内镜砖块：内镜成像构建三维解剖模型
计算机视觉与模式识别
2024-02-20 v1
摘要
目的：术前成像在鼻窦手术中起着关键作用，CT提供患者特异性的解剖结构信息，使内镜成像获得实时内手术导航。然而，手术过程中的解剖结构变化在术前模型中未体现，会导致术中导航基于不准确的模型。方法：本文提出一种首次基于视觉的方法，利用内手术内镜视频更新术前3D解剖模型，已知相对相机姿态。我们依赖比较内手术单目深度估计与术前深度渲染，以识别被修改的区域。通过在截断符号距离函数表示中对这些区域进行体积融合，生成反映组织操作的术中3D模型。结果：我们对方法进行了量化评估，通过连续更新模型来模拟五步手术过程中的变化。计算更新后模型与术中CT中对应点的误差。结果表明，采用所述更新方法后，模型误差随手术进程而减小，而若不进行更新则误差会增大。结论：我们的发现表明，术前3D解剖模型可通过术中内镜视频更新，用于鼻窦手术导航。未来工作将改进单目深度估计技术，以及减少对外部导航系统的依赖。持续更新患者模型的能力，可能为鼻窦手术提供更精确的解剖状态理解，并为构建数字孪生范式铺平道路。
引用
@article{arxiv.2402.11840,
title = {An Endoscopic Chisel: Intraoperative Imaging Carves 3D Anatomical Models},
author = {Jan Emily Mangulabnan and Roger D. Soberanis-Mukul and Timo Teufel and Manish Sahu and Jose L. Porras and S. Swaroop Vedula and Masaru Ishii and Gregory Hager and Russell H. Taylor and Mathias Unberath},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.11840},
year = {2024}
}