As cirurgias põem em jogo a vida de uma pessoa, pelo que não há lugar para erros. É por isso que uma formação cirúrgica adequada é essencial na educação médica. Os métodos de aprendizagem tradicionais, no entanto, têm as suas limitações, e é aí que entram as soluções inovadoras. A realidade alargada (XR) é uma delas — oferece ambientes imersivos que transformam a forma como os cirurgiões aprendem e se preparam para as operações. Neste artigo, vamos discutir como a XR aumenta a confiança dos profissionais médicos e revoluciona a formação cirúrgica.

Qual é a realidade alargada na prática cirúrgica?

Em termos simples, a XR cirúrgica é uma tecnologia de ponta que combina realidade virtual (RV), realidade aumentada (RA) e realidade mista (RM) para criar ambientes simulados interactivos para formação cirúrgica e para melhorar os procedimentos intra-operatórios.

Eis uma descrição pormenorizada do funcionamento dos componentes XR:

  • Realidade virtual: Com a RV, os utilizadores estão totalmente imersos num mundo digital. Na formação cirúrgica, isto significa praticar operações numa sala de operações completamente simulada. Os estudantes e os profissionais de saúde podem utilizar ferramentas virtuais para efetuar procedimentos em doentes virtuais e modelos 3D de órgãos.

  • Realidade aumentada: A RA sobrepõe elementos digitais ao mundo real. Durante os procedimentos minimamente invasivos, a RA pode ser utilizada para projetar dados de imagiologia específicos do doente (TAC, RMN) diretamente no corpo do doente para orientar a colocação de instrumentos e melhorar a precisão. A RA também permite aos cirurgiões manipular Modelos 3D de órgãos e técnicas de prática, sem deixarem de estar conscientes do seu ambiente real.

  • Realidade mista: A RM vai mais longe, misturando os mundos virtual e real e permitindo que os elementos digitais interajam com o ambiente real em tempo real. Imagine usar óculos de RV durante uma cirurgia e ver uma sobreposição holográfica em 3D da anatomia de um doente projectada diretamente no corpo. Isto proporciona aos cirurgiões uma visualização clara e melhorada do campo cirúrgico. É útil para procedimentos complexos que requerem uma navegação precisa.

Limitações da formação cirúrgica tradicional

Os métodos tradicionais de formação cirúrgica, como a aprendizagem por observação ou a formação baseada em cadáveres, têm sido a espinha dorsal da educação cirúrgica. No entanto, muitas vezes não conseguem reproduzir cenários do mundo real e fazem com que os formandos não se sintam preparados. Vamos explorar as limitações das abordagens tradicionais que realçam a necessidade crescente de abordagens inovadoras como a realidade alargada na prática médica:

Falta de prática prática

Na maioria dos casos de formação cirúrgica tradicional, os estudantes passam muito tempo a observar cirurgiões experientes em ação. Embora isto seja valioso para compreender o fluxo de um procedimento, não dá aos formandos muita experiência prática. Podem ocasionalmente ajudar, mas observar não é o mesmo que executar. Como resultado, os cirurgiões recém-formados sentem-se muitas vezes inseguros quando enfrentam as suas primeiras cirurgias a solo, particularmente em situações críticas em que a tomada rápida de decisões é vital.

Exposição inconsistente a casos raros

Um dos maiores obstáculos na formação cirúrgica é a falta de exposição a casos raros ou invulgares. Os formandos estão limitados pelos casos que encontram nas suas rotações médicas. Um estudante pode efetuar numerosas apendicectomias mas nunca se deparar com uma ressecção pancreática complexa ou uma anomalia congénita rara. Esta inconsistência deixa lacunas no seu conjunto de competências e complica a abordagem de casos cirúrgicos invulgares mais tarde.

