論文の概要: SLAM assisted 3D tracking system for laparoscopic surgery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.11688v1
• Date: Wed, 18 Sep 2024 04:00:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-09-19 19:10:09.492843
• Title: SLAM assisted 3D tracking system for laparoscopic surgery
• Title（参考訳）: 腹腔鏡下手術におけるSLAM支援3Dトラッキングシステム
• Authors: Jingwei Song, Ray Zhang, Wenwei Zhang, Hao Zhou, Maani Ghaffari,
• Abstract要約: 本研究は,登録後タスクのためのリアルタイムモノクル3D追跡アルゴリズムを提案する。 in-vivoおよびex-vivoテストによる実験では、提案された3Dトラッキングシステムが堅牢な3Dトラッキングを提供することが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.36252790404779
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A major limitation of minimally invasive surgery is the difficulty in accurately locating the internal anatomical structures of the target organ due to the lack of tactile feedback and transparency. Augmented reality (AR) offers a promising solution to overcome this challenge. Numerous studies have shown that combining learning-based and geometric methods can achieve accurate preoperative and intraoperative data registration. This work proposes a real-time monocular 3D tracking algorithm for post-registration tasks. The ORB-SLAM2 framework is adopted and modified for prior-based 3D tracking. The primitive 3D shape is used for fast initialization of the monocular SLAM. A pseudo-segmentation strategy is employed to separate the target organ from the background for tracking purposes, and the geometric prior of the 3D shape is incorporated as an additional constraint in the pose graph. Experiments from in-vivo and ex-vivo tests demonstrate that the proposed 3D tracking system provides robust 3D tracking and effectively handles typical challenges such as fast motion, out-of-field-of-view scenarios, partial visibility, and "organ-background" relative motion.
• Abstract（参考訳）: 最小侵襲手術の大きな制限は、触覚フィードバックと透明性の欠如により、標的臓器の内部解剖学的構造を正確に見つけるのが困難である。 拡張現実(AR)はこの課題を克服する有望なソリューションを提供する。 学習に基づく手法と幾何学的手法を組み合わせることで,術前および術中データの正確な登録が可能になることが,多くの研究で示されている。 本研究は,登録後タスクのためのリアルタイムモノクル3D追跡アルゴリズムを提案する。 ORB-SLAM2フレームワークは、事前ベースの3Dトラッキングに採用され、修正されている。 原始的な3D形状は単分子SLAMの高速初期化に用いられる。 追跡目的のために対象臓器を背景から分離するために擬分法戦略を用い、ポーズグラフに付加的な制約として3次元形状の幾何学的先行を組み込む。 in-vivo と ex-vivo の実験により、提案された3Dトラッキングシステムは堅牢な3Dトラッキングを提供し、高速な動き、視野外シナリオ、部分的な可視性、相対的な動きといった典型的な課題を効果的に処理することを示した。

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