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Authors
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Abstract(s)
The work described in this dissertation is part of the field of technology applied to health, particularly cardiovascular diseases, and aims to develop a parameterized 3D model of the heart for virtual and augmented reality, using techniques such as the finite element method (FEM). This development can be used in the areas of education and/or training, by medical/nursing students, using virtual or augmented reality, as it allows them
to virtually learn the various clinical tasks/surgical procedures, taking the pressure off the patient's injury/death and, in the future, minimizing the errors made during the procedure and leading to a better outcome for the patient and less associated costs. In addition, this tool can be implemented as an aid to the analysis of medical images currently used, such as computed tomography, so that the diagnosis can be more complete. This development focused on the study of the heart, since cardiovascular diseases, which include this organ,
have high prevalence rates and are on the rise, which is a huge economic burden for the health systems of industrialized countries. A computerized tomography scan was used to build the model and, through the use of various tools, a 3D model was built that allows the different structures that make up the heart to be identified. In order to test its effectiveness, the model was run on a finite element tool and functional models were obtained.
O trabalho descrito nesta tese insere-se na área da tecnologia aplicada à saúde, nomeadamente às doenças do foro cardiovascular e tem como objetivo desenvolver um modelo 3D parametrizado do coração para realidade virtual e aumentada, através da utilização de técnicas como método dos elementos finitos (FEM). Este desenvolvimento pode ser utilizado nas áreas da educação e/ou formação, por estudantes de medicina/enfermagem, com recurso a realidade virtual ou aumentada, uma vez que lhes permite aprender virtualmente as várias tarefas clínicas/procedimentos cirúrgicos, retirando a pressão da lesão/morte do paciente e, no futuro, minimizando os erros cometidos durante o procedimento, o que pode levar a um melhor resultado para o paciente e a menos custos associados. Para além disso, esta ferramenta pode ser implementada como um método de auxílio à análise de imagens médicas atualmente utilizadas, como por exemplo, a tomografia computadorizada, de modo que o diagnóstico possa ser mais completo. O presente desenvolvimento centrou-se no estudo do coração, uma vez que as doenças cardiovasculares, onde este órgão se insere, apresentam taxas de prevalência elevadas e com tendências de crescimento, o que constitui um enorme encargo económico para os sistemas de saúde dos países industrializados. Para construção do modelo foi usada uma tomografia computadorizada e, através da utilização de diversas ferramentas, foi contruído um modelo 3D que permite identificar as diferentes estruturas que constituem o coração. De modo a testar a sua eficácia, o modelo foi corrido numa ferramenta de elementos finitos e, efetivamente, obtiveram-se modelos funcionais.
O trabalho descrito nesta tese insere-se na área da tecnologia aplicada à saúde, nomeadamente às doenças do foro cardiovascular e tem como objetivo desenvolver um modelo 3D parametrizado do coração para realidade virtual e aumentada, através da utilização de técnicas como método dos elementos finitos (FEM). Este desenvolvimento pode ser utilizado nas áreas da educação e/ou formação, por estudantes de medicina/enfermagem, com recurso a realidade virtual ou aumentada, uma vez que lhes permite aprender virtualmente as várias tarefas clínicas/procedimentos cirúrgicos, retirando a pressão da lesão/morte do paciente e, no futuro, minimizando os erros cometidos durante o procedimento, o que pode levar a um melhor resultado para o paciente e a menos custos associados. Para além disso, esta ferramenta pode ser implementada como um método de auxílio à análise de imagens médicas atualmente utilizadas, como por exemplo, a tomografia computadorizada, de modo que o diagnóstico possa ser mais completo. O presente desenvolvimento centrou-se no estudo do coração, uma vez que as doenças cardiovasculares, onde este órgão se insere, apresentam taxas de prevalência elevadas e com tendências de crescimento, o que constitui um enorme encargo económico para os sistemas de saúde dos países industrializados. Para construção do modelo foi usada uma tomografia computadorizada e, através da utilização de diversas ferramentas, foi contruído um modelo 3D que permite identificar as diferentes estruturas que constituem o coração. De modo a testar a sua eficácia, o modelo foi corrido numa ferramenta de elementos finitos e, efetivamente, obtiveram-se modelos funcionais.
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Keywords
Cardiovascular diseases Heart Finite element method Doenças cardiovasculares Coração Método elementos finitos