闭合标定环：面向骨科手术增强现实的由内向外跟踪范式
计算机视觉与模式识别
2018-03-26 v1
摘要
在经皮骨科手术中，外科医生试图复位并固定骨结构中的骨折。当外科医生仅在二维介入式 X 射线成像引导下，经皮导航手术工具执行这一极具挑战性的任务时，这些手术的复杂性便显现出来。此外，术中获取的数据仅在外部显示器上间接可视化。在本工作中，我们提出了一种使用光学穿透式头戴显示器的灵活增强现实（AR）范式。本工作的关键技术贡献包括无标记动态跟踪概念，该概念闭合了患者、C 型臂与外科医生之间的标定环。该标定通过对手术室环境进行同步定位与建图来实现。反过来，所提出的解决方案直接在手术部位提供术前与术中三维医疗数据的原位可视化。我们展示了原型系统的临床前评估，并报告了标定与目标配准误差。最后，我们证明了所提出的由内向外跟踪系统在实现 C 型臂引导穿刺的“靶心”视图中的有效性。该 AR 解决方案提供了直观的解剖结构可视化，能够简化骨科医生的手眼协调。
引用
@article{arxiv.1803.08610,
title = {Closing the Calibration Loop: An Inside-out-tracking Paradigm for Augmented Reality in Orthopedic Surgery},
author = {Jonas Hajek and Mathias Unberath and Javad Fotouhi and Bastian Bier and Sing Chun Lee and Greg Osgood and Andreas Maier and Mehran Armand and Nassir Navab},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.08610},
year = {2018}
}
备注
JH, MU, and JF have contributed equally