利用3D成像技术进行无标记体表配准，结合智能手机增强现实技术，在模型和活体中进行经皮介入治疗

《Journal of Vascular and Interventional Radiology》：Marker-less Body Surface Registration with 3D imaging for Percutaneous Intervention with Smartphone Augmented Reality in Phantoms and in vivo

　　

Laetitia Saccenti|Nicole A. Varble|Olivia Pena|Ashley Gallagher|Michael T. Kassin|Ifechi Ukeh|Hannah Huth|Keith Horton|Ivane Bakhutashvili|John W. Karanian|William F. Pritchard|Ming Li|Bradford J. Wood

美国马里兰州贝塞斯达市国立卫生研究院临床中心介入肿瘤学中心

摘要

目的

评估使用智能手机增强现实（AR）引导系统进行经皮针刺入的自动表面跟踪配准在模型和活体中的准确性。

材料与方法

开发了一款基于智能手机平台的AR应用程序，该应用程序集成了针头引导功能。通过深度学习实现的自动配准无需额外的传感器或硬件即可完成身体表面跟踪。多平面CT图像被转换为三维图像，可以直接叠加在身体上而无需进行分割处理。在具有不同经验的八名操作者的帮助下，对腹部模型进行了准确性测试。在活体研究中，选取了三头猪（共15个目标），将栓塞线圈植入肝脏、肾脏和肌肉中作为目标，并在术后通过CT扫描测量针尖到目标的距离和角度误差。

结果

在模型实验中，中位准确率为4.8毫米（IQR 3.3–7.7毫米），中位角度误差为2.2度（IQR 1.4–4.3度）。在活体实验中，平均准确率为8.9±4.3毫米，平均角度误差为4.2±2.2度。准确率因器官而异（p=0.012），其中肌肉组织的准确性最高（5.1毫米），其次是肾脏（8.7毫米）和肝脏（13.0毫米），这与呼吸运动程度有关。表面跟踪技术能够补偿外部身体的移动，但无法补偿内部器官的移动。

结论

基于智能手机的AR技术和自动表面跟踪功能使得在活体中进行针刺入引导成为可能，无需使用基准标记或手动分割。该技术有助于简化或补充AR工作流程，并可能支持在资源匮乏环境中使用便携式图像引导进行微创针刺治疗。