面向放射治疗中高性价比增强现实辅助患者定位的联合场景与物体跟踪

背景与目标：在放射治疗患者定位的增强现实（AR）领域研究甚少。我们提出一种高效且高性价比的算法，用于跟踪场景与患者，通过向操作员提供视觉反馈来交互式辅助患者定位过程。据我们所知，这是首个可应用于移动交互式 AR 以引导患者定位的框架。方法：我们提出一种点云处理方法，结合基准标记映射算法与广义 ICP 算法，仅使用 CPU 单元即可精确高效地跟踪患者与相机。3D 参考模型与体表标记地图之间的对齐通过一种高效的身体重建算法计算。结果：我们的定量评估显示，所提方法在 9 fps 下达到 4.17 mm/0.82 deg 的平移与旋转误差。此外，定性结果证明了我们的算法在不同人体受试者患者定位中的实用性。结论：由于我们的算法在普通笔记本电脑（无需专用 GPU）上即可实现较高帧率与精度，它是一种极具性价比的基于 AR 的患者定位方法。它也通过引入一个可供未来改进以实现更优移动交互式 AR 患者定位方案的框架，为其他研究者开辟了道路。