TV 3d na Medicina - IFGW

Universidade Estadual de Campinas
Instituto de Física Gleb Wataghin
Relatório F530
Prof. Dr. José Joaquín Lunazzi
Instrumentação I
TV 3d na Medicina
Orientador: Prof. Dr. José Joaquín Lunazzi
Suéllen Romão Rodrigues
Ra: 082829
[email protected]
1. Agradecimentos:
Agradeço ao prof Lunazzi por inúmeras vezes que me ajudou e foi mais que um
professor e orientador, sim um amigo. Orientando-me e indicando todos os passos que
eu deveria seguir. Mesmo com a falta de tempo, por causa do trabalho, foi ele quem me
encorajou a continuar o trabalho e conseguir obter resultados. Aliás, todas as lições de
vida e conversas com ele jamais serão esquecidas, pois nessas horas vemos como é bom
escutar e aprender com quem já tem anos de experiência e muita coisa para nos ensinar.
Obrigada professor pela paciência e dedicação.
2. Projeto:
Descrição: Esse projeto consiste em estudar e montar uma tv 3D para oferecer essa
técnica 3D para visualizar as filmagens de cirurgias médicas.
Importância do trabalho: Como trabalho na área médica, eu e o prof Dr Lunazzi
achamos interessante mesclar a área que estudo e trabalho, assim surgiu a ideia de
aperfeiçoar a tv 3d, que o aluno Vinicius Colombo iniciou no semestre anterior, e
aplicar na filmagens de cirurgias médicas.
Referencias:
https://www.youtube.com/watch?v=3Gn6Q9zGfX0
https://www.youtube.com/watch?v=qH4_wbxvhcc
https://www.youtube.com/watch?t=19&v=H6G9rSAspNw
http://www.biosphera.com.br/intro-anatomia-humana-3D.asp
http://www.eacampos.pt/noticias/detalhes.php?area=video&id_noticia=102
http://www.tecmundo.com.br/oculus-rift/60583-assista-cirurgia-filmadaespecificamente-oculus-rift.htm
https://www.youtube.com/watch?v=pKT7zZ7Lo6w
http://www.softdownload.com.br/crie-sistema-video-vigilancia-xeoma.html
3. Objetivos
Realizar um trabalho em laboratório de física do IFGW onde medições científicas sejam
realizadas com amplo conhecimento do sistema de medição e precisão máxima. O
conhecimento físico do processo não é essencial, por isso o nome da disciplina deveria
ser: "Instrumentação para a Pesquisa", e nunca confundida com "Instrumentação para o
Ensino", embora apareça como eletiva também para a Licenciatura.
4. Introdução:
A tecnologia 3D está cada vez mais presente em nosso cotidiano. O objetivo desse
projeto é utiliza-la para projetar e mostrar como este sistema funciona, permitindo que
experimentos para uso em mesa possam ser vistos por uma grande audiência. A partir
de 2012 os orientandos do Prof. Lunazzi, começaram a desenvolver a TV 3D, que é
constituída de dois projetores um em cima do outro e dentro de uma caixa de madeira
com filtros polarizadores na saída. Podemos partir dela para o uso em cirurgias médicas,
para que outros médicos e envolvidos, possam assistir a cirurgia como se estivessem
presente no momento real que foi realizada, e assim discutir procedimentos e resultados
dessas cirurgias filmadas.
5. Pesquisa
Ao decidir o tema com o professor, fui fazer uma pesquisa sobre o que se já tem hoje
relacionando 3D e medicina, achei varias coisas interessantes e já bem utilizadas, mas a
que mais me chamou atenção e mais se aproxima da ideia do nosso projeto foi
a PRIMEIRA CIRURGIA OFTALMOLÓGICA DO MUNDO FILMADA EM 3D,
realizada em Coimbra, pelo Dr Antonio Travasso e a empresa Emilio Azevedo, com o
objetivo de registar as melhores imagens possíveis durante cirurgias complexas. O Dr.
António Travassos, famoso cirurgião, desde sempre acreditou que a imagem é
fundamental e de extrema importância para documentar diversos casos clínicos. Cedo
começou a usar as mais recentes tecnologias para registar as melhores imagens médicas
em vídeo. Com o equipamento todo funcional iniciou-se no dia 6 de Dezembro de 2010
a primeira gravação em 3D enquanto decorriam as cirurgias, com resultados
surpreendentes, superando todas as expectativas de todos os envolvidos. Ainda continua
estudando e logo publicará seus resultados.
Figura 1: Primeira cirurgia filmada em 3d, Coimbra.
Outra técnica experimenta por um grupo de médicos franceses foi realizar a filmagem
de uma cirurgia de quadril especialmente projetada para funcionar com o Oculus Rift. O
principal propósito dessa experiência foi utilizar esse material como ferramenta
educacional para jovens cirurgiões em treinamento. Uma câmera GoPro com dois
sensores para criação de uma experiência tridimensional foi montada na cabeça do
médico líder da cirurgia e, com isso, ele pôde filmar tudo o que acontecia com muita
qualidade de detalhes. A filmagem ainda permite ao espectador interagir com ela de
uma forma mais simples. Se a pessoa mover a cabeça para os lados e para frente, é
possível dar zoom na imagem ou ver a partir de um ângulo diferente. A equipe do Dr.
