論文の概要: LARK: A Low-Cost, Accurate, Occlusion-Resilient, Kalman Filter-Assisted Tracking System for Image-Guided Surgery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.07561v1
• Date: Tue, 06 Oct 2026 00:49:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 02:58:29.727964
• Title: LARK: A Low-Cost, Accurate, Occlusion-Resilient, Kalman Filter-Assisted Tracking System for Image-Guided Surgery
• Title（参考訳）: LARK:画像ガイド手術のための低コスト、高精度、オクルージョン耐性、カルマンフィルタ支援トラッキングシステム
• Abstract要約: 本研究は、コモディティRGBハードウェアとマルチビュー冗長性と融合を用いたマルチカメラ光追跡システムであるLARKを提案する。 我々は,マルチビュー単眼ポーズ融合とマルチビュー三角測量という,2つの完全なトラッキング手法を開発し,評価する。 LARKは1000ドル以下の費用で、画像誘導手術研究のための低コストなプラットフォームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13340996111165057
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Image-guided surgery (IGS) depends on accurate tracking of surgical instruments to provide real-time navigation relative to anatomical structures. Commercial stereo infrared trackers are accurate but prone to occlusion and cost-prohibitive for many settings. This work presents LARK, a multi-camera optical tracking system using commodity RGB hardware and multi-view redundancy and fusion. We develop and evaluate two complete tracking methods: multi-view monocular pose fusion and multi-view triangulation. Both methods are assessed under varying occlusion levels using a precision-machined grid and an anatomical head phantom, and compared against a gold-standard stereo infrared system. With five cameras and adaptive Kalman filtering, LARK achieves median target registration errors of 0.64 mm for point localization with triangulation and 0.73 mm for trajectory tracking with pose fusion on the machined grid. Camera-subset experiments show graceful degradation in adaptive pose-fusion accuracy as fewer views remain available. With tracking hardware costing under $1,000 USD, LARK provides a low-cost platform for image-guided surgery research. Hardware designs and software are publicly available at https://nist.mni.mcgill.ca/software/ , and datasets at https://nist.mni.mcgill.ca/data/ .
• Abstract（参考訳）: 画像誘導手術(IGS)は、解剖学的構造に対するリアルタイムナビゲーションを提供するために、手術器具の正確な追跡に依存する。 商業用ステレオ赤外線トラッカーは正確だが、多くの設定において閉塞性があり、コストを抑える傾向にある。 本研究は、コモディティRGBハードウェアとマルチビュー冗長性と融合を用いたマルチカメラ光追跡システムであるLARKを提案する。 我々は,マルチビュー単眼ポーズ融合とマルチビュー三角測量という,2つの完全なトラッキング手法を開発し,評価する。 両手法は, 精密加工格子と解剖学的頭部ファントムを用いて, 種々の閉塞レベルで評価し, 金標準の立体赤外線システムと比較した。 5台のカメラと適応カルマンフィルタにより、LARKは三角測量によるポイントローカライゼーションで0.64mm、軌道追跡で0.73mmの目標登録誤差をマシングリッド上でのポーズフュージョンで達成する。 カメラ・サブセット実験は、より少ないビューが利用できるため、適応的なポーズ融合精度の優雅な劣化を示す。 LARKは1000ドル以下の費用で、画像誘導手術研究のための低コストなプラットフォームを提供する。 ハードウェア設計とソフトウェアはhttps://nist.mni.mcgill.ca/software/で、データセットはhttps://nist.mni.mcgill.ca/data/で公開されている。

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