agulha e restrições de movimento, bem como a simulação de restrições internas no contínuo, onde a ponta da agulha corresponde a ponta de metal do dispositivo háptico.

O dispositivo háptico integrado possui seis graus de liberdade (DOF): três deslocamentos e três rotações em direções ortogonais. Reage a interações do usuário e reproduz sensações físicas das penetrações com agulhas e suas restrições a movimentos, provocadas por tecidos internos da região lombar epidural, baseando-se nos modelos computacionais desenvolvidos.

A estratégia de gamificação utilizada subdivide o procedimento de bloqueio epidural em tarefas e inclui, a partir da observação de procedimentos reais, as seguintes etapas principais: a aplicação de uma anestesia local, a inserção da agulha Tuohy e o monitoramento da pressão salina. Isto facilita o acompanhamento e a avaliação do progresso e dos resultados atingidos pelo usuário. A interface exibe a pontuação atual do jogador e suas conquistas, motivando a prática e o aprimoramento do médico.

As funcionalidades implementadas na interface de visualização incluem: (1) pré-dimensionamento e representação tridimensional dos tecidos epidurais e do corpo da paciente virtual em uso, (2) Ajuste das propriedades biomecânicas dos tecidos em tempo real, (3) gravação e reprodução dos movimentos realizados, (4) cálculo e exibição dos ângulos de introdução da agulha, (5) exibição da profundidade atual da agulha e das forças aplicadas, (6) simulação do encaixe da seringa e da injeção do líquido salino, a partir pressionamento dos botões do dispositivo háptico. A implementação utiliza a engine Unity e a linguagem de programação C#.

A gamificação não havia sido aplicada ainda em nenhum dos simuladores de bloqueio de nervo epidural atualmente conhecidos. Comparado a outros trabalhos, esse é o único que realiza o ajuste automático da espessura dos tecidos epidurais, com base nos dados do paciente. Outros sistemas exibem apenas respostas uni-axiais à penetração, não apresentam uma visualização tridimensional de todos os tecidos epidurais internos, nem dos ângulos de inclinação da agulha, ou dispõem de um modo tutorial. Quase nenhum dos outros trabalhos permite a livre escolha do ponto de inserção da agulha, necessária para treinar a localização da linha mediana do paciente no procedimento epidural.


Palavras-chave: Modelagem de tecidos, perda de resistência (LOR), interface gamificada, interação com dispositivo háptico, procedimentos médicos, jogos para treinamento, modelo de forças.


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