混合LiDAR-RGB 3D表面重建,以避免放射治疗中的碰撞:一个概念验证幻影研究

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 计算机视觉 计算机视觉
• 放射治疗技术 放射治疗技术

背景情况:

• 精确的3D表面建模对于放射治疗至关重要,特别是在数字双胞胎系统中避免碰撞.
• 现有的方法可能缺乏用于先进放射治疗工作流程所需的光现实主义或集成能力.

研究的目的:

• 评估一个概念验证的3D表面重建技术,使用混合LiDAR和RGB传感器系统.
• 为了生成幻影表面的光现实数字双胞胎,以避免放射治疗中的碰撞.
• 为了利用开源,GPU加速的管道进行高效的重建.

主要方法:

• 一个便携式的Intel RealSense传感器获得了同步的深度和色彩图像.
• 使用Open3D库,签名距离函数和同时定位和映射实现了重建管道.
• 用Marching Cubes算法生成了表面网格,并与CT衍生模型进行了验证.

主要成果:

• 在0.3到2.0米的扫描范围内获得了最高的精度.
• 盒子幽灵的尺寸差异在5毫米以内.
• 兰多幻影显示出1.8毫米的注册错误,与CT参考高度重叠.

结论:

• 开发的技术可以使用负担得起的开源工具进行准确,现实的表面建模.
• 这种方法显示了集成到放射治疗数字双胞胎系统的强大潜力.
• 混合传感器系统和管道为先进的放射治疗应用提供了可行的解决方案.