Dissertação de Mestrado
Nome: Gabriela Colares Al Ganem
Instituição: UNIFESP - Universidade Federal de São Paulo - Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Pós-Graduação em Engenharia Bio-Médica
Orientador: Carlos Marcelo Gurjao de Godoy
Ano: 2020
País: Brasil
Resumo
O avanço da simulação computacional tridimensional (3D) resultou em modelos de coração virtual de alta fidelidade, que são úteis para implementação em ferramentas educacionais médicas. Os modelos de coração que fornecem uma visualização realista do coração estão relacionados aos movimentos fisiológicos do coração observados em imagens de exames médicos, como ecocardiogramas. Como a aparência e deformação da superfície cardíaca, principalmente do ventrículo esquerdo, é relevante para a compreensão dos movimentos cardíacos, o objetivo do presente trabalho foi determinar, a partir de imagens ecocardiográficas, o deslocamento das paredes internas e externas do ventrículo esquerdo humano, para prover dados fisiológicos à animação do batimento cardíaco em modelo virtual 3D do ventrículo esquerdo. Os resultados mostraram que os valores obtidos do deslocamento expressam, de forma satisfatória, o movimento real observado nas imagens de ultrassonografia cardíaca, bem como revelam a assertividade na determinação dos pontos de referência e na extrapolação dos pontos de estudo para as demais regiões da câmara ventricular. A abordagem utilizada é pioneira em prover dados fisiológicos do deslocamento das paredes do ventrículo esquerdo em centímetros para animação 3D da câmara ventricular, que podem, como expressa nos resultados, ser utilizados para aumentar o grau de fidelidade da simulação em relação ao movimento ou até mesmo reproduzi-lo. Assim, a determinação do movimento da parede ventricular esquerda - e sua implementação em uma animação de modelo virtual 3D - estão em conformidade com as imagens de ecocardiograma, sendo uma técnica útil para implementação futura nas demais câmaras cardíacas, bem como em ferramentas de ensino e (ou) aprendizagem cardíaca.
Palavras-chave: Deslocamento, Paredes, Ventrículo Esquerdo, Animação 3D, Dissertação.
Abstract
The advancement of three-dimensional (3D) computer simulation has resulted in high-fidelity virtual heart models useful for implementing health educational tools. Heart models that provide realistic visualization of the heart are concerned with physiological heart movements observed in medical exam images, such as echocardiograms. As applying the cardiac surface, mainly of the left ventricle is relevant for the understanding of cardiac movements, the objective of the present work was to determine, from echocardiographic images, the displacement of the internal and external walls of the human left ventricle, to provide physiological animation data of the heartbeat in a virtual 3D model of the left ventricle. The results show that the displacement's selected values satisfactorily express the cardiac ultrasound images' real movement. It also reveals the assertiveness in determining the reference points and the study points' extrapolation for the other ventricular chamber regions. The approach used is a pioneer in providing physiological data on the displacement of the left ventricular walls in centimeters for 3D animation of the ventricular chamber, which, as expressed in the results, can be used to increase the degree of fidelity of the simulation concerning the movement or even reproducing it. Thus, the determination of the left ventricular wall's movement and its implementation in an animation of the 3D virtual model complies with the echocardiogram images. That is a useful technique for future implementation in the other cardiac chambers and teaching tools and (or) cardiac learning.
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