增强外科导航:微软HoloLens 2的强大的手眼校准方法
Daniel Allen1,2, Terry Peters3,4,5, Elvis C S Chen3,4,5,6
1School of Biomedical Engineering, Western University, London, Ontario, Canada. dallen28@uwo.ca.
International journal of computer assisted radiology and surgery
|September 11, 2024
概括
这项研究为微软HoloLens 2引入了一种新的手眼校准方法,改善了外科手术中的增强现实. 该过程在没有手动对齐的情况下实现了高精度,使虚拟外科导航更可靠.
科学领域:
- 医学增强现实 医学增强现实
- 手术导航系统 手术导航系统
- 计算机辅助手术 计算机辅助手术
背景情况:
- 光学透视头戴显示器 (HMD) 提供了将虚拟内容整合到手术环境中的潜力.
- 在外科手术中采用HMD的临床应用受到跟踪不准确性和手动对齐要求的限制.
研究的目的:
- 为微软HoloLens 2深度摄像头开发一种简单,强大的手眼校准过程.
- 实现虚拟外科信息与现实世界解剖学的准确整合.
主要方法:
- 作为校准工具,使用带有红外反射球的轨迹手术笔作为校准工具.
- 使用蒙特卡洛模拟和配对信托注册算法.
- 一项用户研究在临床环境中验证了该方法.
主要成果:
- 仅使用6个信托点,就实现了1.65mm的校准精度.
- 用户研究的参与者在平均42秒内达到1.67毫米的平均精度.
- 介绍了优化校准准确度的启发式方法.
结论:
- 这项工作促进了微软HoloLens 2的实时手眼校准,从而消除了手动对齐.
- 开发的框架允许现有的外科导航系统与高精度的AR环境无集成.
