MIRAGE:手術ナビゲーションと可視化のための新しい統合フレームワーク
Multimodal Image-based Robotic Assistance and Guidance Environment (MIRAGE): A Novel Unified Framework for Surgical Navigation and Visualization
多様な画像情報を統合し、da Vinci手術ロボットのコンソール上でリアルタイムに可視化・ナビゲーションするフレームワークMIRAGEを開発し、ファントム実験で精度を検証した。
詳しい要約
1. どんなもの?
2. 先行研究と比べてどこがすごい?
3. 技術・手法の肝は?
4. どうやって有効だと検証した?
5. 議論はある?
6. 次に読むべき論文は?
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Ehsan Nasiri, Yi Zheng, Michael A. Kokko, Xiaoyao Fan, William R. Warner, Keith D. Paulsen, Ryan J. Halter
分類: cs.RO
原文アブストラクト
This paper presents the computational architecture and quantitative preclinical evaluation of MIRAGE, a multimodal image-guided robotic surgery framework for real-time visualization and navigation. It integrates stereovision scene reconstruction, augmented-reality (AR) video overlay, quantified heads-up display (HUD) navigation, and intraoperative ultrasound within the da Vinci console's TilePro display (Intuitive Surgical). Additional modules include optical/electromagnetic tracker registration, stereo calibration, fiducial rigid registration with RMSE feedback, and 3D point-cloud reconstruction. Video I/O and rendering run in a C++ backend, while a Python GUI coordinates calibration, registration, reconstruction, visualization, and user interaction through an in-process zero-copy binding layer. The framework formalizes spatial transforms, module states, and synchronization of heterogeneous video and tracking streams. Preoperative calibration uses synchronized checkerboard image pairs and optimization, with estimated intrinsics, extrinsics, and rectification reused intraoperatively. MIRAGE was validated in phantom experiments across da Vinci S, Si, Xi, and SP platforms. Across clinically relevant working distances, mean 3D reprojection error was 0.6mm, with best 0.1mm RMSE at 100mm on Xi. Results support MIRAGE as a preclinical technical-validation platform for accurate, responsive, and extensible multimodal surgical guidance.
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