高准确度3D重建用于内镜鼻手术中准确的解剖测量
Nicole Gunderson1, Pengcheng Chen1, Jeremy S Ruthberg2
1Department of Mechanical Engineering, University of Washington.
概括
这项研究引入了一种增强的神经辐射场 (NeRF) 系统,用于在内镜外科手术 (ESS) 中精确的3D手术场景重建. 该方法实现了亚毫米精度,改善了手术内导航和患者安全.
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
- 计算解剖学的计算解剖学
背景情况:
- 准确的外科手术场景呈现对于内镜外科手术 (ESS) 中的精确导航至关重要.
- 手术前的CT扫描在手术期间因组织操纵而过时,限制了它们的实用性.
- 现有的内镜3D重建方法缺乏ESS所需的亚毫米精度.
研究的目的:
- 为ESS开发一个高精度的手术内3D手术场景建模系统.
- 为了生成3D鼻重建,提供实时解剖信息,与手术前CT分离.
- 通过克服过时的手术前成像技术的局限性,提高外科导航和安全性.
主要方法:
- 为单眼内镜视频开发了一个扩展的神经辐射场 (NeRF) 管道.
- 结合了模拟立体视图和代改进重建深度的方法.
- 为了稳定性,实施了点云消除,异常点移除和失效补丁.
主要成果:
- 该系统在没有外部跟踪的情况下生成了手术场景的高分辨率和准确的3D重建.
- 获得了准确的深度地图,全球缩放和几何信息.
- 对尸体标本的评估显示,平均重建错误为0.25mm的ethmoid长度和0.52mm的高度.
结论:
- 拟议的基于NeRF的工作流能够为内镜鼻手术提供准确的手术内3D建模.
- 这项技术为手术规划和导航提供了过时的手术前成像技术的强大替代方案.
- 取得的亚毫米准确度支持在复杂的鼻解剖学中进行更安全,更精确的干预.
