用于机器人辅助内血介入的实时 3D 导丝重建
机器人学
2025-06-30 v1
摘要
准确的三维（3D）导丝形状重建是机器人辅助内血介入中精准导航的关键。传统的二维数字减影血管造影（DSA）因缺乏深度信息，导致空间歧义，阻碍可靠的导丝形状感知。本文引入一种新型多模态框架，用于实时 3D 导丝重建，将术前 3D 计算机断层造影（CTA）与手术中 2D DSA 图像相结合。该方法利用鲁棒的特征提取处理 2D DSA 数据中的噪声和失真，随后采用可变形图像配准将 2D 投影与 3D CTA 模型对齐。随后，采用反投影算法重建 3D 导丝形状，提供实时、准确的空间信息。该框架显著增强了机器人辅助内血手术的空间感知，有效弥合了术前规划与手术中执行之间的差距。该系统在实时处理速度、重建精度和计算效率方面均取得显著提升。该方法实现的投影误差为 1.76±0.08 像素，长度偏差为 2.93±0.15%，帧率为 39.3±1.5 帧/秒（FPS）。这些突破有望优化机器人性能，提高复杂内血介入的精度，从而改善临床结果。
引用
@article{arxiv.2506.21631,
title = {Real-Time 3D Guidewire Reconstruction from Intraoperative DSA Images for Robot-Assisted Endovascular Interventions},
author = {Tianliang Yao and Bingrui Li and Bo Lu and Zhiqiang Pei and Yixuan Yuan and Peng Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.21631},
year = {2025}
}
备注
This paper has been accepted by IEEE/RSJ IROS 2025