使用面部地标指导的增强现实来提高神经成像头盔放置的稳定性
Fan-Yu Yen1, Yu-An Lin1, Qianqian Fang1,2
1Northeastern University, Department of Bioengineering, Boston, Massachusetts, United States.
bioRxiv : the preprint server for biology
|September 15, 2025
概括
神经导航器 (NNAR) 使用增强现实和机器学习进行精确的功能近红外光谱 (fNIRS) 和电脑图 (EEG) 探针放置. 这种工具提高了设置的一致性,并减少了神经成像研究的时间.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 对于功能近红外光谱 (fNIRS) 和电脑电图 (EEG) 研究来说,精确的探头位置至关重要.
- 操作人员的经验和个体头部形状可能会影响放置的准确性,特别是在纵向或小组研究中.
研究的目的:
- 开发一个基于增强现实 (AR) 和机器学习的软件NeuroNavigatAR (NNAR).
- NNAR的目标是提供实时估计和显示头骨地标,以一致地放置头盔.
主要方法:
- 使用面部识别工具箱来跟踪视频中的3D面部地标.
- 使用大型头部模型库,使用预先计算的转换,将面部与头骨的地标 (nasion, preauricular points) 连接起来.
- 在实时中将来自地图集的头部地标染到对象的摄像头流中.
主要成果:
- 开源的AR系统在笔记本电脑上实现每秒15.
- 10-20个位置错误的中位数为1.52厘米 (一般地图),1.33厘米 (年龄匹配的地图) 和0.75厘米 (特定面).
- 通过NNAR,在不同会议中显示出一致的预测错误,并且在不同年龄组中没有显著的准确性差异.
结论:
- NNAR是一个易于使用的AR工具,用于监控头盔的位置.
- 预计该系统将显著提高一致性,并减少fNIRS和EEG探头应用的设置时间.