Oportunidades limitadas para ensaios pré-cirúrgicos

Até há pouco tempo, o planeamento pré-cirúrgico envolvia principalmente o estudo de dados de imagiologia, fichas de pacientes e resultados de diagnósticos. Mas esta abordagem não permite aos profissionais ensaiar um procedimento específico para um determinado doente que estão prestes a operar. Por exemplo, um cirurgião que se prepara para uma ressecção de um tumor complexo pode estudar os exames, mas não pode praticar fisicamente os passos envolvidos na navegação de estruturas críticas. Sem a possibilidade de simular virtualmente a operação, é mais difícil ser preciso em termos de incisões e prever potenciais complicações.

6 formas de o XR melhorar a formação cirúrgica

A XR apresenta formas inovadoras de aprender, abordando as limitações da formação cirúrgica tradicional. Nesta secção, iremos analisar as formas como a tecnologia de realidade alargada está a tornar a formação cirúrgica mais inteligente e segura:

Melhoria da compreensão do espaço

A aprendizagem anatómica tradicional baseia-se frequentemente em representações 2D, o que limita a compreensão espacial dos estudantes de cirurgia. O XR fornece modelos anatómicos 3D interactivos que os formandos podem manipular e explorar para desenvolver uma compreensão mais profunda das relações espaciais cruciais para o planeamento cirúrgico.

Aplicações como VOKA 3D Anatomy and Pathology utilizam a realidade aumentada para sobrepor estes modelos 3D a objectos do mundo real. Isto ajuda a melhorar ainda mais a visualização espacial e as capacidades de localização anatómica.

Ambientes de aprendizagem de realidade virtual

Para os principiantes, entrar numa sala de operações pela primeira vez pode ser avassalador — existe equipamento complexo, uma atmosfera de alta pressão e uma equipa que tem de trabalhar em perfeita sincronia. A RV ajuda os formandos a sentirem-se confortáveis com este ambiente antes de entrarem numa sala de operações real.

Utilizando plataformas avançadas como Cirúrgico XR, os formandos podem entrar numa sala de operações totalmente simulada, escolher qualquer procedimento de uma extensa biblioteca e aprender a gerir o fluxo de uma equipa cirúrgica. É como um ensaio onde podem aperfeiçoar competências e ganhar confiança sem medo de cometer erros. Esta abordagem é inestimável para desenvolver a consciência técnica e situacional.

Disponibilidade de casos diversos

Cada doente é único, pelo que os formandos precisam de ser expostos a diversos casos para se prepararem para o maior número possível de cenários. A formação médica XR ajuda os estudantes a desenvolver competências de resolução de problemas e a adaptarem-se a situações inesperadas.

O XR dá acesso a uma gama de casos mais vasta do que a que se encontra normalmente num ambiente de formação. Plataformas como Touch Surgery oferecem extensas bibliotecas de procedimentos cirúrgicos. Abrange várias especialidades e inclui casos complexos ou raros. Isto permite que os formandos experimentem e pratiquem num espetro mais amplo de patologias, melhorando a sua preparação para cenários do mundo real.

Integração com feedback háptico

As experiências tácteis são inestimáveis para dominar manobras delicadas na sala de operações. Nesta altura, a realidade médica alargada pode ser combinada com o feedback háptico, uma tecnologia que recria a sensação de pressão, resistência e movimento. Este método permite que os formandos sintam como é interagir com tecidos, órgãos e instrumentos cirúrgicos.

Não sendo uma parte inerente da tecnologia XR, o feedback háptico pode ser integrado nas configurações XR. Por exemplo, o HapticVR da FundamentalVR combina o ambiente XR com dispositivos hápticos avançados, permitindo aos formandos praticar suturas, técnicas de incisão e muito mais com um feedback tátil realista. Outro exemplo é o SenseGlove, uma luva háptica que permite aos utilizadores sentirem texturas e forças enquanto interagem com modelos virtuais.

Ao incorporar o feedback háptico no treino baseado em XR, os cirurgiões podem aperfeiçoar as suas capacidades motoras e desenvolver a memória muscular. Esta combinação de tato e visualização ajuda a imitar de perto as cirurgias da vida real.

