在内镜内外科手术中进行无追踪器增强现实的初步试验

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
• 耳鼻喉科 耳鼻喉科 耳鼻喉科

背景情况:

• 内镜内鼻外科手术需要精确的可视化复杂的鼻腔解剖学.
• 目前的方法可能依赖于外部追踪设备,限制灵活性.
• 增强现实 (AR) 通过显示关键结构来增强外科导航的潜力.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的,无跟踪器增强现实 (AR) 方法用于内镜内鼻外科手术.
• 为了使隐藏的解剖结构可以在没有外部跟踪系统的情况下可视化.
• 通过将手术前数据叠加到手术内视图上来改善手术干预.

主要方法:

• 一个两阶段的代最接近点 (ICP) 算法被用于注册手术前的3D模型到手术后的3D模型.
• 估计一个缩放-刚性转换将模型对齐.
• 隐藏的解剖结构被转移并叠加到内镜图像上,以创建AR视图.

主要成果:

• 该AR方法在12个临床病例中得到了验证,包括定性和定量评估.
• 耳鼻喉科外科医生的定性评估证实了隐藏结构的准确可视化.
• 使用基于转光的方法进行的定量分析显示了目标注册错误,在大多数情况下,在预期位置增加了结构.

结论:

• 开发的AR方法提供了内镜图像的精确增强,特别是当手术内鼻腔变形最小时.
• 这种无追踪器的方法代表了AR在内鼻外科手术中的应用的重大进步.
• 这些发现表明,在微创鼻腔手术中,增强导航和安全性具有前景.