Realidade Virtual no auxílio a Mastologia - SBIS

Realidade Virtual no auxílio a Mastologia
Carolina G. Abreu 1 , Marina R. Parente 2 , Júlia de Castro C. Magalhães³, Lourdes M. Brasil 4
1,2,3,4
Centro de Ciências e Tecnologia – Universidade Católica da Brasília (UCB)
Introdução
De acordo com informações do Instituto
Nacional de Câncer (INCA), o câncer de mama é
o segundo tipo de câncer mais freqüente no
mundo e o mais comum entre as mulheres. A
cada ano, cerca de 22% dos casos novos de
câncer em mulheres são de mama. A estimativa
de incidência para o ano de 2008 no Brasil é de
49.400 casos com um risco estimado de 51a cada
100 mil mulheres [1].
A alta taxa de incidência, assim como o alto
custo do tratamento do domínio em questão,
tornam oportuno o investimento no diagnóstico
precoce e na adoção de medidas preventivas que
possam reverter este cenário. Com o objetivo de
servir de apoio ao profissional e ao estudante da
área da saúde, um Consultório Médico Virtual
(CMV) está sendo desenvolvido. O CMV visa
simular processos em decisão de uma reunião
clínico-cirúrgica utilizando técnicas atuais de
Inteligência Artificial [2] [3].
Metodologia
O CMV faz parte do módulo de interface de
navegação do projeto Inteligência Artificial
Aplicada na Modelagem e Implementação de um
Consultório Virtual (IACVIRTUAL). Além deste,
existem outros módulos igualmente importantes,
exemplificados na figura 1: (i) Módulo de Dados,
que conta com um banco de dados onde as
informações serão inseridas e atualizadas; (ii)
Módulo Swam, abreviação para “Sistema Web
para Análise de Mamografia digital”, que consiste
em auxiliar na identificação de lesões existentes
em mamogramas digitais; (iii) Módulo
Educacional, que propõe a inserção de
simulações cirúrgicas e de ambientes de saúde,
além de corpo e órgãos do paciente para melhor
visualização e aprendizado; (iv) Módulo de Apoio
à Decisão, que oferece suporte ao diagnóstico
médico, e (v) Módulo do Usuário, que contará
com navegações distintas de acordo com a sua
função (paciente, estudante ou especialista).
O CMV foi adotado juntamente com os
outros módulos como um meio de prevenir e
diagnosticar os problemas causados pelas
doenças cardiovasculares e de câncer de mama.
Desta forma, fez uso de várias ferramentas
visando a criação de avatares e órgãos, bem
como ambientes mais realísticos para maior
conforto do usuário. São elas: Virtual Reality
Modeling Language (VRML), Delphi, Adobe
Atmosphere, 3D Studio Max, Blender, Poser e 3D
Home Architect. Uma das facilidades que as
ferramentas trouxeram foi possibilitar a
visualização do consultório através de um
navegador comum, bastante útil para o usuário,
qualquer que seja a sua função.
Figura 1 – Diagrama Projeto IACVIRTUAL
A Realidade Virtual (RV) traz como
principal contribuição para o projeto de pesquisa
a interação 3D com modelos geométricos. Tais
modelos podem ser construídos a partir de dados
reais, obtidos de cadáveres ou de um paciente
vivo utilizando equipamentos radiológicos. O salto
de qualidade da informação que se obtém quando
se troca um desenho em papel ou uma imagem
de má qualidade no vídeo de um equipamento de
ultra-som ou tomografia, por um modelo 3D
interativo é considerável. Técnicas de
visualização e interação, como a visão estérea e
as interfaces hápticas, permitem recriar a forma, a
elasticidade, o peso e outras propriedades dessas
estruturas dentro de um computador.
