以增强现实和点云注册为指导的放射治疗定位系统的可行性评估
Shaozhuang Zhai1,2, Ziwen Wei2, Xiaolong Wu2
1School of Basic Medical Sciences, Anhui Medical University, Hefei, P.R. China.
Journal of applied clinical medical physics
|January 17, 2024
概括
这项研究开发了一个使用增强现实 (AR) 和点云注册 (PCR) 的放射治疗定位系统. 该系统提供无标记物,无辐射和高精度的患者定位,可用于临床使用.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 放射治疗技术 放射治疗技术
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 准确的患者定位对于有效的放射治疗至关重要.
- 目前的方法可能涉及标记物或辐射,造成局限性.
- 开发先进的,非侵入性的定位系统是一个持续的需求.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的放射治疗定位系统的可行性.
- 该系统集成了点云注册 (PCR) 和增强现实 (AR).
- 目标是无标记物,无辐射,高精度的患者对齐.
主要方法:
- 研究了最佳点云注册 (PCR) 步骤,包括ICP算法和下方采样技术.
- 使用Unity 3D和Vuforia实现增强现实 (AR) 进行初始校正.
- 结合AR与PCR进行精确注册,通过幻影和真实人体测试 (屏住呼吸和自由呼吸) 进行评估.
主要成果:
- 虚拟定位测试在0.111秒内实现了注册,误差最小 (0.015 ± 0.029毫米).
- 幻影测试显示了亚毫米精度 (平均D误差为0.6 ± 0.2毫米).
- 真实的人体测试表明,在临床边缘内,呼吸持有 (平均D误差0.96 ± 0.22毫米) 和自由呼吸定位 (平均D误差1.93 ± 0.36毫米) 的准确度为亚毫米.
结论:
- 开发的AR和PCR导向系统提供了无标记和无辐射的放射治疗定位.
- 实现了高精度,误差始终在临床上可接受的范围内.
- 该系统被证明可用于现实世界的临床应用.
