基于扩展现实的六自由度导管追踪系统用于沉浸式心脏介入治疗培训
图像与视频处理
2024-11-06 v1 人工智能
图形学
人机交互
机器人学
摘要
扩展现实（XR）技术作为医疗培训和手术引导的有效工具正获得广泛关注，尤其在复杂心脏介入治疗领域。本文提出了一种用于心腔内超声（ICE）导管实时三维追踪与可视化的新型系统，可精确测量旋转角度。该系统采用定制的3D打印装置，配备正交摄像头捕捉导管的双平面视频，并通过专用计算机视觉算法重建其三维轨迹，以亚毫米精度定位导管尖端并实时追踪旋转角度。系统数据被集成到基于Unity的交互式环境中，通过Meta Quest 3 XR头戴设备渲染，将动态追踪的导管与患者特异性的三维心脏模型相结合。这种沉浸式环境允许测试三维深度感知相对于二维投影作为XR可视化形式的重要性。我们的实验研究使用ICE导管对六名参与者进行，结果表明三维可视化在XR系统中并不一定优于二维视图；尽管所有心脏病专家都认为其对术前培训、规划和术中引导具有实用价值。该系统在转化基于导管的介入治疗，特别是ICE手术方面展现出巨大潜力，有望通过改善可视化、交互性和技能培养来提升诊疗水平。
引用
@article{arxiv.2411.02611,
title = {Advanced XR-Based 6-DOF Catheter Tracking System for Immersive Cardiac Intervention Training},
author = {Mohsen Annabestani and Sandhya Sriram and S. Chiu Wong and Alexandros Sigaras and Bobak Mosadegh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02611},
year = {2024}
}