Immersive virtual reality simulation for lung ultrasound training

Medical ultrasound is one of the most prominent achievements obtained in modern medicine: it features a simple, safe, non-invasive manner to perform diagnosis. The crucial aspect of this technique is the level of expertise required: training is of utmost importance, as the diagnosis made depends both on the theoretical knowledge and the hands-on training of the radiologist. Training on live patients is not always possible, and it is impractical to have random exposure to different pathologies, while the high cost of medical equipment for training is also a notable hurdle. This thesis proposes an alternative approach for hands-on training in the ultrasound field: an immersive Virtual Reality training environment, with the possibility of online collaboration among professors and students alike. The aim of this work is to provide a practical, efficient, low-cost complementary tool to assist medical students, with a focus on the maximization of fidelity in the simulated lung ultrasound images through the reproduction of standard artifacts such as A-Lines and B-Lines. The effectiveness of this work was evaluated through a collaboration with medical students from Università di Pavia, providing promising results and confirming the potential the software possesses as a complementary tool for lung ultrasound training.

L'ecografia è uno dei risultati più notevoli ottenuti nella medicina moderna: consiste in una tecnica semplice, sicura e non invasiva per effettuare diagnosi. L'aspetto importante di questa tecnica è il livello di esperienza richiesto: l'esercizio pratico è estremamente importante, dato che la diagnosi effettuata dipende sia dalle conoscenze teoriche sia dalle conoscenze pratiche del radiologo. Esercitarsi su pazienti volontari non sempre è possibile, ed è poco pratico poter avere accesso a pazienti con patologie diverse, mentre l'alto costo del materiale medico per l'esercizio è spesso un notevole ostacolo. Questa tesi propone un approccio alternativo per esercizi pratici nell'ambito delle ecografie: un ambiente di esercizio in Realtà Virtuale, con la possibilità di collaborare online fra studenti e professori. Lo scopo di questo lavoro è di offrire uno strumento complementare pratico, efficente, e a basso costo per assistere studenti di medicina, con particolare attenzione posta sulla massimizzazione del realismo nelle immagini ecografiche riprodotte attraverso la simulazione di artefatti tipici come le linee A e le linee B. L'efficacia di questo lavoro è stata valutata attraverso una collaborazione con studenti dell'Università di Pavia, procurando ottimi risultati e confermando il potenziale di questo software come uno strumento complementare per pratica in ecografie polmonari.