增强现实应用使用无标记器自动注册用于面部塑形和整形手术的应用
Young Chul Kim1, Chan-Ung Park2, Seok Joon Lee1
1Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Ulsan University College of Medicine, Asan Medical Center, Seoul, South Korea.
概括
一个新的无标记增强现实 (AR) 系统准确地可视化了面部解剖结构进行手术. 该系统使用机器学习,实现1-2毫米的注册错误,帮助重建程序.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 计算机辅助手术 计算机辅助手术
- 增强现实是一种增强现实.
背景情况:
- 面部整形和整形手术需要精确的解剖结构可视化.
- 目前的方法可能缺乏实时的手术内指导.
- 无标记增强现实 (AR) 为增强的外科导航提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 介绍一种新的无标记AR系统,用于可视化面部区域.
- 通过基于机器学习的自动注册提供面部塑料和重建手术的手术指南.
- 评估AR系统在可视化计算机断层扫描 (CT) 数据中的准确性.
主要方法:
- 开发了一个无标记AR系统,集成机器学习进行自动注册.
- 利用3D摄像机捕捉点云和CT数据进行3D可视化.
- 采用两阶段的注册过程:初步 (地标检测) 和精确 (代最接近点算法).
- 计算AR登记错误作为不同面部区域 (上,中,下) 的云到云距离.
主要成果:
- 该AR系统实现了平均整体注册误差为1-2毫米.
- 平均注册误差为1.490 ± 0.384毫米 (清醒) 和1.948 ± 0.638毫米 (输入管).
- 与清醒患者 (1.502 ± 0.480 mm) 相比,在口服输管患者 (2.325 ± 0.971 mm) 中观察到下面面部注册错误的显著增加.
结论:
- 无标记AR系统在重建外科手术中对面部可视化具有很高的准确性.
- 该系统提供了可靠的操作内指南,注册错误最小.
- 口腔输管可以引入轻微的不准确性,特别是在下面的面部区域,需要在手术期间仔细考虑.
