STTAR：基于商用增强现实头戴式显示器的手术器械追踪
机器人学
2022-08-19 v1
摘要
增强现实（AR）用于导航在辅助医生实施手术过程中已显示出益处。这些应用通常需要知道手术器械和患者的位姿，以提供外科医生在任务执行中可使用的视觉信息。现有医疗级追踪系统使用放置在手术室（OR）内的红外相机识别附着于感兴趣物体的逆反射标记并计算其位姿。一些市售 AR 头戴式显示器（HMD）使用类似相机进行自定位、手部追踪和物体深度估计。本工作提出一个框架，利用 AR HMD 的内置相机实现逆反射标记（如手术中使用的）的精确追踪，而无需集成任何额外组件。该框架还能同时追踪多个器械。我们的结果表明，标记追踪与检测在横向平移上可达 0.09 ± 0.06 mm 精度，纵向平移上 0.42 ± 0.32 mm，绕垂直轴旋转上 0.80 ± 0.39 度。此外，为展示所提框架的相关性，我们在手术场景背景下评估了系统性能。该用例旨在复现骨科手术中克氏针置入的场景。评估中，两名外科医生与一名生物医学研究者获得视觉导航，各执行 21 次注射。该用例结果提供了与文献中报道的基于 AR 的导航手术相当的精度。
引用
@article{arxiv.2208.08880,
title = {STTAR: Surgical Tool Tracking using off-the-shelf Augmented Reality Head-Mounted Displays},
author = {Alejandro Martin-Gomez and Haowei Li and Tianyu Song and Sheng Yang and Guangzhi Wang and Hui Ding and Nassir Navab and Zhe Zhao and Mehran Armand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08880},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 12 figures, 1 table