Avaliação instantânea do desempenho

Regra geral, as avaliações dos alunos dependem do instrutor e podem ser subjectivas. Ao contrário dos métodos de feedback tradicionais, os sistemas XR podem identificar imediata e objetivamente os erros e destacar as áreas a melhorar. O sistema pode detetar rapidamente os erros e oferecer conselhos para os corrigir, para que os alunos não os levem para a sua prática.

Imagine praticar uma cirurgia complexa num ambiente virtual e receber feedback instantâneo sobre factores como a precisão, o tempo ou a técnica. O sistema também pode assinalar um ângulo de incisão incorreto, a utilização incorrecta de ferramentas ou o atraso na conclusão de um passo crítico.

Exemplos do mundo real incluem ferramentas como a já mencionada FundamentalVR, que regista métricas de desempenho como a força aplicada, a precisão do procedimento e a eficiência. Após cada sessão, os alunos recebem um feedback pormenorizado. Outro exemplo é Osso VR, que utiliza simulações virtuais para avaliar o desempenho cirúrgico dos formandos e fornecer informações úteis para os ajudar a melhorar.

Oportunidades de formação em colaboração

Os procedimentos cirúrgicos não são um esforço individual — são um trabalho de equipa em que cirurgiões, assistentes, enfermeiros e anestesistas trabalham em conjunto. A realidade alargada na prática médica permite às equipas cirúrgicas ensaiar procedimentos em conjunto e melhorar a coordenação.

Por exemplo, o Osso VR oferece funcionalidades de colaboração, permitindo que vários utilizadores se juntem a um ambiente virtual partilhado para simulações cirúrgicas em equipa. Ao utilizar o XR para formação colaborativa, as equipas cirúrgicas podem simplificar os fluxos de trabalho. É uma forma poderosa de reforçar a cooperação entre os membros da equipa e melhorar os resultados dos pacientes.

Aplicações da RX cirúrgica: casos notáveis

A formação cirúrgica XR demonstrou o seu potencial transformador em algumas das áreas médicas mais complexas. Aqui estão os casos notáveis que demonstram o seu impacto:

Cirurgia cardíaca

O Journal of Surgical Case Reports publicou um caso notável onde a XR permitiu aos cirurgiões visualizar a anatomia específica do doente com um detalhe sem precedentes. Um paciente do sexo masculino, de 73 anos de idade, foi diagnosticado com doença arterial coronariana de três vasos através de ATC e angiografia coronariana. Esta doença necessitava de cirurgia de revascularização do miocárdio (CABG).

Para melhorar o planeamento pré-operatório, a equipa cirúrgica utilizou uma ferramenta de realidade alargada com um algoritmo personalizado baseado em IA para gerar um modelo 3D específico do doente das artérias coronárias a partir dos dados da angio-TC. Este modelo forneceu uma representação anatómica e patológica precisa do sistema coronário do doente.

A integração deste modelo 3D na plataforma XR permitiu que a equipa cirúrgica interagisse com uma visão 3D completa da anatomia coronária do doente durante o planeamento pré-operatório e a orientação intra-operatória. A ferramenta XR aumentou a orientação espacial, facilitou a localização precisa de estenoses e melhorou a proficiência operatória do cirurgião.

Neurocirurgia

Outro caso inovador publicado no Journal of Neurosurgery mostrou como XR melhorou o tratamento de um doente de 59 anos com uma hemorragia intracerebral (HIC) de 3 cm no tálamo.

Dada a localização profunda da hemorragia, a equipa cirúrgica utilizou uma plataforma de realidade alargada para melhorar o planeamento pré-operatório e a navegação intra-operatória. Utilizando a RV, criaram um modelo 3D detalhado do cérebro do doente, o que lhes permitiu traçar a trajetória cirúrgica ideal e evitar cuidadosamente as estruturas críticas.

