Realidade Aumentada e Realidade Virtual

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OBJETIVO
	Pesquisar e registrar aplicações envolvendo a Realidade Aumentada e a Realidade Virtual no campo da medicina.
INTRODUÇÃO
	Cada vez mais, o mercado da tecnologia exige que novas tecnologias sejam pensadas e projetadas. Por consequência disso, estão surgindo no mundo tecnologias que vão revolucionar a maneira como o ser humano interage com as máquinas, e as máquinas com o ser humano. As tecnologias como Realidade Virtual (RV) e Realidade Aumentada (RA), estão conquistando, gradativamente, os seus espaços neste mercado revolucionário. Tanto RA como RV, são utilizadas em campos diferentes de aplicação, alguns deles sendo: Educação, Militar, Jogos, Indústria, Arquitetura, Turismo.
REALIDADE VIRTUAL
	A Realidade Virtual ou RV, teve seu início em 1970, o ano em que começaram a registrar pesquisas relacionadas ao tema, um dos pioneiros dessa pesquisa é Myron Krueger, um artista digital americano, que utilizava o termo Realidade Artificial em seus estudos. O início definitivo da RV foi em 1980, com Jaron Lanier, músico e cientista de computação estadunidense, com o seu simulador para multiusuários em ambiente compartilhado.
	A RV é uma imersão em um ambiente totalmente em 3D que possibilita uma experiência multissensorial e interação em tempo real, ou seja, o usuário se encontra dentro de uma interface tridimensional, podendo simular ações e movimentos. As linguagens de programação utilizadas são VRML, X3D, JAVA3D e OPENGL.
	Existem dois tipos de RV, conforme o nível de interação e conectividade com o usuário, sendo eles: Telepresença, é um agrupamento formado por vários usuários em único ambiente, e Teleoperação, é baseado pela interface a distância.
	Há quatro tipos de sistemas utilizados pela a Realidade Virtual: RV de simulação, RV de projeção, RV Aumentada e RV de mesa.
	As características principais da RV são Imersão, o usuário tem a sensação real de estar dentro de um mundo virtual e que é capaz de manipular objetos ali presentes como se fossem reais, Interação, manipular objetos virtuais, e Envolvimento, que é a exploração de um ambiente virtual.
REALIDADE AUMENTADA 
	Originalmente a RA, veio da necessidade de substituir etiquetas, pois os códigos de barras não estavam mais conseguindo cumprir a sua tarefa de carregar todas as informações necessárias, devido a isso foram criados os códigos bidimensionais, popularmente conhecidos como QR Codes, que permitem carregar muito mais informações. A Realidade Aumentada é combinação de um código de duas dimensões com um programa de computador.
	A realidade aumentada, em um conceito técnico, é sobreposição de objetos virtuais, que podem ser gerados por computador, em um ambiente real, através de algum dispositivo tecnológico, o próprio computador ou dispositivo móvel. Em outras palavras, ao invés do usuário entrar em mundo 3D, é o tridimensional que imerge no realismo.
	A RA funciona através de uma câmera ou objeto, que seja capaz de transmitir imagem em tempo real combinado a um software inteligente, que consiga captar um padrão para que elementos 3D sejam ativos na tela, ou inseri-los soltos na transmissão. 
REALIDADE VIRTUAL NA MEDIDICNA
	Nos últimos anos a RV vem proporcionando grandes avanços entre a interação humano-máquina, especialmente na medicina, onde permitiu o desenvolvimento de várias aplicações. Aplicações como:
- Ultrassonografia tridimensional (3D)
	A Ultrassonografia ou ultrassom, é um método de exame baseado na reflexão do som, que vai além de simplesmente mostrar o sexo do feto, mas sim de verificar malformações. Com a RV a ultrassonografia passou a ser tridimensional (3D), que ocasionou um retrato mais fiel das estruturas fetais, como a face, mãos, pés e coluna vertebral. A recomendação para se realizar a ultrassom 3D, é entre 26 e 30 semanas de gestação, antes disso o bebê tem pouco tecido adiposo sob a pele, e se passar de 30 semanas, pode ser que a cabeça fique numa posição difícil de alcançar.
- Terapias
	Os pacientes com fobias e traumas estão sendo tratados com o auxílio da RV, onde o princípio é expor o paciente, no plano virtual, a situações semelhantes àquelas que na vida real, impedem sua recuperação. Para que quando se deparar, no cotidiano, com obstáculo, consiga ser capaz de superá-lo. A realização de tal tratamento é capaz por meio de óculos ou capacetes de 3D, que garantem a imersão do paciente a uma cena predeterminada ou o mesmo tenha o controle total da situação.
	Um exemplo dessa aplicação é o Virtual Iraq, invenção do Dr. Albert “Skip” Rizzo, um simulador feito para tratar o transtorno de estresse pós-traumático (PTSD) de soldados que serviram na Operation Iraqi Freedom (OIF) e na Operation Enduring Freedom (OEF) no Afeganistão.
- Simuladores de cirurgias
	Na área cirúrgica, a Realidade Aumentada, tem desempenhando um papel importante na formação do aprendizado de cirurgiões, que virtualmente podem realizar cirurgias aplicando as técnicas conhecidas.
	Objetivo dos simuladores é que os alunos treinem o que aprenderam, podendo citar simuladores como: 
	- Simulador de Videoendoscópia: é bastante idêntica à simulação Endoscópica, sendo que nesta existem também instrumentos de pressão, corte e sutura. Gerando uma sensação táctil com a simulada correspondente ao objeto virtual que está sendo manipulado.
	- Simulador de Microcirurgias: gera as imagens de vasos e nervos e permite a manipulação com instrumentos cirúrgicos dotados de sensores.
- Tratamento de pacientes com queimaduras
	Os cientistas Hunter Hoffman e David Petterson, da Universidade de Washington (EUA), criaram um jogo chamado SnowWorld, que com um capacete virtual, o jogador lança bolas de neve e caminha por um cenário branco e gelado. O objetivo deste jogo é auxiliar no tratamento de pacientes com queimaduras, durante a troca de bandagens – parte muito dolorosa do tratamento. Os pesquisadores descobriram que a imersão em um universo virtual formado por gelo altera a percepção da dor, reduzindo-a.
- Cuidados paliativos
	Os cuidados paliativos são cuidados que melhoram a qualidade de vida de pacientes e familiares diante de doenças terminais. Pensando nisso Priscilla Firstenberg, uma designer de jogos, levou o Oculus Rift para ser testado pela sua avó, Roberta Firstenberg, que fazia tratamento contra um câncer terminal que a impossibilitava de sair de casa. Durante o teste, Roberta pode andar novamente, brincar com borboletas e reviver experiências antigas, com o auxílio de um joystick. 	Ao final do teste Roberta descreveu a experiência como “uma miragem...uma nova vida...inspirador’’. 
Realidade Aumentada na medicina
	Atualmente há diversas aplicações utilizando a RA para auxiliar no tratamento, simulação, treinamento e aprendizado na área médica, como por exemplo, auxiliar em uma cirurgia, estudo da anatomia, órgãos virtuais, entre outros. Aplicações como:
- VeinViewer
	O sistema projeta sobre a pele da pessoa a imagem de suas veias, isto é realizado através de um equipamento que emite raios infravermelhos que captam a temperatura corporal, devido que as veias são mais quentes que o tecido ao redor. O computador recebe as informações e as transforma em imagem. Este sistema permite um tratamento mais eficaz para problemas vasculares, facilita a coleta de sangue e injeções de medicamentos nos pacientes. 
- Anatomy 4D
	O Anatomy 4D é um aplicativo, disponível para iOS e Android, desenvolvido com RA, para o estudo da anatomia do corpo humano, possibilitado um conhecimento sobre o corpo e sobre o coração, revelando as relações espaciais de nossos sistemas de órgãos, esqueletos, músculos e corporais. Para utilizar é necessário que seja feito o download das imagens da “Biblioteca Alvo” dentro do próprio aplicativo, imprimir a imagem e colocar em qualquer superfície plana, e digitalizar a imagem com o dispositivo.
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Utilização em cirurgias
	Na Universidade Tecnóloga de Munique, são desenvolvidos estudos sobre o uso da RA em cirurgias. O médico-cirurgião acrescentaao seu usual instrumental cirúrgico o HMD - Head Mounted Display (display montado na cabeça), para que possa operar com precisão os pacientes com a menor incisão possível, pois o equipamento com Realidade Aumentada mostra virtualmente a posição 3D do órgão, exatamente na posição correspondente real do operado.
 	
