多摄像头光学跟踪和边缘图案分析用于眼睛表面分析,用于眼睛质子疗法
Riccardo Via1, Katarina Bryjova1, Alessia Pica1
1Center for Proton Therapy, Paul Scherrer Institute, CH-5232 Villigen, Switzerland.
Physics and imaging in radiation oncology
|November 29, 2023
概括
一个新的光学跟踪系统为眼睛质子疗法提供了高精度,亚毫米的3D眼睛拓. 该系统可确保精确的图像指导,用于治疗眼内瘤.
科学领域:
- 眼科医生 眼科 眼科
- 医学物理 医学物理
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 用质子疗法治疗眼内瘤需要精确的眼睛跟踪.
- 目前的方法可能缺乏最佳辐射传递所需的准确性.
研究的目的:
- 设计和验证用于高精度眼睛位置和方向测量的光学跟踪系统.
- 为了在质子辐射过程中实现眼前部分精确的三维 (3D) 地形.
主要方法:
- 开发了一个使用四个光学摄像头和两个投影仪的系统.
- 采用福里埃转换法 (FTM) 与边缘图案分析用于3D地形.
- 集成式立体三角测量和FTM用于相对物理坐标映射.
- 在临床前和在接受质子疗法的患者身上验证了该系统,并将结果与MRI进行了比较.
主要成果:
- 在临床前试验中实现了亚毫米精度 (中位数:0.58毫米) 和精度 (RMSE:0.61毫米).
- 在基于MRI和FTM的重建之间显示了0.43mm (IQR:0.65mm) 的中位差异.
- 证实了系统可靠地获得眼睛表面地形图的能力.
结论:
- 开发的光学跟踪系统满足图像引导眼睛质子疗法的精度和准确性要求.
- 该系统已准备好进行临床测试,以根据当前标准评估其性能.
- 预计这项技术将提高对眼内瘤的质子疗法的安全性和有效性.
