論文の概要: Advanced XR-Based 6-DOF Catheter Tracking System for Immersive Cardiac Intervention Training

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02611v1
• Date: Mon, 04 Nov 2024 21:05:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-06 14:58:21.982892
• Title: Advanced XR-Based 6-DOF Catheter Tracking System for Immersive Cardiac Intervention Training
• Title（参考訳）: 没入型心臓インターベンショントレーニングのためのXRベースの6-DOFカテーテル追跡システム
• Authors: Mohsen Annabestani, Sandhya Sriram, S. Chiu Wong, Alexandros Sigaras, Bobak Mosadegh,
• Abstract要約: 本稿では, 心内心エコー法(ICE)カテーテルのリアルタイム3次元追跡と可視化のための新しいシステムを提案する。 カスタム3Dプリントされたセットアップは、カテーテルのバイプレーンビデオをキャプチャし、特殊なコンピュータビジョンアルゴリズムは、その3D軌跡を再構築する。 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る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
• License:
• Abstract: 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.
• Abstract（参考訳）: 拡張現実感(XR)技術は、特に複雑な心臓の介入において、医療訓練や手続き指導の効果的なツールとして注目を集めている。 本稿では, 心内心エコー法(ICE)カテーテルのリアルタイム3次元計測と可視化のための新しいシステムについて述べる。 直交カメラを備えたカスタム3Dプリントセットアップは、カテーテルのバイプレーン映像をキャプチャし、特殊なコンピュータビジョンアルゴリズムはその3D軌跡を再構築し、先端をサブミリの精度で位置決めし、リアルタイムでロール角を追跡する。 システムのデータはインタラクティブなUnityベースの環境に統合され、Meta Quest 3 XRヘッドセットを介してレンダリングされ、動的に追跡されたカテーテルと患者固有の3D心臓モデルを組み合わせる。 この没入型環境は、XRにおける可視化の形式として2次元投影と比較して、3次元深度知覚の重要性をテストすることができる。 XRシステムによる2次元視認よりも3次元視認性は必ずしも有益ではなく, 術前のトレーニング, 計画, 術中指導に有用であると考えられた。 提案システムは、可視化、対話性、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手順を変換する際の大きな可能性を定性的に示している。

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