Simulações de terapias e procedimentos médicos baseados em computador utilizando Realidade Virtual têm impactado cada vez mais na rotina diária de diversos setores profissionais, principalmente, na área da saúde. Esse avanço tem sido possível devido às recentes soluções computacionais, incluindo...

Simulações de terapias e procedimentos médicos baseados em computador utilizando Realidade Virtual têm impactado cada vez mais na rotina diária de diversos setores profissionais, principalmente, na área da saúde. Esse avanço tem sido possível devido às recentes soluções computacionais, incluindo motores da Física e dispositivos de entrada e saída com retorno tátil, contribuindo para a geração de uma experiência de usuário de melhor qualidade, com maior senso de imersão, nível de satisfação e engajamento. Este trabalho apresenta um sistema de Realidade Virtual para a simulação de Acupuntura, baseado em conceitos fundamentais desta prática terapêutica, desenvolvido com o motor de jogos Unreal Engine 4. O sistema usa dispositivos de controle tradicionais (mouse e teclado) e dispositivos hápticos (3D Systems Touch e Novint Falcon) para interagir com os elementos do cenário virtual, simulando realisticamente sessões de Acupuntura. Ao simulador, foram acoplados um plugin customizado de conexão entre os dispositivos hápticos e a recente biblioteca da Física NVIDIA FleX. Adicionalmente, um editor de casos de uso foi também implementado e foram modelados efeitos especiais de visualização do fluxo dinâmico de energia e de deformações em tempo real das malhas geométricas que representam a pele do paciente virtual durante sessões de agulhamento. Além disso, através da colaboração de dois especialistas médicos e praticantes de Acupuntura, uma avaliação de experiência de usuário foi realizada e duas terapias de tratamento específicas foram modeladas com sucesso no simulador, ilustrando os acupontos escolhidos e o correto posicionamento das agulhas durante as punções, para a liberação do fluxo de energia bloqueado. Por fim, além da contribuição para a área de Acupuntura, este trabalho pode prover informação útil para o desenvolvimento de outras soluções similares em simuladores virtuais em saúde e em soluções que utilizem interfaces hápticas e malhas deformáveis realistas em tempo-real.
Palavras-chaves: Simulador, Realidade Virtual, Dispositivos Hápticos, Deformação de Malhas, Efeitos Especiais, Acupuntura.

Computer-based simulations of therapies and medical procedures using Virtual Reality have
increasingly impacted the daily routine of several professional activity sectors, mainly in the
health area. This technological advance has been possible due to recent computing solutions,
including Physics...

Computer-based simulations of therapies and medical procedures using Virtual Reality have
increasingly impacted the daily routine of several professional activity sectors, mainly in the
health area. This technological advance has been possible due to recent computing solutions,
including Physics engines and input and output devices with tactile feedback, contributing to
the generation of a better quality user experience, with a greater sense of immersion, level of
satisfaction and engagement. This work presents a Virtual Reality system for the simulation
of Acupuncture, which is based on the fundamental concepts of this therapeutic practice and
has been developed with the Unreal Engine 4 game engine. The system uses traditional control
devices (mouse and keyboard) and haptic devices (3D Systems Touch and Novint Falcon) to
interact with the elements of the virtual scenario, realistically simulating Acupuncture sessions.
A customized plugin was also added to the simulator for connection between the haptic devices
and the recent Physics library NVIDIA FleX. In addition, a use-case editor has been also
implemented and special effects have been modeled to visualize the dynamic energy flow and the
real-time deformations of the geometric meshes representing the skin of the virtual patient during
needling. Moreover, through the collaboration of two medical specialists and practitioners of
Acupuncture, a user experience evaluation was carried out and two specific treatment therapies
were successfully modeled on the simulator, illustrating the chosen acupoints and the correct
positioning of the needles during punctuations, to release the blocked energy flow. Finally,
beyond the contribution to the Acupuncture area, this work may provide useful information for
the development of other similar solutions in virtual simulators for health and in solutions that
use haptic interfaces and real-time realistic deformable meshes.
Keywords: Simulator, Virtual Reality, Haptic Devices, Mesh Deformation, Special Effects,
Acupuncture.