End-to-end 3D neuroendoscopic video reconstruction for robot-assisted ventriculostomy

计算机科学 端到端原则 机器人 计算机视觉 人工智能 脑室造瘘术 计算机图形学(图像) 外科 医学 脑积水
作者
Prasad Vagdargi,Ali Uneri,Stephen Z. Liu,Craig Jones,Alejandro Sisniega,Junghoon Lee,Patrick A. Helm,William S. Anderson,Mark G. Luciano,Gregory D. Hager,Jeffrey H. Siewerdsen
标识
DOI:10.1117/12.3008758
摘要

Purpose: Navigating deep-brain structures in neurosurgery, especially under deformation from CSF egress, remains challenging due to the limitations of current robotic systems relying on rigid registration. This study presents the initial steps towards vision-based navigation leveraging Neural Radiance Fields (NeRF) to enable 3D neuroendoscopic reconstruction on the Robot-Assisted Ventriculoscopy (RAV) platform. Methods: An end-to-end 3D reconstruction and registration method using posed images was developed and integrated with the RAV platform. The hyperparameters for training the dual-branch network were first identified. Further experiments were conducted to evaluate reconstruction accuracy using projected error (PE) while varying the volume density threshold parameter. Results: A 3D volume was reconstructed using a simple linear trajectory for data acquisition with 300 frames and corresponding camera poses. The density volume threshold was varied to obtain an optimal value of 96.55 percentile, with a corresponding PE of 0.65 mm. Conclusions: Initial methods for end-to-end neuroendoscopic video reconstruction were developed in phantom studies. Experiments identified the optimal parameters, yielding a geometrically accurate reconstruction along with fast network convergence runtime of < 30 s. The method is highly promising for future clinical translation in realistic neuroendoscopic scenes. Future work will also develop a direct surface-to-volume registration method for improving reconstruction accuracy and runtime.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
丘比特应助奶柚采纳,获得10
刚刚
lxbbb完成签到,获得积分10
1秒前
ROSEANNE完成签到,获得积分10
1秒前
gong完成签到,获得积分10
1秒前
害羞大雁完成签到,获得积分20
2秒前
阿刁发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
辉仔完成签到,获得积分10
4秒前
吴小利完成签到,获得积分10
4秒前
慕海象龟发布了新的文献求助10
5秒前
温昕发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
都安完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
12秒前
酷炫思雁发布了新的文献求助10
13秒前
GG完成签到,获得积分10
14秒前
在水一方应助靓丽的胜采纳,获得10
14秒前
14秒前
xuzhu0907完成签到,获得积分10
14秒前
Liz111完成签到,获得积分10
14秒前
1111完成签到,获得积分10
16秒前
奶柚发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
wst发布了新的文献求助30
18秒前
18秒前
20秒前
20秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
哈哈哈应助科研通管家采纳,获得50
23秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
WZJ发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得30
23秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6513037
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306525
关于积分的说明 17746653
捐赠科研通 5615156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923992
邀请新用户注册赠送积分活动 1901150
关于科研通互助平台的介绍 1762850