近红外信标:跟踪解剖与生物相容的光点用于混合现实外科导航

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 手术技术 手术技术
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 混合现实 (MR) 正在为精密手术出现,但对MR设备对患者解剖学的可靠跟踪至关重要.
• 目前的方法使用侵入性信托或假定患者不移动,限制手术导航.
• 强大的跟踪对于有效的图像引导手术和混合现实应用是必不可少的.

研究的目的:

• 开发和评估一种用于混合现实外科导航的新型解剖学跟踪方法.
• 为了使得可靠的追踪病人解剖学没有重或侵入性标记.
• 为在动态环境中提供方便和准确的外科指导解决方案.

主要方法:

• 使用生物相容的近红外光点 (NIRF) 在手术期间放置在患者的解剖学上.
• 采用PNP类型的算法,可靠地跟踪NIRF点的姿势.
• 模拟图像引导导航使用基于平板电脑的MR系统与3D打印模型.

主要成果:

• 在静态条件下,实现了1.13毫米转移和0.69度旋转的平均精度.
• 在动态条件下,证明了1.39毫米转换和1.10度旋转的准确性.
• 验证了NIRF点的潜力,用于跟踪患者运动后图像注册.

结论:

• 在MRI手术导航中,NIRF点显示出可靠的患者运动跟踪的前景.
• 这种生物相容的方法为侵入性信托标记提供了一个方便的替代方案.
• 需要进一步的研究,并有可能适应头戴式显示器.