論文の概要: Toward Accurate and Accessible Markerless Neuronavigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.07052v1
• Date: Wed, 04 Feb 2026 16:05:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-10 20:26:24.403055
• Title: Toward Accurate and Accessible Markerless Neuronavigation
• Title（参考訳）: 高精度かつアクセシブルなマーカーレス神経ナビゲーションを目指して
• Authors: Ziye Xie, Oded Schlesinger, Raj Kundu, Jessica Y. Choi, Pablo Iturralde, Dennis A. Turner, Stefan M. Goetz, Guillermo Sapiro, Angel V. Peterchev, J. Matias Di Martino,
• Abstract要約: 我々は、高価なハードウェアと物理マーカーを低コストで可視光および赤外線カメラに置き換えるマーカーレスアプローチを導入し、評価する。 人件費50ドルによる検証では、マーカーレスアルゴリズムでは2.32ドルmmと2.01ドルという平均的な追跡誤差が得られた。 提案したマーカーレス神経ナビゲーション法は、セットアップコストと複雑さを低減し、患者の快適性を向上し、臨床および研究環境における神経ナビゲーションへのアクセスを拡大することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.051884646415625
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Neuronavigation is widely used in biomedical research and interventions to guide the precise placement of instruments around the head to support procedures such as transcranial magnetic stimulation. Traditional systems, however, rely on subject-mounted markers that require manual registration, may shift during procedures, and can cause discomfort. We introduce and evaluate markerless approaches that replace expensive hardware and physical markers with low-cost visible and infrared light cameras incorporating stereo and depth sensing combined with algorithmic modeling of the facial geometry. Validation with $50$ human subjects yielded a median tracking discrepancy of only $2.32$ mm and $2.01°$ for the best markerless algorithms compared to a conventional marker-based system, which indicates sufficient accuracy for transcranial magnetic stimulation and a substantial improvement over prior markerless results. The results suggest that integration of the data from the various camera sensors can improve the overall accuracy further. The proposed markerless neuronavigation methods can reduce setup cost and complexity, improve patient comfort, and expand access to neuronavigation in clinical and research settings.
• Abstract（参考訳）: 神経ナビゲーションは、経頭蓋磁気刺激などの処置を支援するために、頭の周りに楽器を正確に配置するための生体医学的な研究や介入に広く用いられている。 しかし、従来のシステムは、手動の登録を必要とする主観的なマーカーに依存しており、手続き中にシフトし、不快感を引き起こす可能性がある。 ステレオ・ディープ・センシングとアルゴリズムによる顔形状のモデリングを併用した、高価なハードウェアと物理マーカーを低コストで可視・赤外光カメラに置き換えるマーカーレスアプローチを導入・評価する。 50ドルの被験者による検証では、従来のマーカーベースのシステムと比較して、マーカーレスのアルゴリズムでは平均的な2.32$ mmと2.01°$の追跡誤差しか得られず、これは経頭蓋磁気刺激の十分な精度と、それまでのマーカーレスの結果よりも大幅に改善されたことを示している。 その結果,様々なカメラセンサからのデータの統合により,全体的な精度が向上することが示唆された。 提案したマーカーレス神経ナビゲーション法は、セットアップコストと複雑さを低減し、患者の快適性を向上し、臨床および研究環境における神経ナビゲーションへのアクセスを拡大することができる。

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