	Uma equipe médica da Alemanha liderado pelo professor Karl Oldhafer realizou uma das primeiras cirurgias utilizando um tablet, com o recurso da Realidade Aumentada. Antes da operação foram feitos exames de imagens, como tomografia ou ressonância magnética, que permitiram a reconstrução de uma imagem completa do órgão em 3D no computador. Durante a cirurgia o fígado foi filmado pelo tablet, onde o mesmo sobrepôs às imagens do órgão. Esse recurso ajuda a localizar estruturas críticas como tumores e vasos.
 
- Project on Image Guided Surgery 
	É uma parceria que já ocorre a anos entre o MIT (Massachusetts Institute of Technology) e o BWH (Brigham & Women’s hospital). O projeto consiste em utilizar técnicas de Realidade Aumentada em processos cirúrgicos. Os elementos do projeto são concebidos em uma complexa fase de pré-processamento, onde são utilizadas imagens de cortes de ressonância magnética utilizadas para reconstrução dos órgãos. Com os modelos já prontos, são sincronizados com os órgãos reais, onde são rastreadas as coordenadas do paciente utilizando scanners tridimensionais baseados em raios laser e câmeras de vídeo. Este projeto foi utilizado com sucesso no tratamento de tumores cerebrais.
REFERÊNCIAS
http://www.sabbatini.com/renato/slides/realidade-virtual.pdf
http://www.istoe.com.br/reportagens/128085_A+CURA+PELA+REALIDADE+VIRTUAL+PARTE+1
http://www.istoe.com.br/reportagens/128207_A+CURA+PELA+REALIDADE+VIRTUAL+PARTE+2
http://www.faef.revista.inf.br/imagens_arquivos/arquivos_destaque/9EKTU0w96OLQ2YB_2013-5-24-16-19-1.pdf	
https://www.nlm.nih.gov/research/visible/visible_human.html
http://www.latec.ufrj.br/realidadevirtual/index.php?option=com_content&view=article&id=76:realidade-aumentada&catid=36:artigos&Itemid=100078
http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2013/08/hospital-da-alemanha-realiza-cirurgia-de-figado-com-auxilio-de-tablet.html
http://www.researchgate.net/publication/237117435_A_Utilizao_da_Realidade_Aumentada_no_Tratamento_e_Simulao_de_Sinais_Cardiolgicos_com_BioFeedBack_em_Tempo_Real
http://www.fortec.edu.br/mkt/artigo2.pdf
http://www.faef.revista.inf.br/imagens_arquivos/arquivos_destaque/9EKTU0w96OLQ2YB_2013-5-24-16-19-1.pdf
http://saudebusiness.com/noticias/5-motivos-empolgantes-sobre-realidade-virtual-na-medicina/
http://rvmedicina.blogspot.com.br/p/simulacao-cirurgica.html
http://timedicina.blogspot.com.br/2010/01/realidade-aumetada-e-sua-aplicabilidade.html