Abordagens Inovadoras para o Ensino de Anatomia

A educação em anatomia é super importante pra formação médica. Ajuda os estudantes, incluindo futuros médicos, enfermeiros e outros profissionais da saúde, a entenderem o corpo humano. Mas, os métodos tradicionais de ensino de anatomia, como a dissecação de cadáveres, trazem muitos desafios. Tem questões éticas, custos altos e a dificuldade de acessar cadáveres.

Com a diminuição no número de cadáveres disponíveis, os estudantes de medicina podem perder experiências práticas importantes em anatomia. A pandemia de COVID-19 piorou a situação, resultando em ainda menos oportunidades de usar cadáveres nas aulas. Pesquisas mostraram que muitos educadores de anatomia nos Estados Unidos relataram uma queda no uso de cadáveres, afetando tanto os cursos de anatomia grossa quanto outras aulas de anatomia.

#Tecnologia na Educação em Anatomia

Graças aos avanços tecnológicos, novos métodos de ensino de anatomia estão surgindo. Tecnologias de imagem como ressonância magnética (RM) e tomografia computadorizada (TC) ajudam a visualizar as estruturas internas do corpo com muito detalhe. Ferramentas como realidade virtual (VR) e realidade aumentada (AR) permitem que os alunos interajam com modelos 3D do corpo humano, tornando a experiência de aprendizagem mais divertida e envolvente. A integração da tecnologia na educação médica tá mudando a forma como a anatomia é ensinada e aprendida.

A pandemia de COVID-19 destacou a necessidade dessas tecnologias inovadoras. Por exemplo, o uso de tecnologia de realidade estendida (XR) e o conceito de Metaverso na educação médica estão sendo mais amplamente adotados. As universidades estão começando a usar VR em seus programas de treinamento. Algumas, por exemplo, usam VR para ensinar enfermagem e educação sobre parto.

Integrando a tecnologia XR nos cursos de anatomia, surgem muitas vantagens. Os alunos podem aprender melhor, praticar de forma segura em ambientes simulados e colaborar com seus colegas, diminuindo custos e tempo no processo de aprendizagem.

#Desafios na Educação em Anatomia XR

Mesmo com os benefícios da tecnologia XR, ainda há desafios a serem enfrentados. Uma grande preocupação é garantir que o conteúdo de anatomia seja preciso. Isso depende da qualidade dos scans originais e do design dos modelos 3D. Se esses modelos não forem precisos, isso pode causar confusão para os estudantes de medicina.

Outro desafio envolve a quantidade de dados necessários para criar modelos 3D detalhados. Produzir modelos 3D de alta qualidade requer sistemas avançados para lidar com grandes volumes de dados, enquanto proporciona uma experiência tranquila para os usuários. Por isso, métodos e ferramentas especiais são necessários pra atender a essas demandas.

#Criando um Cadáver Digital Twin 3D

Esse estudo tem como objetivo encontrar soluções eficazes para os problemas enfrentados na educação em anatomia XR, desenvolvendo um Digital Twin 3D de um cadáver humano padrão coreano no metaverso. A eficácia dessa inovação foi avaliada por profissionais de saúde e estudantes da Ewha Woman’s University e de outras escolas de enfermagem na Coreia.

A criação do Digital Twin 3D começou com a digitalização de cada osso de um cadáver usando um scanner de superfície 3D. Os dados capturados foram refinados pra garantir que fossem visualmente precisos e preservassem as principais características do cadáver original. Isso foi feito usando um software de modelagem 3D chamado Blender, que ajudou a ajustar o número de polígonos para os melhores resultados.

Após refinar os modelos, o próximo passo foi integrar o Digital Twin 3D em uma plataforma de metaverso criada com Unity. Essa plataforma incluiu elementos de design amigáveis pra melhorar a experiência imersiva. Além disso, serviços em nuvem da Azure foram usados para renderização em tempo real, o que ajudou a resolver o desafio de processar grandes volumes de dados e melhorou o desempenho geral do sistema.

#O Processo de Digitalização

A jornada de desenvolvimento do Digital Twin 3D começou com a aquisição ética de um cadáver humano. Depois de receber um cadáver masculino de uma instituição certificada, o próximo passo foi fazer a digitalização dos ossos individuais usando um scanner a laser 3D Leica BLK360. Esse scanner é vantajoso porque captura dados precisos rapidamente sem danificar o cadáver.

O processo de digitalização envolveu colocar o cadáver em uma plataforma estável e capturar várias digitalizações 3D de diferentes ângulos. Após isso, um software especializado foi utilizado pra mesclar essas digitalizações em um modelo 3D completo.

