基于单眼视觉的内镜鼻导航:一种SLAM驱动的方法与CT集成
Roger D Soberanis-Mukul1, Chin Hang Ryan Chan1, Ryan Chou1
1Department of Computer Science Johns Hopkins University Baltimore USA.
Healthcare technology letters
|December 11, 2025
概括
这项研究引入了一种基于单眼视觉的新型手术导航系统,用于鼻手术. 它通过将内镜视频与CT数据集成来提高外科医生的精度,实现准确的实时解剖绘图.
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
- 耳鼻喉科 耳鼻喉科 耳鼻喉科
背景情况:
- 手术导航对于鼻手术的精确性至关重要,特别是在关键结构附近.
- 现有的导航系统通常依赖于外部追踪器,这可能是侵入性的.
- 单眼内镜导航在重建和构成估计方面面临挑战.
研究的目的:
- 提出基于单眼视觉的鼻导航概念证明,仅使用手术前CT数据和内镜视频.
- 开发一种系统,在鼻手术期间增强空间意识和精度.
- 评估基于视觉的导航系统的准确性和可行性.
主要方法:
- 开发了一种基于视觉的导航系统,使用SLAM (同时定位和映射) 进行摄像头姿势估计和3D表面重建.
- 整合了手术前CT数据与内镜视频流.
- 使用半自动注册和使用重建的点云进行交互式尺度解决.
- 将SLAM轨迹映射到CT空间,并在三平面视图中可视化更新.
主要成果:
- 与光学追踪器数据相比,对尸体数据的现场测试产生了3.2毫米的翻译误差和4.9度的旋转误差.
- 在尸体实验中成功进行了现场测试.
- 该系统展示了基于图像的重建和CT可视化之间的闭环.
结论:
- 开发的系统显示出基于单眼视觉的鼻导航的前景.
- 需要进一步的研究来解决临床水平外科导航的挑战.
- 这种方法为传统导航系统提供了一个不那么侵入性的替代方案.
