論文の概要: Virtual Intraoperative CT (viCT): Sequential Anatomic Updates for Modeling Tissue Resection Throughout Endoscopic Sinus Surgery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06956v1
• Date: Sat, 07 Mar 2026 00:23:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-10 15:13:13.494512
• Title: Virtual Intraoperative CT (viCT): Sequential Anatomic Updates for Modeling Tissue Resection Throughout Endoscopic Sinus Surgery
• Title（参考訳）: Virtual intraoperative CT (viCT) : 内視鏡下副鼻腔手術による組織切除の経時的変化
• Authors: Nicole M. Gunderson, Graham J. Harris, Jeremy S. Ruthberg, Pengcheng Chen, Di Mao, Randall A. Bly, Waleed M. Abuzeid, Eric J. Seibel,
• Abstract要約: 内視鏡下副鼻腔手術(ESS)における術前CTの逐次更新法として仮想術中CT(viCT)を提案する。 viCTは、単眼内視鏡画像からの3D再構成を用いて、CT形式での進化する解剖の可視化を可能にする。 結果: ViCT の更新は, 手術段階全体にわたって, 表面の誤差が小さかったため, 根治的解剖と一致した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8060701341619877
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Purpose: Incomplete dissection is a common cause of persistent disease and revision endoscopic sinus surgery (ESS) in chronic rhinosinusitis. Current image-guided surgery systems typically reference static preoperative CT (pCT), and do not model evolving resection boundaries. We present Virtual Intraoperative CT (viCT), a method for sequentially updating pCT throughout ESS using intraoperative 3D reconstructions from monocular endoscopic video to enable visualization of evolving anatomy in CT format. Methods: Monocular endoscopic video is processed using a depth-supervised NeRF framework with virtual stereo synthesis to generate metrically scaled 3D reconstructions at multiple surgical intervals. Reconstructions undergo rigid, landmark-based registration in 3D Slicer guided by anatomical correspondences, and are then voxelized into the pCT grid. viCT volumes were generated using a ray-based occupancy comparison between pCT and reconstruction to delete outdated voxels and remap preserved anatomy and updated boundaries. Performance is evaluated in a cadaveric feasibility study of four specimens across four ESS stages using volumetric overlap (DSC, Jaccard) and surface metrics (HD95, Chamfer, MSD, RMSD), and qualitative comparisons to ground-truth CT. Results: viCT updates show agreement with ground-truth anatomy across surgical stages, with submillimeter mean surface errors. Dice Similarity Coefficient (DSC) = 0.88 +/- 0.05 and Jaccard Index = 0.79 +/- 0.07, and Hausdorff Distance 95% (HD95) = 0.69 +/- 0.28 mm, Chamfer Distance = 0.09 +/- 0.05 mm, Mean Surface Distance (MSD) = 0.11 +/- 0.05 mm, and Root Mean Square Distance (RMSD) = 0.32 +/- 0.10 mm. Conclusion: viCT enables CT-format anatomic updating in an ESS setting without ancillary hardware. Future work will focus on fully automating registration, validation in live cases, and optimizing runtime for real-time deployment.
• Abstract（参考訳）: 目的: 慢性副鼻腔炎において, 不完全解離は持続性疾患の一般的な原因であり, 内視鏡下副鼻腔手術(ESS)を施行する。 現在の画像誘導手術システムは、通常、静的術前CT(pCT)を参照し、進化する切除境界をモデル化しない。 術中CTをモノクローナル内視鏡画像から3次元再構成し,CT形式での解剖学的変化を可視化する手法であるVirtual intraoperative CT(viCT)を提案する。 方法: 仮想ステレオ合成による深度制御型NeRFフレームワークを用いて単眼内視鏡映像を処理し, 複数手術間隔で3次元再構成を行う。 再建は、解剖学的対応によってガイドされた3Dスライダに厳密なランドマークベースで登録され、その後pCTグリッドに酸化される。 ViCTボリュームは,pCTと再構成の線量比較を用いて生成し,古いボクセルを除去し,保存された解剖学的および更新された境界を再マップした。 ボリュームオーバーラップ (DSC, Jaccard) とサーフェスメトリクス (HD95, Chamfer, MSD, RMSD) を用いて, 4つのESSステージにまたがる4つの検体の性能評価を行い, 地中CTとの比較を行った。 結果: ViCT の更新は, 手術段階全体にわたって, 表面の誤差が小さかったため, 根治的解剖と一致した。 Dice similarity Coefficient (DSC) = 0.88 +/- 0.05 and Jaccard Index = 0.79 +/- 0.07, and Hausdorff Distance 95% (HD95) = 0.69 +/- 0.28 mm, Chamfer Distance = 0.09 +/- 0.05 mm, Mean Surface Distance (MSD) = 0.11 +/- 0.05 mm, and Root Mean Square Distance (RMSD) = 0.32 +/- 0.10 mm。 結語: viCT は補助ハードウェアを使わずに ESS 設定で CT-format 解剖学的更新を可能にする。 今後の作業は、登録の完全自動化、ライブケースでのバリデーション、リアルタイムデプロイメントのためのランタイムの最適化に注力する予定である。

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