Thomas Gregory, o líder da cirurgia, explica que se motivou a criar o material porque,
na maior parte das vezes, os cirurgiões em treinamento que ajudam nesse tipo de
intervenção não conseguem ficar focados no procedimento em si. Isso acontece porque
o ângulo de visão raramente é bom para eles e também por ser necessário desempenhar
outros papéis na cirurgia, como manejar equipamento, cuidar de alguma parte do
paciente e assim por diante.
Figura 2: Equipamento Oculus Rift
Encontrei também, partos que hoje são filmados e gravados em 3D e cirurgias de câncer
feitas por robô e projeção 3D.
Figura 3: técnica um robô, chamado Da Vinci Intuitive manipula as pinças com alta precisão
Diante disso, acredito que há grande espaço para a tv 3D na medicina, trazendo
aperfeiçoamento nos resultados cirúrgicos e formações de médicos cirurgiões.
Entramos em contato com alguns conhecidos do professor la da medicina, marcamos
uma reunião para eles conhecerem nosso projeto. Infelizmente no dia não pude
comparecer, e então foram o prof Lunazzi e o aluno Bruno, eles acharam interessante
porém não demostraram mais interesses e não nos contatarão novamente.
6. Metodologia
Eu e o Vinicius, continuamos os reajustes para melhorar o desempenho da tv 3D. Um
dos desafios enfrentados é o alinhamento das imagens, já que os projetores são de
modelos diferentes e mudamos para diferentes tipos de câmeras. Tivemos que
posicionar os elementos com cuidado máximo e pretendemos fixar a caixa para manter
o alinhamento. O sistema será melhor integrado com um iluminador, e veremos a
possibilidade de a câmera poder mudar de posição durante a transmissão.
Figura 4: Caixa da câmera dupla apontando na direção de iluminação e, a direita, a caixa do projetor duplo. Na mesma
mesa, tradicionais óculos em cartolina polarizados linearmente.
Figura 5: Câmera 3D montada a partir de câmeras web de alta definição
O meu trabalho de instrumentação foi feito a partir das orientações dadas pelo professor
Lunazzi. Foi com a ajuda dele e do aluno Vinicius, que conseguimos fazer as medições
e o alinhamento do projeto de pesquisa dele, a TV 3D.
6.1. A TV 3D
A TV 3D consiste em uma caixa com dois projetores, um sobre o outro, onde esses
estão alinhados. Os dois projetam a imagem sobre uma tela especial, obtendo então as
imagens 3D. Conectado aos projetores existem duas câmeras Sony, logo a TV projeta as
imagens das câmeras na tela com o efeito 3D. Existem muitas maneiras de criar e
visualizar imagens em três dimensões. Os métodos mais conhecidos são os que
necessitam do uso de óculos especiais, como naquelas imagens com partes azuis e
vermelhas ou como se vê filmes no cinema, com lentes polarizadas. No caso da nossa
TV, usamos óculos não polarizados, com as partes azuis e vermelhas.
A distância entre os projetores e a tela metalizada, para uma boa qualidade de projeção,
a distância necessária é de 3,7 metros. Porém no ultimo relatório feito pela Tábata foi
descrito a distância como 1,8m.
Com essas câmeras ligadas, o desafio foi conseguir projetar as imagens de cada uma
delas ao mesmo tempo na tela para conseguir o efeito 3D. Para conseguir liga-las
simultaneamente tivemos que usar um programa chamado Xeoma, onde a imagem de
cada câmera sairia em cada projetor e seria reproduzida na tela, dando a nossa imagem
3D. A dificuldade foi conseguir instalar o programa Xeoma, e mais ainda utiliza-lo.
Diante varias tentativas o programa não funcionou direito, ou travava, ou não abria, ou
só reconhecia uma câmera e a outra não, por umas duas vezes conseguimos fazer as
duas câmeras funcionarem, mas logo travou. Agora estamos tentando utilizar o
programa no Windows.
O Xenoma é um software procura e detecta automaticamente qualquer câmera, seja ela
uma webcam ou uma conectada via IP, e oferece a possibilidade de capturar as telas de
todos os monitores simultaneamente, porém na versão gratuita possui algumas
restrições, você pode adicionar somente uma webcam e até 4 módulos, que são
basicamente as características que o Xeoma pode realizar em seu sistema de vigilância.
E isso explica o porque não conseguimos abrir as duas webcam ao mesmo tempo, a
versão que utilizamos é a gratuita.
Continuaremos tentando e pesquisando, pois já se conseguiu fazer edições de vídeos em
3D no laboratório do Prof Lunazzi.
7. Fechamento
Realizamos melhorias na caixa que envolve os projetores para que se garanta menos
desvio quando movimentar a caixa de madeira e os projetores fiquem alinhados.
Colocamos cantoneiras para fazer esse ajuste, e assim será possível carregar a tv 3d sem
que haja desalinhamento entre as imagens projetadas.
Conversamos com o professor Lunazzi, e ele provavelmente comprará o programa
Xeoma para que possamos utilizar a função de capturar duas câmeras diferentes ao
mesmo tempo. Pelo o que pesquise a licença custa cerca de 30 dolares.
8. Conclusão
Adorei trabalhar com esse projeto, pretendo continuar trabalhando com o prof Lunazzi,
acredito que a tv 3d tem muito a ajudar na medicina, com as filmagens 3d. Com cada
aperfeiçoamento feito, logo chegaremos a belos resultados. Obrigada prof Lunazzi!