#Refinando o Modelo 3D

Depois que os ossos foram digitalizados, era necessário refinar cada modelo pra uma experiência educacional bem-sucedida. Esse processo de refinação envolveu usar Blender e Maya pra preencher partes faltantes e melhorar a qualidade dos modelos. Os modelos 3D foram examinados pra identificar qualquer imprecisão. Considerações especiais foram feitas para ossos que mostraram irregularidades, garantindo que fossem representados com precisão.

A refinação incluiu retopologização das digitalizações, o que ajuda a criar uma malha mais limpa sobre a digitalização original, facilitando modificações e garantindo uma representação mais precisa da anatomia.

#Otimizando Modelos 3D para Melhor Desempenho

Além de refinar os modelos 3D, é crucial otimizar a quantidade de polígonos nesses modelos. O número total de polígonos afeta diretamente o desempenho e a qualidade de renderização da experiência virtual. Reduzir a contagem de polígonos enquanto se preserva o detalhe permite interações mais suaves e melhor desempenho.

Várias técnicas foram utilizadas, como decimação, pra minimizar o número de polígonos mantendo a forma geral intacta. Equilibrar detalhe e desempenho foi essencial já que esse conteúdo foi projetado para fins educativos, exigindo um nível mais alto de precisão.

#Construindo a Plataforma do Metaverso

O HoloLens, um dispositivo de realidade mista, permite que os usuários interajam com conteúdo digital em ambientes do mundo real. Essa tecnologia transforma a forma como as aulas de anatomia são ministradas, permitindo uma exploração prática de modelos 3D por meio de gestos e comandos de voz.

Pra tornar os modelos 3D interativos, foi utilizado um scripting em Unity. Isso incluiu escrever códigos que permitem que os usuários manipulem os modelos, como girá-los ou selecionar partes específicas do corpo pra obter mais informações. Ferramentas como o Mixed Reality Toolkit (MRTK) e Photon Network foram integradas pra facilitar a colaboração em tempo real entre múltiplos usuários.

#Renderização Remota para Visualização de Qualidade

A renderização remota desempenha um papel-chave no desenvolvimento de conteúdo anatômico 3D de alta qualidade. Ela permite que modelos complexos sejam renderizados em servidores remotos potentes, com as imagens resultantes sendo enviadas de volta aos dispositivos dos usuários. Isso torna possível visualizar modelos detalhados sem precisar de hardware avançado localmente.

Usar renderização remota oferece vantagens aos desenvolvedores, garantindo que seus programas Unity funcionem bem em vários dispositivos, permitindo experiências imersivas independentemente das capacidades de hardware dos usuários. Também reduz o tempo e os custos associados ao desenvolvimento de novos programas.

#Produção do Digital Twin 3D

O modelo final do Digital Twin 3D, criado a partir do cadáver real, foi montado e impresso em 3D com maestria. Esse processo utilizou técnicas pra garantir durabilidade e reduzir peso. O modelo impresso foi completado com sucesso, mostrando o potencial dessa abordagem inovadora pra educação em anatomia.

#Recursos para Interação do Usuário

Na plataforma do metaverso, recursos para interação do usuário foram projetados pra incentivar a colaboração e o engajamento. Os usuários podem fazer login, criar contas e explorar várias funcionalidades pra melhorar sua experiência de aprendizagem. O menu do aplicativo contém ferramentas pra movimento, mudanças de cor e descrições detalhadas das estruturas anatômicas.

A possibilidade de criar salas para interações em grupo e compartilhar modelos agrega um valor significativo ao processo educacional. Esse aspecto colaborativo ajuda a promover um ambiente de aprendizagem mais dinâmico pros estudantes.

#Conclusão

Essa pesquisa traz um avanço significativo na educação em anatomia ao abordar os desafios do uso tradicional de cadáveres. A combinação de digitalização 3D, técnicas de modelagem e tecnologia XR cria experiências de aprendizagem envolventes com informações anatômicas precisas. Através de colaboração em tempo real e renderização em nuvem, os alunos podem se beneficiar de oportunidades educacionais aprimoradas.

Embora desafios permaneçam, o futuro da educação em anatomia parece promissor com a integração de tecnologias inovadoras. Este estudo destaca a importância de continuar a melhorar e expandir o uso de XR na área médica, garantindo que os futuros profissionais da saúde tenham acesso às melhores ferramentas para sua formação. O potencial das tecnologias XR na educação em anatomia abre portas para novas experiências de aprendizagem e contribui pra próxima geração da educação médica.