Estimación directa de la postura auto-supervisada para el seguimiento basado en la visión en la broncoscopia guiada | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Imágenes médicas
La robótica
Visión por computadora

Sus antecedentes:

El seguimiento basado en la visión (VBT) tiene como objetivo mejorar el seguimiento electromagnético (EMT) resolviendo la divergencia CT-to-body en la broncoscopia.
Los métodos actuales de VBT que utilizan nubes de puntos de mapa de profundidad enfrentan ambigüedades de registro debido a la geometría similar de las vías respiratorias.
La estimación directa de la postura (DPE) ofrece una solución potencial evitando los mapas de profundidad para la localización del broncoscopio en las tomografías computarizadas.

Objetivo del estudio:

Introducir y validar un nuevo método de auto-supervisión de la estimación de la postura directa (SS-DPE) para la VBT mejorada en la broncoscopia.
Evaluar la precisión de la localización y la identificación anatómica de la etiqueta del SS-DPE en comparación con los métodos convencionales de DPE.
Evaluar el impacto de las funciones de pérdida específicas, como la pérdida de consistencia de la postura, en el rendimiento de la localización.

Principales métodos:

Desarrolló un algoritmo DPE auto-supervisado (SS-DPE) que incorpora una máscara de corrupción de píxeles y funciones de pérdida de consistencia.
Implementó una técnica para refinar las predicciones de postura hacia las líneas centrales de las vías aéreas, mitigando la deriva de la localización.
Se evaluó el rendimiento del SS-DPE utilizando fantasmas pulmonares de origen humano, comparando las tasas de error de localización y identificación de etiquetas anatómicas con el DPE basado en 3cGAN.

Principales resultados:

El SS-DPE logró un error de localización medio estadísticamente significativo (20,9±7,5 mm) en comparación con el 3cGAN (27,7±12,6 mm) (p=0,014).
El SS-DPE mostró una mejora marginal, no significativa, en la identificación de las etiquetas anatómicas de las vías respiratorias (55,1±20,0% frente a 48,7±26,3%, p=0,505).
La función de pérdida de consistencia de la postura fue identificada como crucial para lograr una localización precisa.

Conclusiones:

El método propuesto SS-DPE demuestra una precisión de localización superior para VBT en broncoscopia navegada.
La validación en fantasmas de origen humano realista confirma el potencial de SS-DPE para reducir los errores de localización.
SS-DPE ofrece un avance prometedor para mejorar la seguridad y la eficacia de las intervenciones broncoscópicas guiadas por imágenes.