Durante a cirurgia, a RA proporcionou uma visualização em tempo real para garantir uma navegação precisa até ao local da hemorragia. Esta tecnologia permitiu uma abordagem endoscópica minimamente invasiva e a evacuação bem sucedida da hemorragia sem causar lesões cerebrais adicionais. O paciente tolerou bem o procedimento e demonstrou uma recuperação significativa em 11 meses.

Caso de utilização: Simulador artroscópico do pulso em RV para cirurgiões

Formação médica XR: desafios

Embora o XR esteja a transformar a formação médica com as suas caraterísticas inovadoras, também apresenta alguns desafios:

Restrições orçamentais

Um dos principais obstáculos à adoção da formação médica em XR é o elevado custo do hardware e do software. Os auscultadores XR avançados, as luvas hápticas e as plataformas especializadas exigem um investimento significativo. Isto faz com que as ferramentas XR estejam fora do alcance das escolas de medicina e hospitais mais pequenos. Por exemplo, um sistema de feedback háptico de alta fidelidade pode custar dezenas de milhares de dólares, sem incluir o custo dos fones de ouvido XR e licenças de software.

Além disso, a integração da XR em programas de formação ou sistemas hospitalares existentes nem sempre é perfeita — requer recursos adicionais para actualizações de infra-estruturas, tais como computadores potentes, espaços dedicados e apoio técnico.

Para enfrentar este desafio, as instituições podem começar com programas-piloto mais pequenos para incorporar gradualmente mais ferramentas XR. Assim, podem minimizar os custos iniciais e ultrapassar os desafios de integração técnica ao longo do tempo.

Aceitação do utilizador

Mesmo a melhor tecnologia não terá impacto se as pessoas tiverem relutância em utilizá-la. Muitos cirurgiões e profissionais de saúde podem hesitar em investir tempo na aprendizagem da utilização de ferramentas XR, quer devido a agendas ocupadas, quer devido ao ceticismo quanto aos seus benefícios.

Alguns podem considerar a XR como um acréscimo desnecessário ao seu já exigente volume de trabalho, enquanto outros podem preferir os métodos de formação tradicionais com que estão familiarizados. Para ultrapassar esta resistência, é necessário demonstrar o valor tangível da XR e tornar o processo de aprendizagem tão acessível quanto possível.

Desenvolvimento e normalização de conteúdos

A criação de conteúdos de formação XR de alta qualidade também é uma tarefa complexa. O desenvolvimento de simulações realistas, modelos anatómicos precisos e cenários interactivos envolventes requer conhecimentos especializados. A falta de currículos padronizados e de métodos de avaliação para a formação baseada em XR também representa um desafio.

Para resolver este problema, a colaboração de todo o sector em protocolos de formação normalizados é essencial para garantir a consistência e facilitar as comparações entre plataformas e instituições.

Limitações técnicas

A tecnologia XR atual ainda enfrenta limitações que podem afetar a experiência de formação. Estas incluem limitações na fidelidade gráfica, na capacidade de processamento, no campo de visão dos auscultadores e na precisão e fiabilidade dos sistemas de feedback háptico. Por exemplo, embora as luvas hápticas possam proporcionar alguma sensação de tato, podem não reproduzir totalmente as complexas sensações tácteis experimentadas durante uma cirurgia real.

No entanto, os avanços contínuos em RV, RA e tecnologia háptica estão a melhorar o realismo e a fiabilidade dos sistemas XR. À medida que estas tecnologias continuam a evoluir, podemos esperar simulações mais imersivas e precisas num futuro próximo.

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Concluir

A XR está a transformar a formação cirúrgica, ultrapassando os limites dos métodos tradicionais e tornando a aprendizagem mais prática. Permite que os cirurgiões pratiquem numa variedade de casos em ambientes sem riscos. Esta tecnologia está a preparar o caminho para uma formação médica mais segura e inovadora. À medida que a XR continua a evoluir, desempenhará um papel ainda mais proeminente na educação médica, ajudando os cirurgiões a adquirir as competências de que necessitam para prestar excelentes cuidados aos doentes.

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