A RV também agrega facilidades que não
existem no mundo real, tais como mudança de
escala, navegação no interior das estruturas,
separação de modelos por tópico (esqueleto,
músculos, sistemas nervoso, etc.), bem como
permitir a adição de informações complementares
durante a exploração dos modelos, tais como
nomes e explicações [4].Os conceitos de RV são
aplicados junto à captação e modelagem dos
protótipos tridimensionais virtuais da mama.
A modelagem da mama é obtida a partir de
duas metodologias. A primeira proposta diz
respeito à utilização de imagens médicas para a
reconstrução 3D da mama. Outra proposta é a
utilização de ferramentas de modelagem 3D para
atingir o mesmo objetivo. Ambas as técnicas
resultam em modelos 3D da mama, que devem
ser verossímeis e fiéis às estruturas anatômicas
reais.
A reconstrução da mama, ou prototipagem
rápida, a partir de imagens médicas é feita com o
auxílio de softwares específicos, como o

InVesalius. Este software requer uma seqüência
de imagens em formato DICOM que não é
fornecida por nenhum exame regularmente feito
pelas mulheres.
A segunda metodologia aplicada para a
geração de modelos 3D da mama, a qual está
sendo atualmente utilizada, é a construção dos
modelos em ferramentas de modelagem 3D. As
ferramentas pesquisadas e utilizadas na
Universidade Católica de Brasília para a
confecção de material 3D são o software de
domínio público, Blender, e o software privado,
3D Studio Max.
Resultados
A modelagem dos avatares e da mama,
com sua representação externa e interna, está
em etapa avançada de modelagem. Há a
preocupação de tornar os modelos fidedignos às
estruturas anatômicas encontradas in vivo, de
forma a ser modelo útil no treinamento de
estudantes e profissionais da área médica. Os
modelos passam pelo crivo de especialistas da
área médica para a sua validação.
O desafio é reproduzir as estruturas
anatômicas internas da mama, com suas
glândulas e ductos. Os modelos podem ser
evidenciados nas figuras 2 e 3.
Consultório Médico Virtual. O resultado desse
trabalho pode ser observado nas imagens de
renderização 3D a seguir (figura 4).
Figura 4 – Visão interior da sala de consulta (à
esq.) e Visão Geral do CMV (à dir.)
Discussão e Conclusões
São apresentados nesse artigo os
resultados da modelagem dos avatares e
estruturas anatômicas da mama, assim como o
ambiente virtual do CMV. Utilizar a RV no
processo de auxílio ao diagnóstico de patologias
relacionadas ao câncer de mama mostra-se
relevante pela sua alta incidência na população,
assim como pelo alto custo dos tratamentos.
A medicina tem se beneficiado dos
avanços da realidade virtual pela ampliação do
uso de sistemas que oferecem meios inovadores
de diagnóstico, além da criação de novas
técnicas para o treinamento e especialização de
estudantes e profissionais da área da saúde. O
projeto busca por meios das técnicas de RV e da
utilização da modelagem aplicada à área de
mastologia, prover novas formas de aquisição de
conhecimento para os especialistas e uma
alternativa para os pacientes.
Referências
[1] INCA. Instituto Nacional de Câncer (INCA),
http://www.inca.gov.br/. Acesso em Jul 2008.
Figura 2 – Modelo da anatomia externa da mama
[2] Lucena, B. et al. A Three Dimensional
Humanoid Layer Model. In: International Journal
of the WSEAS Transactions on Systems, Issue 4,
Vol. 3, p.1629-1632, Mexico, June 2004.
[3] Farias, R. et al. Three Dimensional Modeling of
a Virtual Medical Office in a Medical Area. In:
International Journal of the WSEAS Transactions
on Systems, Issue 4, Vol. 3, p.1633-1637, Mexico,
June 2004.
Figura 3 – Modelo da anatomia interna da mama
[4] Isdale, Jerry. What is Virtual Reality. A Web-
Based Introduction. Disponível em:
. Acesso em
Jul 2008.
A combinação de técnicas de modelagem e
programas específicos de iluminação de cenários
foram utilizadas na produção do protótipo do