要約
拡張現実 (XR) テクノロジーは、特に複雑な心臓インターベンションにおける医療トレーニングと手順の指導のための効果的なツールとして注目を集めています。
この論文では、ロール角を正確に測定する、心臓内心エコー検査 (ICE) カテーテルのリアルタイム 3D 追跡および視覚化のための新しいシステムを紹介します。
直交カメラを備えたカスタム 3D プリントのセットアップは、カテーテルのバイプレーン ビデオをキャプチャし、同時に特殊なコンピューター ビジョン アルゴリズムが 3D 軌道を再構築し、サブミリメートルの精度で先端の位置を特定し、ロール角をリアルタイムで追跡します。
システムのデータは、Meta Quest 3 XR ヘッドセットを通じてレンダリングされるインタラクティブな Unity ベースの環境に統合され、動的に追跡されるカテーテルと患者固有の 3D 心臓モデルを組み合わせています。
この没入型環境により、XR の視覚化形式として、2D 投影と比較した 3D 奥行き知覚の重要性をテストできます。
ICE カテーテルを使用して 6 人の参加者とともに実施された私たちの実験研究は、3D 視覚化が XR システムによって提供される 2D ビューよりも必ずしも有益ではないことを示唆しています。
ただし、すべての心臓専門医は術前のトレーニング、計画、術中の指導にその有用性を認識していました。
提案されたシステムは、視覚化、対話性、およびスキル開発を改善することにより、カテーテルベースの介入、特に ICE 処置を変革する上で大きな期待を定性的に示しています。
要約(オリジナル)
Extended Reality (XR) technologies are gaining traction as effective tools for medical training and procedural guidance, particularly in complex cardiac interventions. This paper presents a novel system for real-time 3D tracking and visualization of intracardiac echocardiography (ICE) catheters, with precise measurement of the roll angle. A custom 3D-printed setup, featuring orthogonal cameras, captures biplane video of the catheter, while a specialized computer vision algorithm reconstructs its 3D trajectory, localizing the tip with sub-millimeter accuracy and tracking the roll angle in real-time. The system’s data is integrated into an interactive Unity-based environment, rendered through the Meta Quest 3 XR headset, combining a dynamically tracked catheter with a patient-specific 3D heart model. This immersive environment allows the testing of the importance of 3D depth perception, in comparison to 2D projections, as a form of visualization in XR. Our experimental study, conducted using the ICE catheter with six participants, suggests that 3D visualization is not necessarily beneficial over 2D views offered by the XR system; although all cardiologists saw its utility for pre-operative training, planning, and intra-operative guidance. The proposed system qualitatively shows great promise in transforming catheter-based interventions, particularly ICE procedures, by improving visualization, interactivity, and skill development.
arxiv情報
| 著者 | Mohsen Annabestani,Sandhya Sriram,S. Chiu Wong,Alexandros Sigaras,Bobak Mosadegh |
| 発行日 | 2024-11-04 21:05:40+00:00 |
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