論文の概要: Toward surface-based registration of a virtual preoperative cutting guide onto the mandible for reconstruction surgery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06599v1
- Date: Thu, 06 Aug 2026 21:15:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-10 16:21:25.296084
- Title: Toward surface-based registration of a virtual preoperative cutting guide onto the mandible for reconstruction surgery
- Title（参考訳）: 仮想的切削ガイドの下顎骨への表面的登録に向けて
- Abstract要約: 患者固有の切削ガイドはCT(Computerd tomography)ベースのプランを手術室に転送する。
印刷されたガイドは、コストとリードタイムを増し、製造後に適応できず、不妊症が失われた場合、手術を中断する可能性がある。
表面形状から被曝下顎に仮想切削ガイドを登録するマーカーレス拡張現実(AR)の代替品について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.636647142945273
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Mandibular reconstruction restores facial continuity and oral function after segmental resection. Patient-specific cutting guides transfer a computed tomography (CT)-based plan to the operating room with three-dimensional information, but printed guides add cost and lead time, cannot adapt after fabrication, and may interrupt surgery if sterility is lost. We investigate a markerless augmented reality (AR) alternative that registers a virtual cutting guide to the exposed mandible from surface geometry. The method extends surface-based registration for the transoral setting, where teeth form the most distinctive visible surface. After camera calibration, a HoloLens 2 time-of-flight camera captures a partial intraoperative point cloud. The user supplies a rough head-based alignment only to crop the region of interest. A teeth-weighted global stage computes correspondences and solves a truncated least-squares rigid alignment. An asymmetric point-to-plane iterative closest point (ICP) stage refines the complete CT mandible against the partial depth cloud target. The guide-to-mandible transform places the guide in the HoloLens world frame, while pose updates and interpolation follow target motion. We define a blinded phantom protocol with 30 target registration error (TRE) points under full, intermediate, and teeth-only exposure, plus a motion-to-display latency test. Our median TRE is 4.05, 6.10, and 7.10 mm respectively, and median latency is 0.805 s. These values support the feasibility of using AR to replace physical prints. The workflow removes mounted fiducials and manual landmark selection and provides a testable path toward transoral cutting guidance.
- Abstract（参考訳）: 下顎再建術は部分切除後の顔面の連続性と口腔機能を回復させる。
患者固有の切削ガイドは、CT(Computerd tomography)ベースのプランを3次元情報で手術室に転送するが、プリントガイドはコストとリードタイムを増し、製造後に適応できず、不妊が失われても手術を中断する可能性がある。
表面形状から露出した下顎骨に仮想切削ガイドを登録するマーカーレス拡張現実(AR)の代替品について検討する。
この方法は、歯が最も顕著な目に見える表面を形成する、経口的設定のための表面ベースの登録を拡張する。
カメラのキャリブレーションの後、HoloLens 2のタイム・オブ・フライカメラが部分的な術中点雲を撮影する。
ユーザは、関心領域を収穫するためにのみ、粗いヘッドベースのアライメントを提供する。
歯重み付きグローバルステージは、対応を計算し、切り詰められた最小二乗の剛性アライメントを解決する。
非対称な点から面までの反復的最近点(ICP)ステージは、部分深度雲ターゲットに対して完全なCT下顎骨を洗練する。
ガイド・トゥ・マンディブル・トランスフォーメーションは、ガイドをHoloLensの世界フレームに配置し、更新と補間はターゲットの動きに従う。
我々は,30点の目標登録誤差(TRE)を満点,中点,歯のみの露出,およびモーション・ツー・ディスプレイ遅延テストで定義する。
我々の平均TREはそれぞれ4.05、6.10、および7.10mmであり、中央遅延は0.805秒である。
これらの値は、物理的なプリントを置き換えるためにARを使用することの実現性を支持する。
このワークフローは、装着されたフィデューシャルと手動のランドマークの選択を取り除き、経口切開指導へのテスト可能なパスを提供する。
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