手术中增强现实系统的半自动红外标定
机器人学
2024-05-06 v1
摘要
增强现实（AR）有望通过允许外科医生保持对手术场域的关注，而非依赖外部显示器，从而提高计算机辅助骨科手术（CAOS）的沉浸感和效率。AR成功部署于CAOS需要能够准确计算真实对象与全息对象的空间关系。已有多项研究试图通过手动对齐或在手术场景中添加额外的 fiducial 标记来实现此标定。我们提出的标定系统提供了一种直接标定AR头戴式显示器（HMD）与CAOS系统的方法，利用在CAOS中广泛使用的红外反射标记阵列。我们的方法具有快速、用户不可知的设置特点，HoloLens 2通过红外响应和时间飞行深度传感器 onboard的HMD检测标记阵列的姿态。当红外标记阵列同时可见于两个设备时，即可实现与商业CAOS系统的配准。研究测试发现，在短距离计算两个静止标记阵列之间的相对姿态时，相对跟踪平均误差为2.03 mm和1.12°。当将标定结果用于为模拟线缆插拔任务提供原位全息指导时，临床前测试报告的平均误差为2.07 mm和1.54°，与预计划轨迹相比。
关键词
引用
@article{arxiv.2405.01999,
title = {Semi-Automatic Infrared Calibration for Augmented Reality Systems in Surgery},
author = {Hisham Iqbal and Ferdinando Rodriguez y Baena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.01999},
year = {2024}
}
备注
Published in conference proceedings for 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). For associated code visit: https://github.com/HL2-DINO