在手术前的骨CT扫描到基于卷积神经网络的增强现实视频的耳内视镜视频的注册

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 手术导航 手术导航
• 人工智能在医学中的应用

背景情况:

• 患者对图像的注册对于使用手术前图像进行手术导航至关重要.
• 手动注册和信托标记是耗时且容易出现错误的.

研究的目的:

• 开发一个全自动的2D注册系统,用于耳部外科手术中的增强现实.
• 在外科注册中克服人类干预和信任标记的局限性.

主要方法:

• 使用U-Net网络在CT扫描和内镜视频上检测耳膜和脑膜的轮.
• 一个代的最近点算法被用于轮注册.
• 该系统对75%的患者数据和11个尸体样本进行了训练,对剩余的病例进行了验证和测试.

主要成果:

• 自动化系统实现了与耳部手术相容的2D平均重叠误差 (角 mm,圆窗 mm).
• 和圆窗的平均豪斯多夫距离分别为mm和mm.
• 整个注册过程最多需要18秒.

结论:

• 通过使用卷积神经网络,成功开发了用于耳部手术的全自动二维注册方法.
• 该系统消除了对信托标记和人类干预的需求.
• 该方法是快速的,并实现了适用于耳部外科手术应用的精度.