I simulatori ecografici: sviluppo di un metodo alternativo di rappresentazione dell’orientamento della sonda nel simulatore VausSim e rendering 2D di volumi

La simulazione rappresenta una "alternativa” alla pratica reale per poter sperimentare concretamente quanto appreso dai libri, in particolare gli aspetti inusuali e potenzialmente pericolosi. Nell’apprendimento della pratica clinica, sta diventando rilevante l’uso di simulatori, dispositivi di simulazione medica progettati per imitare parti di pazienti, regioni anatomiche o attività cliniche. Il lavoro, svolto in collaborazione con l’azienda Accurate S.r.l. di Cesena, ha riguardato l’implementazione di alcuni miglioramenti al simulatore ecografico VausSim (Versatile Advanced Ultrasound Simulator), sviluppato dall’azienda stessa. Il dispositivo è dotato, oltre che di sonde ecografiche fittizie, di 20 tag RFID, solitamente posti sotto la pelle di un manichino in corrispondenza delle zone anatomiche da ecografare; ad ogni tag è associato un codice univoco, che letto dalla sonda, permette di simulare visualizzazioni ecografiche in funzione dell’orientamento della sonda. Lo scopo del lavoro si è concentrato su due aspetti. 1)Sviluppo di un metodo per la rappresentazione del corretto orientamento della sonda nello spazio 3D. La convenzione mediante angoli di Eulero di cui faceva uso il VausSim presentava il fenomeno del Gimbal Lock, con conseguente errata rilevazione dell’orientamento. La soluzione di tale problema è stata ottenuta passando ad una rappresentazione basata su conversione in quaternioni. 2)Elaborazione dei dati rilevati dalla sonda in modo da visualizzare correttamente l’immagine ecografica al variare del suo orientamento. L’errata visualizzazione inizialmente presentata dal VausSim è stata corretta modificando l’assegnamento del valore degli angoli di Eulero in fase di calibrazione, e ottenendo il corretto quaternione corrispondente. È inoltre proposta una soluzione alternativa, che consiste, anziché nell’interpolare immagini, nel creare un volume a partire dal set di immagini e successivamente tagliare tale volume in funzione dell’orientamento della sonda.