使用结构光摄像头对无特征解剖的无接触表面进行注册:在下重建中应用于骨导航

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 手术技术 手术技术
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 用骨自由片进行下 reconstruction 是一个复杂的过程.
• 计算机辅助手术 (CAS) 有助于骨切除术,但需要精确的注册.
• 目前的注册方法经常使用定标记,破坏工作流程和患者的舒适性.

研究的目的:

• 提出和评估一种新的无接触,基于表面的注册方法,用于像骨这样的无特征解剖学.
• 在下重建中实现计算机辅助手术 (CAS) 的快速,精确和可重复的注册.
• 为了克服CAS中固定标记器的局限性.

主要方法:

• 术前CT扫描和骨切除术的虚拟规划.
• 使用结构光摄像头进行骨骨的手术内数字化.
• 通过3点激光定位进行粗略注册,然后使用代最接近点 (ICP) 算法进行细度注册.
• 通过对3D打印的长腿骨进行准确性评估的验证,并与基于笔的方法进行比较,包括体内测试.

主要成果:

• 无接触方法的执行时间相当于基于笔的注册.
• 实现了卓越的准确性,平均翻译注册误差 (TRE) 为0.9毫米,而基于笔的方法为1.3毫米.
• 确保精确的骨切除术,并在初步的体内研究中证明了可行性.

结论:

• 拟议的使用结构光摄像头的非接触式基于表面的注册显示了下巴重建中CAS的显著前景.
• 该方法提供了更高的准确性和速度,潜在地提高了手术结果.
• 它为传统的注册技术提供了可行的替代方案,改善了临床工作流程.