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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.100.2016.tde-14022016-230440
Document
Author
Full name
Mateus de Lara Ribeiro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Marques, Fátima de Lourdes dos Santos Nunes (President)
Lederman, Henrique Manoel
Nakamura, Ricardo
Title in Portuguese
Definição, implementação e validação de técnicas de retorno háptico para treinamento virtual em exame de palpação mamária
Keywords in Portuguese
Exame de palpação
Realidade virtual
Retorno de força
Retorno háptico
Simulação
Treinamento médico virtual
Abstract in Portuguese
O exame de palpação é um procedimento no qual um profissional da saúde pressiona uma região específica do corpo de um paciente com os dedos a fim de detectar a presença ou ausência de características e anormalidades sob a pele. Um simulador que forneça subsídios para o treinamento deste procedimento pode contribuir para o aprendizado da técnica e o aprimoramento de sua execução em pacientes, além de, dentre outras vantagens, eliminar a necessidade de exposição de pacientes aos riscos das situações reais, minimizar o uso de objetos físicos e tornar possível a simulação de diferentes casos e ações. O objetivo principal deste trabalho consiste em desenvolver um simulador de palpação mamária com retorno háptico realista. No contexto do exame de palpação, existe uma lacuna no que concerne a definição de técnicas e parâmetros de retorno de força que ofereçam uma experiência mais realista de interação para o usuário. Após uma revisão sistemática da literatura foi feito o mapeamento dos principais parâmetros para representar diferentes nódulos durante o treinamento virtual visando ao diagnóstico de anomalias mamárias. Tais parâmetros foram equacionados com a finalidade de obter uma representação realista em um dispositivo háptico. Além disso, interfaces foram implementadas para permitir a geração de casos com a variação desses parâmetros referentes aos nódulos (tamanho, consistência, localização e contorno). Os resultados obtidos a partir de uma avaliação com uma profissional da medicina mostraram que o retorno de força aplicado a cada uma das características foi realista para todos os parâmetros, com limitação na representação de nódulos espiculados, que deve ser melhorada. Além de contribuir com a área de Computação no sentido de ter definido técnicas e parâmetros de retorno de força importantes para a simulação de exames de palpação, o trabalho disponibiliza uma ferramenta que pode contribuir para a aquisição efetiva da habilidade necessária para a execução do procedimento em questão
Title in English
Definition, implementation and validation of haptic feedback techniques for virtual training on breast palpation examination
Keywords in English
Force feedback
Haptic feedback
Palpation exam
Simulation
Virtual medical training
Virtual reality
Abstract in English
Palpation exam is a procedure in which a health care professional presses a specific region of a patient's body with the fingers in order to detect the presence of features and abnormalities under the skin. A simulator that aids the training this procedure may contribute to the learning of the technique and the improvement of its implementation in real patients. The main objective of the Master's degree work proposed in this paper is to develop a breast palpation simulator with haptic feedback. The results of a Systematic Review conducted in order to assess the state-of-art of the simulation of the palpation procedure showed that despite being a new area, there are already many innovative works that received positive reviews. However, in the context of palpation examination, a gap exists regarding the definition of techniques and force feedback parameters to provide a more realistic experience to the user. After a Systematic Review from the literature the mapping of the main parameters was done to represent different nodules during the virtual training for the diagnosis of breast abnormalities. These parameters were transformed into equations with the goal of obtaining a realistic representation on a haptic device. Besides, user interfaces were implemented to allow the creation of cases with the variation of the parameters relative to the nodules (size, consistency, localization and contour). The results obtained from an assessment done with a medical professional showed that the force feedback applied to each one of the characteristics was realistic to all the parameters, with limitations on the representation of spiculated nodules, which must be improved. Aside from the contribution to the Computing area in the sense that force feedback techniques and parameters important to the simulation of palpation exams were defined, this work offers a tool that can contribute to the effective acquisition of the necessary skills to the execution of the procedure in question
 
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Publishing Date
2016-05-10
 
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