使用腹部表面位移作为代用物来估计肝脏呼吸诱导运动:机器人幻影和临床验证与各种对应模型

科学领域:

• 医疗成像和仪器仪表技术
• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算解剖学的计算解剖学

背景情况:

• 呼吸运动显著影响肝脏治疗和成像的准确性.
• 准确估计肝脏呼吸运动对于有效干预至关重要.
• 目前的运动跟踪方法可能是侵入性的或灵活性有限的.

研究的目的:

• 实施和验证RGB-D摄像系统,用于估计肝脏呼吸诱导的运动.
• 评估使用RGB-D摄像机作为人体运动跟踪的替代品的可行性.
• 为了比较运动估计的不同对应模型的性能.

主要方法:

• 利用RGB-D摄像头生成腹部表面重建以进行运动估计.
• 通过使用机器人虚拟肝脏进行验证实验和涉及人类受试者的临床研究.
• 在不同的基于学习的条件下开发和评估了三种不同的通信模型.

主要成果:

• 机器人幻影实验的运动估计误差低于3毫米,确定系数超过90%.
• 临床研究表明,这三个模型的运动估计误差为4.5毫米,2.5毫米和2.9毫米.
• 所有临床模型都实现了超过80%的确定系数.

结论:

• RGB-D摄像机为准确的肝脏呼吸运动估计提供了一个有希望的,非接触的,非侵入性的解决方案.
• 这项研究证实了这种方法在人类实验中的可行性.
• 研究了对应模型的变化,以潜在地减少分数内和分数间的运动变化.