論文の概要: WarpEM: Dynamic Time Warping for Accurate Catheter Registration in EM-guided Procedures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03652v1
• Date: Mon, 7 Aug 2023 15:07:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-08 13:16:32.584863
• Title: WarpEM: Dynamic Time Warping for Accurate Catheter Registration in EM-guided Procedures
• Title（参考訳）: warpem:emガイド法におけるカテーテル登録精度向上のためのダイナミックタイムワーピング
• Authors: Ardit Ramadani, Peter Ewert, Heribert Schunkert, Nassir Navab
• Abstract要約: 本稿ではEM誘導MIEPのための新しい自動カテーテル登録法を提案する。 この方法は、動的時間ワープ(DTW)アルゴリズムなどの3次元信号時間解析を用いて、登録精度と信頼性を向上させる。 その結果、DTW法は、平均誤差が2.22$mmの正確で信頼性の高い登録結果が得られることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.72633281833923
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Accurate catheter tracking is crucial during minimally invasive endovascular procedures (MIEP), and electromagnetic (EM) tracking is a widely used technology that serves this purpose. However, registration between preoperative images and the EM tracking system is often challenging. Existing registration methods typically require manual interactions, which can be time-consuming, increase the risk of errors and change the procedural workflow. Although several registration methods are available for catheter tracking, such as marker-based and path-based approaches, their limitations can impact the accuracy of the resulting tracking solution, consequently, the outcome of the medical procedure. This paper introduces a novel automated catheter registration method for EM-guided MIEP. The method utilizes 3D signal temporal analysis, such as Dynamic Time Warping (DTW) algorithms, to improve registration accuracy and reliability compared to existing methods. DTW can accurately warp and match EM-tracked paths to the vessel's centerline, making it particularly suitable for registration. The introduced registration method is evaluated for accuracy in a vascular phantom using a marker-based registration as the ground truth. The results indicate that the DTW method yields accurate and reliable registration outcomes, with a mean error of $2.22$mm. The introduced registration method presents several advantages over state-of-the-art methods, such as high registration accuracy, no initialization required, and increased automation.
• Abstract（参考訳）: 微小侵襲的血管内手術(MIEP)では正確なカテーテル追跡が重要であり,電磁法(EM)追跡はこの目的のために広く用いられている技術である。 しかし,術前画像とEM追跡システムとの登録は困難であることが多い。 既存の登録方法は一般的に手動の対話を必要とするが、これは時間がかかり、エラーのリスクを増大させ、手続き的なワークフローを変更する。 マーカーベースやパスベースアプローチなどのカテーテル追跡にはいくつかの登録方法があるが、それらの制限は追跡ソリューションの精度に影響を与え、その結果、医療処置の結果に影響を及ぼす可能性がある。 本稿ではEM誘導MIEPのための新しい自動カテーテル登録方式を提案する。 動的時間ワープ(DTW)アルゴリズムなどの3次元信号時間解析を用いて,既存の手法と比較して,登録精度と信頼性を向上させる。 DTWは船の中心へのEM追跡経路を正確にワープし、一致させることができるため、特に登録に適している。 本発明の登録方法は, マーカーベース登録を基礎事実として, 血管ファントムの精度を評価する。 その結果、DTW法は、平均誤差が2.22$mmの正確で信頼性の高い登録結果が得られることが示された。 導入登録方式は,高度な登録精度,初期化不要,自動化の向上など,最先端手法よりもいくつかの利点がある。

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